JP5328628B2 - 電磁レールガン - Google Patents
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導電レール1a,1bの先端(=砲口)から固体電機子2が射出された時、導電レール1a−接続電極51a−短絡棒52a−交差電極53−短絡棒52b−接続電極51b−導電レール1bと短絡電流が流れることにより、砲口アークの発生が防止される。
この構造のため、接続電極51aが導体レール1aに接続している導電レール1aの途中の部分=接続電極51bが導体レール1bに接続している導電レール1bの途中の部分を、固体電機子2が過ぎると、砲口アーク防止短絡器50に電流が分流されるようになり、固体電機子2に流れる電流が減少し、加速力が落ちるという問題があった。
また、砲口アーク防止短絡器50に分流した電流によって生じた磁場は、固体電機子2−導体レール1a−接続電極51a−短絡棒52a−交差電極53−短絡棒52b−接続電極51b−導体レール1b−固体電機子2という閉ループの中に閉じ込められており、固体電機子2が導体レール1a,1bの先端(=砲口)に移動するにつれて圧縮され、固体電機子2を減速させる力が生じ、これによっても加速力が落ちるという問題があった。
そこで、この発明は、固体電機子2が導体レール1a,1bの先端(=砲口)を離れる直前における固体電機子2に流れる電流の減少を抑制し、且つ、砲口アーク防止のために流れる電流が作る磁場の影響による減速を抑制することによって、加速力を落とすことなく、砲口アークの発生を防止できる電磁レールガンを提供することを目的としている。
上記第1の観点による電磁レールガン(100)では、固体電機子(2)が導電レール(1a,1b)の先端から射出されると、導電レール(1a)−固体電機子(2)−導電レール(1b)と流れていた電流は、導電レール(1a)の先端部(1a’)−インダクタ(5a)−交差電極(6a,6b)−インダクタ(5b)−導電レール(1b)の先端部(1b’)と流れるため、砲口アークの発生が防止される。
また、インダクタ(5a,5b)が導電レール(1a,1b)の先端部(1a’,1b’)に設置されているため、固体電機子(2)に流れる電流の減少を、固体電機子(2)が導電レール(1a,1b)の先端を離れる直前まで、抑制することが出来る。
さらに、導電レール(1a,1b)が並ぶ面内において導電レール(1a,1b)に対して対称形状になるようにインダクタ(5a,5b)を設置しているため、インダクタ(5a,5b)に流れる電流が作る磁場は、固体電機子(2)の加速線(=固体電機子(2)の中心点が固体電機子(2)が加速される区間で描く軌跡線)上に生じず、磁場の圧縮による固体電機子(2)の減速を抑制することが出来る。
よって、加速力を落とすことなく、砲口アークの発生を防止できる。
上記第2の観点による電磁レールガン(200)では、固体電機子(2)が導電レール(1a,1b)の先端から射出されると、導電レール(1a)−固体電機子(2)−導電レール(1b)と流れていた電流は、導電レール(1a)の先端部(1a’)−インダクタ(5)−導電レール(1b)の先端部(1b’)へと流れるため、砲口アークの発生が防止される。
また、インダクタ(5)が導電レール(1a,1b)の先端部(1a’,1b’)に設置されているため、固体電機子(2)に流れる電流の減少を、固体電機子(2)が導電レール(1a,1b)の先端を離れる直前まで、抑制することが出来る。
さらに、導電レール(1a,1b)が延びる方向に垂直な面内において導電レール(1a,1b)に対して対称形状になるようにインダクタ(5)を設置しているため、インダクタ(5)の辺を時計回りに流れる電流が作る磁場とインダクタ(5)の辺を反時計回りに流れる電流が作る磁場とが固体電機子(2)において反対方向になり、打ち消し合う。また、インダクタ(5)に流れる電流が作る磁場は、導電レール(1a,1b)に流れる電流が作る磁場とは直交し、加速力に与える影響はほとんど無い。
よって、加速力を落とすことなく、砲口アークの発生を防止できる。
なお、インダクタ(5)を環状導体で構成し、その電流路が導電レール(1a,1b)に対して対称になるように導電レール(1a,1b)の先端部(1a’,1b’)に接続する構造とすれば、簡単で小型の構造に出来る。
上記第3の観点による電磁レールガン(300)では、固体電機子(2)が導電レール(1a,1b)の先端から射出されると、導電レール(1a)−固体電機子(2)−導電レール(1b)と流れていた電流は、導電レール(1a)の先端部(1a’)−インダクタ(5a)−導電レール(1b)の先端部(1b’)と流れると共に導電レール(1a)の先端部(1a’)−インダクタ(5b)−導電レール(1b)の先端部(1b’)と流れることにより、砲口アークの発生が防止される。
また、インダクタ(5a,5b)が導電レール(1a,1b)の先端部(1a’,1b’)に設置されているため、固体電機子(2)に流れる電流の減少を、固体電機子(2)が導電レール(1a,1b)の先端を離れる直前まで、抑制することが出来る。
さらに、導電レール(1a,1b)が延びる方向に垂直な面内において導電レール(1a,1b)に対して対称形状になるようにインダクタ(5a,5b)を設置しているため、インダクタ(5a)に流れる電流が作る磁場とインダクタ(5b)に流れる電流が作る磁場とが固体電機子(2)において反対方向になり、打ち消し合う。また、インダクタ(5a,5b)に流れる電流が作る磁場は、導電レール(1a,1b)に流れる電流が作る磁場とは直交し、加速力に与える影響はほとんど無い。
よって、加速力を落とすことなく、砲口アークの発生を防止できる。
図1は実施例1に係る電磁レールガン100の平面図であり、図2は右側面図であり、図3は図1のA−A’断面図であり、図4は図1のB−B’断面図である。
交差電極6a,6bは、銅製であり、導電レール1a,1bが並ぶ面に対して対称形状になるように設置してある。
また、図2から判るように、導電レール1a,1b、インダクタ5a,5bおよび交差電極6a,6bは、導電レール1a,1bおよび絶縁レール4a,4bが形成する加速通路の中心線に対して対称形状になっている。
図5は実施例2に係る電磁レールガン200の平面図であり、図6は右側面図であり、図7は図5のC−C’断面図である。
接続電極9a,9bは、銅製であり、導電レール1a,1bが延びる方向に垂直な面内において導電レール1a,1bに対して対称形状になるように設置してある。
また、図6から判るように、導電レール1a,1b、インダクタ5および接続電極9a,9bは、導電レール1a,1bおよび絶縁レール4a,4bが形成する加速通路の中心線に対して対称形状になっている。
図8は実施例3に係る電磁レールガン300の平面図であり、図9は右側面図であり、図10は図5のD−D’断面図である。
また、図9から判るように、導電レール1a,1bおよびインダクタ5a,5bは、導電レール1a,1bおよび絶縁レール4a,4bが形成する加速通路の中心線に対して対称形状になっている。
2 固体電機子
3 飛翔体
4a,4b 絶縁レール
5,5a,5b インダクタ
6a,6b 交差電極
7a,7b 絶縁板
8a,8b 絶縁樋
9a,9b 接続電極
10,20,30,50 砲口アーク防止短絡器
100,200,300,500 電磁レールガン
Claims (1)
- 固体電機子(2)と、飛翔体(3)と、前記固体電機子(2)および前記飛翔体(3)の加速通路を形成する一対の平行な導電レール(1a,1b)とを有する電磁レールガンであって、前記一対の導電レール(1a,1b)の先端部(1a’,1b’)にそれぞれインダクタ(5a,5b)を、前記一対の導電レール(1a,1b)が並ぶ面内において前記一対の導電レール(1a,1b)に対して対称形状になるように設置し、一方の導電レール(1a)の先端部(1a’)に同側のインダクタ(5a)の一端を接続し、他方の導電レール(1b)の先端部(1b’)に同側のインダクタ(5b)の一端を接続し、交差電極(6a,6b)により前記一対のインダクタ(5a,5b)の他端同士を接続したことを特徴とする電磁レールガン(100)。
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