JPH04217796A

JPH04217796A - レールガンおよびレールガン用電機子

Info

Publication number: JPH04217796A
Application number: JP41135590A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Ikuta; 一成生田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1990-12-18
Filing date: 1990-12-18
Publication date: 1992-08-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レールガンおよびレー
ルガン用電機子に関し、特に、電機子をなす電機子材の
沸点より高い融点を有する材料でレール電極を構成し、
溶出した電機子材をレール電極に強圧接触させることに
より、接触アークの発生を防止すると共に、超高速弾を
多数回発射できるようにするための新規な改良に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のレールガ
ンおよびレールガン用電機子としては種々あるが、その
中で代表的なものについて述べると、例えば、図３に示
すトレーリングアーム方式の場合、金属製の電機子１に
隣接して飛翔体弾頭２が設けられている。前述の構成に
おいて、電機子１の一端１ａへ、図示しない一方のレー
ル電極から電流を供給すると、電機子１に沿って矢印で
示すように電流が他端１ｂに向かって流れ、他方のレー
ル（図示せず）を介して電流源（図示せず）に戻る。こ
の時に発生する電磁相互作用によって弾頭２は加速され
て飛翔する。また、図４に示す従来構成の場合、一対の
レール電極３ａ，３ｂ間には、金属製の電機子１と砲弾
２が摺動可能に配設されており、この各レール電極３ａ
，３ｂには、スイッチ５を介して電流源４が接続されて
いる。前述の構成においては、レール電極３ａ，３ｂは
銅、電機子１も銅又はアルミニウム製であり、スイッチ
５を閉じて電流源４から各レール電極３ａ，３ｂを介し
て電機子１へ電流を供給すると、電機子１が溶融して砲
弾２は発射される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のレールガンおよ
びレールガン用電機子は、以上のように構成されていた
ため、次のような課題が存在していた。すなわち、図３
の場合、弾頭が３ｋｍ／秒を越えた高速になると、従来
の導電性の良い材料では、マックスウェルの法則が働い
て、電機子の表面のみに沿って電流が流れ、一様な電流
の流れがなくなり、その結果、レール電極と電機子との
接触面積が実効的に低下し、レール電極の熱的損傷を防
止することが困難であった。また、図４の場合、電機子
とレール電極の材質の熱特性が類似であるため、電機子
が溶融する時点で、レール電極の表面も、特に、弾速の
低い場合に溶融し、複数回の発射が困難となるほど大き
いレール損傷が発生し、致命的な課題となっていた。

【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、電機子をなす電機子材の沸
点より高い融点を有する材料でレール電極を構成し、溶
出した電機子材をレール電極に強圧接触させることによ
り、接触アークの発生を防止すると共に、超高速弾を多
数回発射できるようにしたレールガンおよびレールガン
用電機子を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるレールガン
は、電流源に接続された一対のレール電極間に電機子を
設けた構成よりなるレールガンにおいて、前記電機子を
構成する電機子材の沸点より高い融点を有する材料で前
記レール電極を形成した構成である。さらに詳細には、
前記レール電極は、銅よりなり、前記電機子材は亜鉛よ
りなる構成である。さらに詳細には、前記レール電極は
、鉄よりなり、前記電機子材は亜鉛よりなる構成である
。さらに詳細には、前記レール電極は、タングステンよ
りなり、前記電機子材は、亜鉛、鉛、錫の何れかよりな
る構成である。さらに詳細には、前記レール電極は、銅
タングステン合金よりなり、前記電機子材は、亜鉛又は
鉛よりなる構成である。さらに詳細には、前記レール電
極は、銅よりなり、前記電機子材は、亜鉛あるいは鉛よ
りなる構成である。また、他の発明であるレールガン用
電機子は、一対のレール電極間に摺動可能に配設された
容器と、前記容器内に設けられた電機子材と、前記容器
に形成され前記電機子材が溶出するための穴とを備えた
構成である。さらに詳細には、前記容器の底部には前記
穴と連通する空隙部が形成されている構成である。さら
に詳細には、前記電機子材の沸点より高い融点を有する
材料で前記レール電極を形成した構成である。

【０００６】

【作用】本発明によるレールガンおよびレールガン用電
機子においては、電機子材の沸点より高い融点を有する
材料でレール電極を構成しているため、電機子に通電す
ると、レール電極はほとんど損傷を受けることなく電機
子材が溶融し、弾は加速される。この時、電機子材より
なる電機子を流れる電流は、電機子の後部に片寄るので
、加速度によってレール電極に押し付けられた溶融電機
子材は、レール電極面にまず付着する。その後、弾の前
進によって付着して取り残されたレール電極面上の溶融
電機子材を通して電機子に電流が供給されるため、レー
ル電極面上で溶融電機子材は蒸発してレール電極面上の
熱を奪う。また、電機子を構成する金属は、温度が上昇
するほど、電気抵抗が高くなるので、マックスウェルの
法則に基づいて、磁場は侵入しやすくなり、電流は溶融
金属内をほぼ一様に流れる。従って、容器の穴の面積を
好適な大きさとすることにより、アーク発生を防止する
ことができる。

【０００７】

【実施例】以下、図面と共に本発明によるレールガンお
よびレールガン用電機子の好適な実施例について詳細に
説明する。尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符
号を用いて説明する。図１および図２は、本発明による
レールガンおよびレールガン用電機子を示すためのもの
で、図１は第１実施例を示す断面図、図２は第２実施例
を示す断面図である。まず、第１図において符号１で示
されるものは電流源（図示せず）に接続された一対のレ
ール電極１０，１１間に摺動可能に設けられた弾であり
、この弾１は、容器１２およびこの容器１２内に設けら
れた亜鉛等の低融点金属からなり電機子をなす電機子材
１３とから構成されている。

【０００８】前記容器１２の底部１２ａの近傍における
各側部１２ｂ，１２ｃには、穴１４ａ，１４ｂが形成さ
れており、この穴１４ａ，１４ｂから漏れ出た前記電機
子材１３の溶融電機子材１３ａは、前記各レール電極１
０，１１に強く接触している。この溶融電機子材１３ａ
の各レール電極１０，１１に対する接触圧Ｐは、電流が
流れて低融点金属よりなる電機子材１３が加速されるこ
とにより自動的に得られるもので、流れる電流をＩ、容
器１２の加速線に直交する断面積をＳ、真空の透磁率μ
０とすると、次の式で表すことができる。尚、図１にお
ける電機子材１３は、前記容器１２とは異なる副容器１
３Ａで保持されている。

【０００９】

【数１】

【００１０】また、前記底部１２ａの幅は、レール電極
１０，１１の間隔よりやや小さく設定することにより、
高温時における局部的な膨張液圧を逃がし、容器１２の
破壊を防止することができる。

【００１１】図２に示す構成は、図１の他の実施例を示
すもので、図１と同一部分には、同一符号を付している
。

【００１２】図２において符号１で示されるものは一対
のレール電極１０，１１間に摺動可能に設けられた弾で
あり、この弾１は、容器１２およびこの容器１２内に設
けられた亜鉛等の低融点金属からなり電機子をなす電機
子材１３とから構成されれている。前記容器１２の頂部
１２ｄのねじ部１２ｅには、質量のある厚い蓋部１２ｆ
が螺合されており、この蓋部１２ｆによって電機子材１
３が容器１２内に収納されている。

【００１３】前記容器１２の底部１２ａは弾１を構成す
るため厚く重い構造で構成され、この底部１２ａの近傍
における各側部１２ｂ，１２ｃには、穴１４ａ，１４ｂ
が形成されており、この穴１４ａ，１４ｂから漏れ出た
前記電機子材１３の溶融電機子材１３ａは、前記底部１
２ａの外周に形成された溝１２ａＡおよび空隙部１２ａ
Ｂに逃げるように構成されている。

【００１４】前述の構成において、各レール電極１０，
１１を介して電流（太い矢印）が供給されると、弾１は
右方へ加速されるが、弾１が加速されたために、電流は
後尾に片寄り溶融電機子材１３ａが発生する。弾１の始
動によって生ずる強い加速度により電機子材１３は穴１
４ａ，１４ｂの直前のレール電極１０，１１の面に押し
つけられて付着する。弾１の進行により付着した電機子
材１３を介して電流が流れることにより蒸発し、この時
に発生した例えば亜鉛蒸気は、空隙部１２ａＢ内に閉じ
込められ、弾１と共に加速され、砲口から射出される。従って、前記溶融電機子材１３ａは、レール電極１０，
１１の面上に付着することなく、各空隙部１２ａＢ内に
閉じ込められるため、多数回の速射打ちも可能となる。また、溶融しなかった電機子１３は、発射後、弾１とし
て作用する。

【００１５】尚、前述の実施例では、レール電極１０，
１１を鉄とし、電機子材１３を亜鉛とした場合について
説明したが、レール電極１０，１１の融点が電機子材１
３の沸点より高い組合せであれば用いることができるも
ので、例えば、レール電極１０，１１の他の材料として
は、銅、タングステンが好適であり、電機子材１３の他
の例としては、銅、鉛、錫が好適であると共に、レール
電極１０，１１としてはタングステンが最も高い融点を
有し、電機子材１３としては亜鉛が最も低い沸点を有し
ている。

【００１６】

【発明の効果】本発明によるレールガンおよびレールガ
ン用電機子は、以上のように構成されているため、次の
ような効果を得ることができる。すなわち、低い沸点を
有する材料で電機子を構成し、高い融点を有する材料で
レール電極を構成していると共に、空隙部を介して蒸気
を砲外に排出するようにしたので、レール電極の熱損傷
は極少化され、複数回の射撃可能なレールガンを得るこ
とができる。また、電機子材が溶融して各レール電極間
に強く接触することができるため、レール電極と電機子
間の接触圧が容易に得られ、接触アークの発生を防止す
ることができ、金属の蒸発熱によるレール電極の冷却に
よって速射を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレールガンおよびレールガン用電
機子を示す断面図である。

【図２】本発明によるレールガンおよびレールガン用電
機子の他の実施例を示す断面図である。

【図３】従来のレールガン用電機子を示す斜視図である
。

【図４】従来のレールガンを示す構成図である。

【符号の説明】

１０　　　　レール電極１１　　　　レール電極１２　　　　容器１２ａ　　　　底部１２ａＢ　　　　空隙部１３　　　　電機子（電機子材）１４ａ　　　　穴１４ｂ　　　　穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　電流源に接続された一対のレール電極
（１０，１１）間に電機子（１３）を設けた構成よりな
るレールガンにおいて、前記電機子（１３）を構成する
電機子材の沸点より高い融点を有する材料で前記レール
電極（１０，１１）を構成したことを特徴とするレール
ガン。
【請求項２】　　前記レール電極（１０，１１）は銅よ
りなり、前記電機子材は亜鉛よりなることを特徴とする
請求項１記載のレールガン。
【請求項３】　　前記レール電極（１０，１１）は鉄よ
りなり、前記電機子材は亜鉛よりなることを特徴とする
請求項１記載のレールガン。
【請求項４】　　前記レール電極（１０，１１）はタン
グステンよりなり、前記電機子材は、亜鉛、鉛、錫の何
れかよりなることを特徴とする請求項１記載のレールガ
ン。
【請求項５】　　前記レール電極（１０，１１）は銅タ
ングステン合金よりなり、前記電機子材は、亜鉛又は鉛
よりなることを特徴とする請求項１記載のレールガン。
【請求項６】　　前記レール電極（１０，１１）は鋼よ
りなり、前記電機子材は、亜鉛あるいは鉛よりなること
を特徴とする請求項１記載のレールガン。
【請求項７】　　一対のレール電極（１０，１１）間に
摺動可能に配設された容器（１２）と、前記容器（１２
）内に設けられた電機子材（１３）と、前記容器（１２
）に形成され前記電機子材（１３）が溶出するための穴
（１４ａ，１４ｂ）とを備え、前記穴（１４ａ，１４ｂ
）から溶出した前記電機子材（１３）は、前記レール電
極（１０，１１）に接触圧を伴って接触することを特徴
とするレールガン用電機子。
【請求項８】　　前記容器（１２）の底部（１２ａ）に
は前記穴（１４ａ，１４ｂ）と連通する空隙部（１２ａ
Ｂ）が形成され、前記空隙部（１２ａＢ）内には溶融し
た前記電機子材（１３）が案内されるように構成したこ
とを特徴とする請求項７記載のレールガン用電機子。
【請求項９】　　前記電機子材（１３）の沸点より高い
融点を有する材料で前記レール電極（１０，１１）を構
成したことを特徴とする請求項７又は８記載のレールガ
ン用電機子。