JPH0533678U - Rail gun - Google Patents
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- JPH0533678U JPH0533678U JP8015891U JP8015891U JPH0533678U JP H0533678 U JPH0533678 U JP H0533678U JP 8015891 U JP8015891 U JP 8015891U JP 8015891 U JP8015891 U JP 8015891U JP H0533678 U JPH0533678 U JP H0533678U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 飛翔体を効率的に加速し、レールの損傷を防
ぐ、電源を持つレールガンを得る。
【構成】 平行なレール1,1aに電流を供給して、レ
ール間に設けられた飛翔体2を発射するレールガンにお
いて、急速に立ち上る始動電流から終速電流まで漸増
し、次に急速に立ち下る電流を供給する電源装置、すな
わち直列コイル3,並列コンデンサ4群を設ける。
(57) [Summary] [Purpose] To obtain a railgun with a power supply that efficiently accelerates flying objects and prevents rail damage. [Construction] In a rail gun which supplies currents to parallel rails 1 and 1a to launch a projectile 2 provided between the rails, a starting current that rises rapidly increases from a starting current to a final velocity current, and then falls rapidly. A power supply device for supplying current, that is, a series coil 3 and a parallel capacitor 4 group is provided.
Description
【0001】[0001]
本考案は飛翔体を効率よく発射するレールガンに関する。 The present invention relates to a railgun that efficiently launches a flying object.
【0002】[0002]
電磁力によって飛翔体を超高速に加速するための電磁発射装置(以下にレール ガンと称す)は概略図4に示すような構成となっている。 An electromagnetic launching device (hereinafter referred to as a rail gun) for accelerating a flying object at an ultrahigh speed by an electromagnetic force has a configuration as schematically shown in FIG.
【0003】 即ち、2本の導体レール1,1aの間に、それに沿って摺動できる飛翔体2が 設置されている。飛翔体2のすぐ後には固体又はプラズマでできたアーマチャー 8がある。レール1,1aの一端からコンデンサ4の電流7を供給すると、電流 7は図の矢印のように流れる。レールを流れる電流7がアーマチャー8の所で作 る磁場6と、図の上から下へとアーマチャー8を流れる電流7によりプラズマ化 して生じる電磁力9がアーマチャー8に働き、飛翔体2を押し加速する仕組みで ある。That is, a flying body 2 that can slide along the conductor rails 1 and 1a is installed between the two conductor rails 1 and 1a. Immediately after the flying object 2 is an armature 8 made of solid or plasma. When the current 7 of the capacitor 4 is supplied from one end of the rails 1 and 1a, the current 7 flows as shown by the arrow in the figure. The magnetic field 6 created by the current 7 flowing through the rail at the armature 8 and the electromagnetic force 9 generated by the current 7 flowing through the armature 8 from the top to the bottom of the drawing to generate plasma act on the armature 8 and push the projectile 2. It is a mechanism to accelerate.
【0004】 従来のレールガンにおける電流波形は、図5に概念的に示すように、初期にピ ークをもつ、コンデンサー放電波形である。又、飛翔体の推進力を一定にするた めに図6に示すような方形波のものもある。The current waveform in the conventional railgun is a capacitor discharge waveform having a peak in the initial stage, as conceptually shown in FIG. There is also a square wave type as shown in FIG. 6 in order to make the propulsive force of the flying object constant.
【0005】[0005]
従来のレールガンにおいては、飛翔体速度が遅い場合、レール間に存在するプ ラズマに、レールの面している部分が、時間的に長くなる。したがってレールは プラズマの熱により、ダメージを受けやすくなる。 In the conventional rail gun, when the flying object velocity is slow, the portion of the rail facing the plasma existing between the rails becomes long in time. Therefore, the rails are easily damaged by the heat of the plasma.
【0006】 従来のコンデンサー放電波形では、飛翔体が十分な速度を得ない初期の加速段 階で最大電流が流れる。その結果、飛翔体は最大の推力を得るが、レールは高温 のプラズマに曝され、その部分を中心に損傷を受け、繰返し発射あるいは連続発 射が不可能な状態になるという不具合が生じた。In the conventional capacitor discharge waveform, the maximum current flows in the initial acceleration stage where the flying body does not get a sufficient velocity. As a result, the projectile gained the maximum thrust, but the rail was exposed to high-temperature plasma and was damaged mainly in that part, resulting in the problem that repeated or continuous firing was impossible.
【0007】[0007]
本考案は上記課題を解決するため次の手段を講ずる。 The present invention takes the following means to solve the above problems.
【0008】 すなわち、レールガンとして、平行なレールに電流を供給して、上記レール間 に設けられた飛翔体を発射するレールガンにおいて、急速に立ち上る始動電流か ら終速電流まで漸増し、その後急速に立ち下る電流を供給する電源手段を設ける 。That is, as a railgun, in a railgun that supplies current to parallel rails and launches a flying object provided between the rails, the starting current that rises rapidly increases gradually from the final velocity current, and then rapidly increases. Provide a power supply that supplies a falling current.
【0009】[0009]
上記手段において、レールの飛翔体後方に、急速に立ち上る始動電流が流れ磁 界が発生し、その電磁力で飛翔体は始動する。その後漸増する電流による、磁界 が発生する。この磁界につれて電磁力は漸増し、飛翔体は加速する。飛翔体がレ ールを離れる速度、すなわち終速のとき、終速電流が流れ、その後急速に立ち下 る。 In the above means, a starting current that rises rapidly flows behind the flying body of the rail, a magnetic field is generated, and the flying body is started by the electromagnetic force. After that, a magnetic field is generated by the gradually increasing current. With this magnetic field, the electromagnetic force gradually increases and the flying body accelerates. At the velocity at which the flying object leaves the rail, that is, at the final velocity, a final velocity current flows, and then it rapidly falls.
【0010】 このようにして、飛翔体は効率よく加速発射される。また、レール各部のプラ ズマに曝される時間が短縮されるので、レールの損傷が大幅に減少する。In this way, the flying body is efficiently accelerated and launched. In addition, the exposure time to the plasma of each part of the rail is shortened, and the damage to the rail is greatly reduced.
【0011】[0011]
(1)本考案の第1実施例を図1及び図3により説明する。なお、従来例で説明 した部分は、同一の番号をつけ冗長さをさけるため説明を省略し、この考案に関 する部分を主体に説明する。 (1) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The parts described in the conventional example are given the same numbers to avoid redundancy, and therefore the description thereof is omitted, and the parts related to the present invention will be mainly described.
【0012】 図1にて、レール1aの基端はアースラインにつながれる。またレール1aの 基端はスイッチ10を経て、直列に複数のコイル3がつながれた後、コンデンサ を経てアースラインに接続される。さらに各コイル3間はそれぞれコンデンサ4 を経てアースラインに接続される。これらが電源手段である。In FIG. 1, the base end of the rail 1a is connected to the ground line. The base end of the rail 1a is connected to a ground line through a switch 10 and a plurality of coils 3 connected in series, and then via a capacitor. Further, each coil 3 is connected to a ground line via a capacitor 4. These are the power supply means.
【0013】 以上において、各コンデンサ4に蓄電後、スイッチ10を投入すると、図3に 示すような、急上昇する始動電流が流れ、その後漸増して、次に急降下する電流 が、レール1,1aおよび飛翔体2の後方近傍にあってレールと電気的に接続し たアーマチャー(図示せず)に流れる。この電流によってアーマチャーがプラズ マ化し、ローレンツ力によって飛翔体2を高速でレール1,1aに沿い矢印方向 へ滑走させる。In the above, when the switch 10 is turned on after each capacitor 4 is charged, a start-up current that sharply rises as shown in FIG. It flows to an armature (not shown) electrically connected to the rail near the rear of the flying object 2. This current causes the armature to become plasma, and the Lorentz force causes the projectile 2 to slide at high speed along the rails 1 and 1a in the direction of the arrow.
【0014】 このとき、コンデンサ4とコイル3の数が多いほど電流波形は滑らかになる。 到達(終)速度とレール1,1aの長さから飛翔体2の射出までの時間TEND が 見積れる。この時間TEND とコイル3のインダクタンス,コンデンサ4の静電容 量から求まる放電の時定数を一致させると、飛翔体2の射出のタイミングと放電 終了のタイミングをあわせることができる。At this time, the larger the number of capacitors 4 and coils 3, the smoother the current waveform. The time T END from the arrival (final) speed and the length of the rails 1 and 1a to the ejection of the projectile 2 can be estimated. When the time constant T END , the inductance of the coil 3, and the discharge time constant obtained from the electrostatic capacity of the capacitor 4 are made to coincide with each other, the timing of ejection of the flying object 2 and the timing of termination of discharge can be matched.
【0015】 摩擦等の影響で必ずしも計算通り加速されないので、回路定数及び充電電圧は 、実験毎にフィードバツクし、使用目的にあった最適値を選ぶ必要がある。 (2)本考案の第2実施例を図2,図3により説明する。Since it is not always accelerated as calculated due to the influence of friction and the like, it is necessary to feed back the circuit constant and the charging voltage for each experiment and select the optimum value suitable for the purpose of use. (2) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0016】 図1にて、レール1aの基端はアースラインにつながれる。またレール1の基 端は、直列に複数のスイッチ5がつながれた後、コンデンサ4を経てアースライ ンにつながれる。さらに各スイッチ5間はそれぞれコンデンサ4を経てアースラ インにつながれる。各スイッチ5は制御信号によりON作動するものである。In FIG. 1, the base end of the rail 1a is connected to the ground line. The base end of the rail 1 is connected to a ground line via a capacitor 4 after a plurality of switches 5 are connected in series. Further, each switch 5 is connected to the earth line via the capacitor 4. Each switch 5 is turned on by a control signal.
【0017】 またレール1,1aに沿って、複数の飛翔体2の位置検出センサ10が設けら れる。各検出センサ10の出力はそれぞれスイッチ5の制御信号端子につながれ る。このとき、検出センサ10とスイッチ5はそれぞれレールの基端側から先端 側へ付番し、それぞれ対応する順番に接続する。Position detecting sensors 10 for the plurality of flying objects 2 are provided along the rails 1 and 1a. The output of each detection sensor 10 is connected to the control signal terminal of the switch 5, respectively. At this time, the detection sensor 10 and the switch 5 are numbered from the base end side of the rail to the tip end side, and are connected in the corresponding order.
【0018】 以上において、各コンデンサ4には、それぞれ所定の電荷を充電しておき、飛 翔体2をレール1,1aの基部にセットすると、順次各検出センサ5が飛翔体2 の位置を検出して対応するスイッチ5へ信号を送る。すると順次スイッチ5が投 入されて、図3に示すような電流が流れ、飛翔体2は効率よく加速発射される。In the above, when each of the capacitors 4 is charged with a predetermined electric charge and the flying body 2 is set on the base of the rails 1 and 1a, the detection sensors 5 sequentially detect the position of the flying body 2. Then, a signal is sent to the corresponding switch 5. Then, the switches 5 are sequentially turned on, a current as shown in FIG. 3 flows, and the projectile 2 is efficiently accelerated and fired.
【0019】 このとき、コンデンサ4とスイッチ3の数が多いほど電流波形は滑らかになる 。また静電容量,充電電圧を調整して、第1実施例と同様,実験結果をフィード バックさせて図3に示すような電流となる最適な値を選ぶ必要がある。At this time, the greater the number of capacitors 4 and switches 3, the smoother the current waveform. Further, it is necessary to adjust the electrostatic capacity and the charging voltage and feed back the experimental results as in the case of the first embodiment to select the optimum value that gives the current as shown in FIG.
【0020】 第1実施例,第2実施例において、最適な電流値は、レール材料,レール使用 回数,飛翔体初速度及び終速度,レールガン本体、飛翔体の機械的強度,プラズ マの性質等によって決まるものである。In the first and second embodiments, the optimum current values are the rail material, the number of times the rail is used, the initial velocity and final velocity of the flying body, the rail gun body, the mechanical strength of the flying body, the property of plasma, etc. It is decided by.
【0021】[0021]
以上に説明したように、レールに流れる電流が、初期に急上昇し、その後漸増 した後急降下するようにしたので、飛翔体が短時間で加速通過し、レールが局部 的に高温プラズマに曝されることがない。したがって熱的損傷が回避でき、繰返 し発射、あるいは連続発射が可能となる。またコスト,メンテナンス,エネルギ ー効率の面からも効果的である。 As explained above, the current flowing in the rail is designed to rapidly rise in the initial stage, then gradually increase, and then fall rapidly, so that the flying body accelerates and passes in a short time, and the rail is locally exposed to high-temperature plasma. Never. Therefore, thermal damage can be avoided and repeated firing or continuous firing becomes possible. It is also effective in terms of cost, maintenance, and energy efficiency.
【図1】本考案の第1実施例の構成回路図である。FIG. 1 is a configuration circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】本考案の第2実施例の構成回路図である。FIG. 2 is a configuration circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
【図3】同第1,第2実施例の作用説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view of the first and second embodiments.
【図4】従来例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional example.
【図5】同従来例の作用説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the conventional example.
【図6】同従来例の作用説明図である。FIG. 6 is an explanatory view of the operation of the conventional example.
1,1a レール 2 飛翔体 3 コイル 4 コンデンサ 5,10 スイッチ 6 磁場 7 電流 8 アーマチャー 9 電磁力 10 センサ 1, 1a Rail 2 Flying object 3 Coil 4 Capacitor 5, 10 Switch 6 Magnetic field 7 Current 8 Armature 9 Electromagnetic force 10 Sensor
Claims (1)
ール間に設けられた飛翔体を発射するレールガンにおい
て、急速に立ち上る始動電流から終速電流まで漸増し、
その後急速に立ち下る電流を供給する電源手段を備えて
なることを特徴とするレールガン。1. In a rail gun for supplying a current to parallel rails to launch a projectile provided between the rails, a starting current rapidly rising to a final speed current is gradually increased,
A railgun characterized by comprising power supply means for supplying a current that rapidly falls thereafter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8015891U JPH0533678U (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Rail gun |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8015891U JPH0533678U (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Rail gun |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0533678U true JPH0533678U (en) | 1993-04-30 |
Family
ID=13710499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8015891U Withdrawn JPH0533678U (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Rail gun |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0533678U (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008106957A (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Japan Steel Works Ltd:The | Accelerating device |
JP2020063865A (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | 三菱電機株式会社 | Pulse power supply apparatus for electromagnetic acceleration system, electromagnetic acceleration system |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP8015891U patent/JPH0533678U/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008106957A (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-08 | Japan Steel Works Ltd:The | Accelerating device |
JP4510793B2 (en) * | 2006-10-23 | 2010-07-28 | 株式会社日本製鋼所 | Accelerator |
JP2020063865A (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-23 | 三菱電機株式会社 | Pulse power supply apparatus for electromagnetic acceleration system, electromagnetic acceleration system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19960208 |