JPH06281393A - 電磁レールガンの発射方法及び電磁レールガン - Google Patents
電磁レールガンの発射方法及び電磁レールガンInfo
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- JPH06281393A JPH06281393A JP4129393A JP4129393A JPH06281393A JP H06281393 A JPH06281393 A JP H06281393A JP 4129393 A JP4129393 A JP 4129393A JP 4129393 A JP4129393 A JP 4129393A JP H06281393 A JPH06281393 A JP H06281393A
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- electromagnetic rail
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は電磁レールガンの発射方法及び電磁
レールガンに関し、特に、ボアの断面形状を長方形とす
ることにより、リストライクアークを抑えて加速効率を
向上させ、超高速を達成することを特徴とする。 【構成】 本発明による電磁レールガンの発射方法及び
電磁レールガンは、各レール(2,3)と絶縁物(11a,11b)に
より形成されたボア(10)の形状を長方形とし、リストラ
イクアークの発生を抑えて短い電磁レールガンで加速効
率を向上させ、超高速を達成する構成である。
レールガンに関し、特に、ボアの断面形状を長方形とす
ることにより、リストライクアークを抑えて加速効率を
向上させ、超高速を達成することを特徴とする。 【構成】 本発明による電磁レールガンの発射方法及び
電磁レールガンは、各レール(2,3)と絶縁物(11a,11b)に
より形成されたボア(10)の形状を長方形とし、リストラ
イクアークの発生を抑えて短い電磁レールガンで加速効
率を向上させ、超高速を達成する構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁レールガンの発射
方法及び電磁レールガンに関し、特に、ボアの断面形状
を長方形とすることにより、リストライクアークを抑え
て加速効率を向上させ、超高速を達成するための新規な
改良に関する。
方法及び電磁レールガンに関し、特に、ボアの断面形状
を長方形とすることにより、リストライクアークを抑え
て加速効率を向上させ、超高速を達成するための新規な
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電磁レー
ルガン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６及び図７で示す特開平４−
６４８９５号公報に開示された構成を挙げることができ
る。すなわち、図６，７において符号１で示されるもの
は、コンデンサからなる電流源であり、この電流源１の
一端１ａには、一対の耐熱性レール２，３の一方が接続
され、これらの耐熱性レール２，３の間のボア１０内に
は電機子（図示せず）を有する飛翔体４が摺動可能に設
けられている。前記各耐熱性レール２，３の外側位置に
は、一対の金属体５，６が配設され、これらの各金属体
５，６は、接続導線７を介して電気的に接続されている
と共に、一方の金属体６には前記電流源１の他端１ｂが
接続され、前記金属体５と耐熱性レール３とは接続線８
を介して電気的に接続されている。従って、外部コイル
を構成する前述の各耐熱性レール２，３および各金属体
５，６へ電流を供給すると、被加速体４に流れる電流の
発生する自己磁場および各金属体５，６に流れる電流に
よって発生する磁場と被加速体４の電流との電磁相互作
用によって飛翔体４は電磁加速される。
ルガン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６及び図７で示す特開平４−
６４８９５号公報に開示された構成を挙げることができ
る。すなわち、図６，７において符号１で示されるもの
は、コンデンサからなる電流源であり、この電流源１の
一端１ａには、一対の耐熱性レール２，３の一方が接続
され、これらの耐熱性レール２，３の間のボア１０内に
は電機子（図示せず）を有する飛翔体４が摺動可能に設
けられている。前記各耐熱性レール２，３の外側位置に
は、一対の金属体５，６が配設され、これらの各金属体
５，６は、接続導線７を介して電気的に接続されている
と共に、一方の金属体６には前記電流源１の他端１ｂが
接続され、前記金属体５と耐熱性レール３とは接続線８
を介して電気的に接続されている。従って、外部コイル
を構成する前述の各耐熱性レール２，３および各金属体
５，６へ電流を供給すると、被加速体４に流れる電流の
発生する自己磁場および各金属体５，６に流れる電流に
よって発生する磁場と被加速体４の電流との電磁相互作
用によって飛翔体４は電磁加速される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁レールガン
は、以上のように構成されているため、次のような課題
が存在していた。すなわち、前述の従来構成を用いてグ
ラム級の飛翔体を超高速に加速させるために、１０ミリ
前後の断面円あるいは断面正方形のボアが使用されてい
るが、丸あるいは正方形であるが故に、各レール間の距
離が短く、電流印加時の各レール間で発生するリストラ
イクアークによる電流分岐を防止することが難しく、こ
のリストライクによる２次アークの発生に伴う効率の低
下により加速効率の急激な低下により超高速の達成は不
可能であった。
は、以上のように構成されているため、次のような課題
が存在していた。すなわち、前述の従来構成を用いてグ
ラム級の飛翔体を超高速に加速させるために、１０ミリ
前後の断面円あるいは断面正方形のボアが使用されてい
るが、丸あるいは正方形であるが故に、各レール間の距
離が短く、電流印加時の各レール間で発生するリストラ
イクアークによる電流分岐を防止することが難しく、こ
のリストライクによる２次アークの発生に伴う効率の低
下により加速効率の急激な低下により超高速の達成は不
可能であった。
【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、ボアの断面形状を長方形と
することにより、リストライクアークを防止して加速効
率を向上させて超高速を達成するようにした電磁レール
ガンの発射方法及び電磁レールガンを提供することを目
的とする。
めになされたもので、特に、ボアの断面形状を長方形と
することにより、リストライクアークを防止して加速効
率を向上させて超高速を達成するようにした電磁レール
ガンの発射方法及び電磁レールガン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】本発明による電磁レール
ガンの発射方法は、一対のレール間に形成されるボア内
に電機子付きの飛翔体を摺動可能に設け、前記各レール
に印加された電流による磁気作用により前記飛翔体を発
射するようにした電磁レールガンの発射方法において、
前記ボアの断面形状を長方形とし、リストライクアーク
の発生を防止する方法である。
ガンの発射方法は、一対のレール間に形成されるボア内
に電機子付きの飛翔体を摺動可能に設け、前記各レール
に印加された電流による磁気作用により前記飛翔体を発
射するようにした電磁レールガンの発射方法において、
前記ボアの断面形状を長方形とし、リストライクアーク
の発生を防止する方法である。
【０００６】本発明による電磁レールガンは、一対のレ
ール間に形成されるボア内に電機子付きの飛翔体を摺動
可能に設け、前記各レールに印加された電流による磁気
作用により前記飛翔体を発射するようにした電磁レール
ガンにおいて、前記ボアの断面形状は長方形よりなる構
成である。
ール間に形成されるボア内に電機子付きの飛翔体を摺動
可能に設け、前記各レールに印加された電流による磁気
作用により前記飛翔体を発射するようにした電磁レール
ガンにおいて、前記ボアの断面形状は長方形よりなる構
成である。
【０００７】前記ボアは各レール及び各絶縁物で構成さ
れ、前記各レール間の第１距離は前記各絶縁物間の第２
距離よりも長い構成である。
れ、前記各レール間の第１距離は前記各絶縁物間の第２
距離よりも長い構成である。
【０００８】
【作用】本発明による電磁レールガンの発射方法及び電
磁レールガンにおいては、各レール間に形成されたボア
が各レール間方向において長方形に構成されているた
め、各レール間の距離を従来構成よりも大幅に大とする
ことができ、従来と同等の条件（材料、ピーク電流）に
よる稼働においても、従来発生していたリストライクを
効果的に抑え、従来と同等長さのレールを用いた場合で
もその加速効率を大幅に向上することができる。
磁レールガンにおいては、各レール間に形成されたボア
が各レール間方向において長方形に構成されているた
め、各レール間の距離を従来構成よりも大幅に大とする
ことができ、従来と同等の条件（材料、ピーク電流）に
よる稼働においても、従来発生していたリストライクを
効果的に抑え、従来と同等長さのレールを用いた場合で
もその加速効率を大幅に向上することができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面と共に本発明による電磁レールガ
ンの好適な実施例について詳細に説明する。なお、従来
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から図５までは本発明による電磁レールガン発射方法
に適用する電磁レールガンを示すもので、図１は概略構
成図、図２は図１の要部の詳細を実験装置として示す拡
大断面図、図３は飛翔体を示す拡大斜視図、図４はボア
の他の実施例を示す構成図、図５は各ボア形状による実
測値と計算値を示す特性図である。
ンの好適な実施例について詳細に説明する。なお、従来
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から図５までは本発明による電磁レールガン発射方法
に適用する電磁レールガンを示すもので、図１は概略構
成図、図２は図１の要部の詳細を実験装置として示す拡
大断面図、図３は飛翔体を示す拡大斜視図、図４はボア
の他の実施例を示す構成図、図５は各ボア形状による実
測値と計算値を示す特性図である。
【００１０】図１及び図２において符号１で示されるも
のは電流源であり、この電流源１はスイッチＳを介して
各レール２，３に接続されている。この各レール２，３
間にはボア１０が形成され、このボア１０内には電機子
（図示せず）を有する飛翔体４が摺動可能に設けられて
いる。
のは電流源であり、この電流源１はスイッチＳを介して
各レール２，３に接続されている。この各レール２，３
間にはボア１０が形成され、このボア１０内には電機子
（図示せず）を有する飛翔体４が摺動可能に設けられて
いる。
【００１１】前記ボア１０は、図２の実験装置に示すよ
うに、各レール２，３及びこの各レール２，３を包囲す
るように形成された絶縁部１１ａ〜１１ｅによって構成
されており、各レール２，３の外側位置には積層レール
２Ａ，３Ａが設けられている。さらに、前述の各絶縁部
１１ａ〜１１ｅのうち、最も外側に位置する絶縁部１１
ｄ，１１ｅは、鋼板２０，２１及び鋼製ボルト３０によ
って緊締され電磁レールガン４０が構成されている。な
お、使用したレールガン４０の長さは３ｍで、ピーク電
流を低く抑えるためいわゆる積層型としている。実験は
絶縁部１１ａ，１１ｂ間隔を１０mm一定としてレール
２，３間隔２０および２９mmについて実施した。飛翔体
４の長さはいずれも１０mmであり、背面にプラズマ形成
用の金属シート４ａが接着されている。なお、飛翔体４
は静止状態化から加速される。電流源１は８モジュール
からなる最大充電エネルギー４ＭＪ（１０kＶ）のコン
デンサバンクであり、使用するモジュールが簡単に選定
できまた分割放電が可能な構成を採用した。
うに、各レール２，３及びこの各レール２，３を包囲す
るように形成された絶縁部１１ａ〜１１ｅによって構成
されており、各レール２，３の外側位置には積層レール
２Ａ，３Ａが設けられている。さらに、前述の各絶縁部
１１ａ〜１１ｅのうち、最も外側に位置する絶縁部１１
ｄ，１１ｅは、鋼板２０，２１及び鋼製ボルト３０によ
って緊締され電磁レールガン４０が構成されている。な
お、使用したレールガン４０の長さは３ｍで、ピーク電
流を低く抑えるためいわゆる積層型としている。実験は
絶縁部１１ａ，１１ｂ間隔を１０mm一定としてレール
２，３間隔２０および２９mmについて実施した。飛翔体
４の長さはいずれも１０mmであり、背面にプラズマ形成
用の金属シート４ａが接着されている。なお、飛翔体４
は静止状態化から加速される。電流源１は８モジュール
からなる最大充電エネルギー４ＭＪ（１０kＶ）のコン
デンサバンクであり、使用するモジュールが簡単に選定
できまた分割放電が可能な構成を採用した。
【００１２】前記ボア１０は、断面形状が長方形に形成
され、各レール２，３間方向に横長形状で構成（すなわ
ち、各レール２，３間の第１距離Ｄ1は各絶縁部１１
ａ，１１ｂ間の第２距離Ｄ2よりも長い）されているこ
とにより、このボア１０内に装填される飛翔体４も、横
長形状となり、その重量は、例えば、グラム級のものが
採用されている。
され、各レール２，３間方向に横長形状で構成（すなわ
ち、各レール２，３間の第１距離Ｄ1は各絶縁部１１
ａ，１１ｂ間の第２距離Ｄ2よりも長い）されているこ
とにより、このボア１０内に装填される飛翔体４も、横
長形状となり、その重量は、例えば、グラム級のものが
採用されている。
【００１３】次に、動作について述べる。まず、スイッ
チＳをオンとして各レール２，３間に電流を通電する
と、飛翔体４の電機子及び各レール２，３に流れる電流
が発生する自己磁場による周知の電磁相互作用によって
飛翔体４は電磁加速される。この時のボア１０の寸法形
状と飛翔体質量、加速距離等は次の表１に示す通りであ
る。
チＳをオンとして各レール２，３間に電流を通電する
と、飛翔体４の電機子及び各レール２，３に流れる電流
が発生する自己磁場による周知の電磁相互作用によって
飛翔体４は電磁加速される。この時のボア１０の寸法形
状と飛翔体質量、加速距離等は次の表１に示す通りであ
る。
【００１４】
【表１】
【００１５】すなわち、表１に従来タイプの角ボア（１
０mm×１０mm）の結果を含めて本発明のレールガンの実
験結果を示す。同一ボア寸法においては充電エネルギー
を増すほど到達速度は増加するが、電源エネルギーの飛
翔体運動エネルギーへの変換効率は低下する傾向が認め
られる。またレール間隔の大きい（偏平率あるいはアス
ペクト比の大きい）方が効率がよく、同レベルの充電エ
ネルギーあるいはピーク電流の実験で得られた速度は飛
翔体が重いにもかかわらず大きくなっており、最高速度
として２９×１０mmボアで３ｇ×８.３km／sを得ること
ができた。これは、電磁プローブの信号によればいずれ
の実験もリストライクは発生しているものの、同一ボア
では充電エネルギーの低い方がまた同等の充電エネルギ
ーではレール間隔の広い方がその発生時間が遅く加速効
率の低下が小さかったためと考えられる。
０mm×１０mm）の結果を含めて本発明のレールガンの実
験結果を示す。同一ボア寸法においては充電エネルギー
を増すほど到達速度は増加するが、電源エネルギーの飛
翔体運動エネルギーへの変換効率は低下する傾向が認め
られる。またレール間隔の大きい（偏平率あるいはアス
ペクト比の大きい）方が効率がよく、同レベルの充電エ
ネルギーあるいはピーク電流の実験で得られた速度は飛
翔体が重いにもかかわらず大きくなっており、最高速度
として２９×１０mmボアで３ｇ×８.３km／sを得ること
ができた。これは、電磁プローブの信号によればいずれ
の実験もリストライクは発生しているものの、同一ボア
では充電エネルギーの低い方がまた同等の充電エネルギ
ーではレール間隔の広い方がその発生時間が遅く加速効
率の低下が小さかったためと考えられる。
【００１６】次に、図５は実測飛翔体速度と実測電流波
形を使用して計算した速度の関係を示したものである。
リストライクが発生したため実測値はいずれも計算値よ
り相当低い値となっているが、ボアの偏平率が大きい方
が実測値は計算値に近づき、２９×１０mmボアでは約７
０％にまで向上することが分かる。
形を使用して計算した速度の関係を示したものである。
リストライクが発生したため実測値はいずれも計算値よ
り相当低い値となっているが、ボアの偏平率が大きい方
が実測値は計算値に近づき、２９×１０mmボアでは約７
０％にまで向上することが分かる。
【００１７】従って、前述の各実験によって、ボア１０
の断面の偏平化により３ｇの飛翔体で８.３km／sを得る
ことができ、本発明のレールガンがリストライクを軽減
し超高速レールガンとして非常に有望であることが判明
した。さらに、前述の実験では、従来よりもリストライ
クの発生を大幅に防止しているが、完全ではなく、さら
にボア１０の偏平率を大とすることにより好結果を得る
ことができるものである。
の断面の偏平化により３ｇの飛翔体で８.３km／sを得る
ことができ、本発明のレールガンがリストライクを軽減
し超高速レールガンとして非常に有望であることが判明
した。さらに、前述の実験では、従来よりもリストライ
クの発生を大幅に防止しているが、完全ではなく、さら
にボア１０の偏平率を大とすることにより好結果を得る
ことができるものである。
【００１８】また、前述のボア１０の形状は単に横長の
長方形に限らず、例えば、図４で示すように、ボア１０
に溝１０ａを形成し、飛翔体４の形状もこの溝１０ａに
合わせた形状とし、この溝１０ａにより飛翔体４の加速
時の加速ガイドとすることもできる。
長方形に限らず、例えば、図４で示すように、ボア１０
に溝１０ａを形成し、飛翔体４の形状もこの溝１０ａに
合わせた形状とし、この溝１０ａにより飛翔体４の加速
時の加速ガイドとすることもできる。
【００１９】
【発明の効果】本発明による電磁レールガンの発射方法
及び電磁レールガンは、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、ボ
アが長方形であるため、各レール間の距離が従来よりも
大となり、レールガンの砲尾近傍で発生するリストライ
クアークを大幅に防止し、加速効率を従来よりも大幅に
向上させ、従来と同じ長さのレールガンを用いた場合で
も超高速（８km／s以上）を達成することができる。
及び電磁レールガンは、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、ボ
アが長方形であるため、各レール間の距離が従来よりも
大となり、レールガンの砲尾近傍で発生するリストライ
クアークを大幅に防止し、加速効率を従来よりも大幅に
向上させ、従来と同じ長さのレールガンを用いた場合で
も超高速（８km／s以上）を達成することができる。
【図１】本発明による電磁レールガン発射方法に適用す
る電磁レールガンを示す概略構成図である。
る電磁レールガンを示す概略構成図である。
【図２】図１の要部の詳細を実験装置として示す拡大断
面図である。
面図である。
【図３】飛翔体を示す拡大斜視図である。
【図４】ボア他の実施例を示す構成図である。
【図５】ボア形状による実測値と計算値を示す特性図で
ある。
ある。
【図６】従来の電磁レールガンを示す斜視図である。
【図７】図６のボアを示す断面図である。
２，３ レール ４ 飛翔体 １０ ボア １１ａ〜１１ｅ 絶縁部 Ｄ1 第１距離 Ｄ2 第２距離
Claims (3)
- 【請求項１】 一対のレール(2,3)間に形成されるボア
(10)内に電機子付きの飛翔体(4)を摺動可能に設け、前
記各レール(2,3)に印加された電流による磁気作用によ
り前記飛翔体(4)を発射するようにした電磁レールガン
の発射方法において、前記ボア(10)の断面形状を長方形
とし、リストライクアークの発生を抑えることを特徴と
する電磁レールガンの発射方法。 - 【請求項２】 一対のレール(2,3)間に形成されるボア
(10)内に電機子付きの飛翔体(4)を摺動可能に設け、前
記各レール(2,3)に印加された電流による磁気作用によ
り前記飛翔体(4)を発射するようにした電磁レールガン
において、前記ボア(10)の断面形状は長方形よりなるこ
とを特徴とする電磁レールガン。 - 【請求項３】 前記ボア(10)は各レール(2,3)及び各絶
縁物(11a〜11e)で構成され、前記各レール(2,3)間の第
１距離(D1)は前記各絶縁物(11a,11b)間の第２距離(D2)
よりも長い構成よりなることを特徴とする請求項２記載
の電磁レールガン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4129393A JPH06281393A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 電磁レールガンの発射方法及び電磁レールガン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4129393A JPH06281393A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 電磁レールガンの発射方法及び電磁レールガン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281393A true JPH06281393A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=12604413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4129393A Pending JPH06281393A (ja) | 1993-03-02 | 1993-03-02 | 電磁レールガンの発射方法及び電磁レールガン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281393A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113237381A (zh) * | 2021-05-16 | 2021-08-10 | 南京理工大学 | 一种电磁轨道炮消弧消音装置 |
-
1993
- 1993-03-02 JP JP4129393A patent/JPH06281393A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113237381A (zh) * | 2021-05-16 | 2021-08-10 | 南京理工大学 | 一种电磁轨道炮消弧消音装置 |
| CN113237381B (zh) * | 2021-05-16 | 2023-07-28 | 南京理工大学 | 一种电磁轨道炮消弧消音装置 |
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