【発明の詳細な説明】
ランチパック
本発明は、中に少くとも１つの電気的なスライド接触部が配置されたケースを
有し、このスライド接触部は、表面に電気絶縁材が設けられた導電材の複数のフ
ァイバーにより形成されており、これらファイバーはケースの上部から底部に延
びている、電磁加速器で発射体を超高速で加速するためのランチパックに関する
。
この形式のランチパックは、実用的な研究により知られており、例えば、軍事
用に４ｋｍ／秒もの高速で発射体を発射するために使用され得る。このような状
況において、繰り返し動作する電磁レール加速器が度々使用されている。
スパーク腐蝕が、ランチパックが静止状態から所謂遷移速度に加速される発射
プロセスの初期の段階で生じるという問題が知られている。この期間で、ファイ
バーの端部が摩耗する。遷移速度に達したときに、流体並びに／もしくは金属プ
ラズマ境界層が、電気的なスライド接触部とレールとの間の接触面での高熱の発
生により生じる。この期間で、ファイバーの端部はさらに摩耗し、ファイバーは
短くなり、固体ー固体の電気的なスライド接触部が複合スライド接触面となる。
上述した影響により、加速器とランチパックとの間のエネルギーの伝達は有効
的ではなくなり、かくして、加速器に過度の摩耗を生じさせるような好ましくな
い損傷が生じる。この結果、この形式の発射プロセスでの最大の達成できる速度
が制限され、また、加速器は制限された回数しか使用できなくなる。
本発明の目的は、上述した欠点を無くすことである。
この目的のために、本発明に係るランチパックは、ファイバーの長さは、供給
メカニズムがファイバーの端部の摩耗を補償するように、ケースの高さよりも実
質的に長いことを特徴とする。
前記供給メカニズムの性質は、加速の間に腐蝕により摩耗するファイバーの端
部の結果として失ったファイバーの長さの補償である。この構成において、ファ
イバーの特別の長さは、接触面に機械的に予めテンションをかけることを維持し
、スパーク腐蝕の発生を遅らせることを確実にする。従って、本発明に係るラン
チパックにおいては、固体ー固体移動の電気的なスライド接触から静電導体との
固定流体並びに／もしくは金属プラズマ境界層への制御された除々の遷移が生じ
る。さらに、スパーク腐蝕が実質的に生じない接触面を介して電流が供給される
。
ランチパックの好ましい実施の形態において、２つ以上の電気的なスライド接
触部が、ケース内のこれら電気的なスライド接触部の向きが実質的に同じとなる
ように、ランチパックの長手方向から見て並べられかつ互いに少くとも部分的に
分離されている。このような構成において、ランチパックの電気的な部品は、効
果的な方法により延ばされることができ、“速度表皮効果”の結果を減じ、さら
に、電気的なスライド接触部での電流分布を最適にする。
ランチパックの他の実施の形態においては、２つ以上の電気的なスライド接触
部が、ランチパックの横方向から見て並べられかつ互いに少くとも部分的に分離
されている。このような構成において、並べられかつ互いに少くとも部分的に分
離されている電気的なスライド接触部は、互いに引き付け、この結果、レール上
のスライド接触部に機械的に予めかけられたテンションはさらに強くなる。
また、本発明は、本発明に係るランチパックの部品として上述した電気的なス
ライド接触部を製造するための方法であり、この方法は、
（ａ）電気的なスライド接触部の後部として望まれる形状に合った形状の巻き
コアに接着剤を付ける工程と、
（ｂ）電気絶縁材が表面に設けられたた導電材の複数のファイバーの層を巻き
コアの周りにほぼ平行に巻く工程と、
（ｃ）この巻かれたファイバーの層に接着剤を付ける工程と、
（ｄ）このファイバーの層に他のファイバーの層を巻く工程と、
（ｅ）電気的なスライド接触部にとって所望の厚さになるまで、前記工程（ｃ
）と（ｄ）とを繰り返す工程と、
（ｆ）最外側のファイバーの層が電気的なコンタクト接触部の前部に望まれる
形状に成型されるように、巻きコアに巻かれたファイバーの層を巻きコアの軸を
中心として対称的にクランプする工程と、
（ｇ）このクランプされたファイバーの層を、接着剤の軟化温度以上の温度に
加熱する工程と、
（ｈ）前記クランプされたファイバーの層を冷却する工程と、
（ｉ）この巻かれた物品をほぼ等しいディメンションの複数の電気的なスライ
ド接触部に分ける工程と、を具備する。
この状態において、本発明に係る方法は、巻き技術がほぼ均一な密度の電気的
なスライド接触部を与える効果を有する。この方法により形成された電気的なス
ライド接触部の均一性のためにさらなる充填物が必要ではなく、この結果、材料
の無駄がなくなる。
また、本発明は、この方法に使用により得られたファイバーが電気的なスライ
ド接触部の体積の７５％ないし８５％を占めることができるような電気的なスラ
イド接触部に関する。
また、本発明に係われば、上述した方法により得られた１もしくは複数の電気
的なスライド接触部の周りに、好ましくはファイバー強化材のケースが配設され
ており、このケースのディメンションは加速器のディメンションに合っており、
ランチパック内の空の空間が高圧縮強さと高温度安定性とを有する充填材並びに
／もしくは磁場の透過に影響を及ぼす充填材により充填されているランチパック
の製造方法に関する。
本発明は、以下の図面を参照して、より詳細に説明されよう。
図１は、レール加速器の原理を説明するための概略図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るランチパックの縦断面図である。
図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るランチパックの電気スライド接触部
が概略的に示されたレール加速器の断面図である。
図５は、本発明に係る方法を実施するための可能な設備を示す上面図である。
図は、レール加速器１の原理を説明するための概略図である。このレール加速
器は発射される発射体４のための電気的ガイドとして機能するレール２が設けら
れた電磁加速器１である。パルス電力源３により、２ないし３ＭＡのオーダの強
さの電流Ｉが発射体４のためのランチパック５並びにレール２に流される。磁場
Ｂと関連して電流Ｉは発射体４にローレンツ力を与えて、これを加速する。
近い将来、戦略上の使用にとって、超速（４ｋｍ／秒以上）で発射体４の繰り
返しの電磁的発射をする形式のレール加速器１を使用することが可能となるであ
ろう。実験上のプラクテスで知られるランチパックが使用される場合、スパーク
腐蝕が、非常に高速で動くレール２とランチパック５との間の接触面での加速の
間に生じる。いわゆる遷移速度、即ち、高温によりランチパック５の電気部分の
接触面に流体並びに／もしくは金属プラズマ境界層が発生されるような速度、に
達すると、固体−固体電気スライド接触面は、混成接触面となる。この結果、電
磁レール加速器１に過度の摩耗と好ましくない損傷が生じ、加速器１の繰り返し
の使用を妨げる。さらに、この結果により、レール加速器１とランチパック５と
の間の非効果的なエネルギー伝達を起こし、従って、この結果は、この形式の発
射過程での最大可能速度を制限する。
図２は、本発明に係わるランチパック５の第１の実施の形態の縦断面図である
。図３は、図２のIII−III線に沿うランチパックの断面図である。この実施の形
態において、ランチパック５は電気的な複合スライド接触部６を有する。これら
接触部６の周りには、接触部６がレール２と接触するようにしてケース７が配設
されている。また、これら接触部６間の空の空間は充填物８が充填されている。
各接触部６は、表面に電気絶縁材が設けられた導電材料の複数のファイバーによ
り構成されている。適当な導電材料の例は、銅、アルミ並びにモリブデンである
。使用される電気絶縁材は、例えば、ポリエステルーイミドである。これらファ
イバーは、好ましくは、互いにほぼ平行に、ケース７の上部から底部に延びてい
る。また、これらファイバーは電気的なスライド接触部６の形状をしている。さ
らに好ましい実施の形態においては、ファイバーは互いに所定角度を有している
（図示せず）。この結果、いわゆる“速度表皮効果”即ち、電流Ｉがランチパッ
ク５の一部のみを流れる結果となるような効果を減じる。ランチパック５の速度
が早くなるのに従って、電流が流れる部分は減少する。即ち、“速度表皮効果”
を防
ぐために、抵抗は、ランチパックの移動方向（矢印参照）で比較的高くなければ
ならず、また移動方向と直交する方向で低くなければならない（好ましくは、１
００：１と等しいかこれ以上の比）という探索から分かる。この異方性の抵抗の
分布は、例えば、互いに平行に延びたファイバーの使用により得られる。最適な
熱均衡に関連して、ファイバー間の断熱は、好ましくは、可能な限り小さくしな
ければならない。さらに、接触面でのマイクロスパークの発生を防止するために
、接触面の単位面積当たり最適な数の接触スポットが望ましい。これは、例えば
、ファイバー径の最適な選定（好ましくは４０ないし１００μ）と絶縁材の最適
な選定とにより達成され得る。
図２並びに３から、ファイバーの数は、発射プロセスの間のファイバー端の摩
耗を補償する供給メカニズムを与えるために、ケース７の高さよりも充分に長く
なるように選ばれていること明らかである。好ましくは、ファイバーの長さは、
供給メカニズムの全発射プロセスを実質的に通しての使用に利用されるように選
定される。与えられた供給メカニズムは、熱で軟化したファイバーが、これに作
用するローレンツ力の結果として伸びるという事実により支持されている。これ
は、固体対固体の移動の電気的なスライド接触から、流体並びに／もしくは勤続
プラズマ境界層を有するスライド接触への遷移が除々に生じる結果になる。この
ような状況において、発生した流体／プラズマ混合は効果的な潤滑作用を果たす
。
各電気的なスライド接触部６、かくして電気的なスライド接触部の全てのファ
イバーは、ケース７に対して角度α傾斜する。ここで角度αは９０°ではない。
好ましくは、この角度αは、電気的なスライド接触部６の全てのファイバーに対
してほぼ等しい。好ましくは、α＝４５±５°である。図示された好ましい実施
の形態において、各電気的なスライド接触部６は、ケース７とはほぼ垂直に延び
た中間部６ａと、この中間部６ａの上部と底部とに夫々固定されたアーム部６ｂ
とを有する。これらアーム部６ｂは、移動方向とは反対の方向に角度βで傾斜し
て延びている。ここの角度βは、好ましくは。１５°≦β≦２５°である。
本発明に係わるランチパック５は、少くとも１つの電気的なスライド接触部６
を有するが、必要であれば、複数の電気的なスライド接触部を少なくと一部が分
離するようにしてランチパック５の長手方向に互いに重ねて順次配置することに
より広げられる。ケース７内の電気的なスライド接触部６の向きは、図２に示す
ように実質的に同じである。最適な電流の分布は、分割により上述した方法でラ
ンチパックを延ばすことにより得られる。この長さの最適化は、比較的長いレー
ル加速器１を使用することを可能にし、この結果、スパークによる腐蝕のない加
速器１が比較的長い経路に渡って達成され得る。
各電気的なスライド接触部６の最適な長さｌ1は、電気的なスライド接触部の
形状並びに使用されるファイバー材料の固有抵抗の温度依存性と、“速度表皮効
果”の結果として、電気的なスライド抵抗部内の磁界Bの拡散長さに関連される
。例えば、銅では最適な長さｌ1＝１１ｍｍであり、モリブデンでは最適な長さ
ｌ1＝３４ｍｍである。ランチパック５の電気的な部分のディメンションは、ラ
ンチパックを発射体に関連付けさせる幾何学的な要求と同様に関連した加速器１
のボアの口径と形状とに特に依存することが明らかであろう。必要であれば、最
適な長さは、複数のスライド接触部を順次配置することにより得られる。ケース
７の高さは、レール加速器１のレール２間の距離とほぼ等しいことが望ましい。
一般的に、アーム部６ｂのためのｌ2は、７ｍｍ以下であることが望ましい。
図２に示した実施の形態において、ディメンションは、２０ｍｍのボアを有する
レール加速器１に合わされている。
前記ケース７は、ファイバー強化プラスチック材より好ましくは形成されてお
り、このようなタイプの材料は、この分野の者にとって良く知られている。一般
的に、これらは、カーボン・ファイバー、アラミド・ファイバー（ケプラー、タ
ワロン（商標名））、もしくは、エポキシ系の接着剤のような接着剤もしくは結
合剤により固められるかマトリックス状に入れられた他の強化ファイバーのよう
な強化ファイバーを含む。前記ケースは、好ましくは８０ないし８５°の巻き角
で巻くことにより得られるファイバー材から形成される。巻かれた層は、最小両
の接着剤、例えば、エポキシ系の接着剤により自身で接着される。好ましくは、
ケースは、力による装着で装着されている。
使用される充填材８は、窒化カーボン、酸化アルミニウム、ガラスファイバー
強化エポキシ材（Ｇ１０）、もしくは、μ金属のように磁界の透過に影響を与え
る材料のように、好ましくは、高圧縮強度と高温安定性とを有する材料である。
図４は、本発明に係わるランチパックの可能な第２の実施の形態を概略的に示
す。断面で示されたランチパックの電気的部分の一部のみが、横方向に互いに併
設して位置された２つの電気的なスライド接触部６´として示されている。これ
ら電気的なスライド接触部６´は、互いに少くとも部分的に分離されている。ま
た、これら電気的なスライド接触部６´のファイバーは外方に湾曲され、２方向
にテーパが付けられていることを明確に見ることができる。電流Ｉは、２つの電
気的なスライド接触部６´を流れ、この結果、互いに対向したローレンツ力Ｆ1
、Ｆ2が、２つの電気的なスライド接触部６´に作用する。かくして、これら電
気的なスライド接触部６´は互いに引き合って、圧力が、スライド接触部が湾曲
した形状をしているので、レール２にかかる。このような影響は、上記供給メカ
ニズムを促進させる。
電気的なスライド接触部６，６´の第１の実施の形態（図２に示す）と第２の
実施の形態（図４に示す）とは、一体的にされることは明らかであろう。
図５は、本発明に係る方法を実施するための可能な設備を示す上面図である。
設備１０は、電気的なスライド接触部の後部に望まれる形状に合った形状の巻線
コア１１を有する。接着剤、好ましくは、１２０℃以上の軟化温度を有する熱可
塑性の２成分系の接着剤が、最初に巻線コア１１に供給される。そして、（好ま
しくは４０ないし１００μｍの直径を有する）適当な材料でできたファイバー１
２の層が巻線コア１１の表面に巻回される。好ましくは、約０．５ｍｍの厚さの
層が巻かれる。そして、接着剤が巻かれた層の上に塗布され、この後に、この予
め巻かれた層の上面にファイバー材の続く層が同じようにして巻かれる。このよ
うな方法は、電気的なスライド接触部にとって所望の厚さになるまで繰り返えさ
れる。電気的なスライド接触部の前面にとって望ましい形状に合うような形状の
複数のクランプ板１３が、ファイバー材をクランプするために、巻線コア１１の
軸を中心としてほぼ対称となるように配置される。そして、全体は、接着剤の軟
化温度（例えば、１２０℃）以上の温度に加熱される。さらに、全体は室温にま
で冷却される。ファイバー材１２からなるこの巻かれた物品は、設備１０から取
り外され、実質的に同じディメンションの複数の電気的なスライド接触部に分け
られ得る。この例において、図２に示すような電気的なスライド接触部６は、巻
かれた物品を４つの等しい部分に分けることにより形成されている。
ファイバー材が設備１０の部品に重なることをさけるために、特に、巻線コア
１１とクランプ板１３とには、保護層、例えば、０．１ｍｍ厚のテフロンテープ
の層が、設けられ得る。対称的なクランプを果たすために、クランプ板１３が良
好に当接して間隔が生じないように４つの部分の爪１４が使用され得る。これら
クランプ板は、ボルトで所定位置に付加的に固定され得る。勿論、設備１０の部
品のディメンションや形状は、形成される電気的なスライド接触部の所望の最終
形状に合わされ得る。かくして、例えば、設備１０の適用の後に、例えば、円形
ボアを有するレール加速器１に使用するのに適したこの方法により電気的なスラ
イド接触部が形成可能である。
本発明の方法は、ファイバー材１２が、電気的なスライド接触部のファイバー
がこれの体積の７５％ないし８５％を占めることができるように密に巻かれ得る
。かくして、このような方法で形成された電気的なコンタクト接触部は、垂直方
向には均一であるが、それでも必要な異方性抵抗分布を有する。本発明に係わる
方法の他の効果は、巻かれたファイバー材の全てが垂直方向で使用され、かくし
て、材料の摩耗の問題がほとんど生じないことである。
接着剤と組み合わせてファイバーを使用することにより、本発明に係わる電気
的なスライド接触部は、加速の間に加速器１の僅かな変形を吸収することができ
、この結果、供給メカニズムが、加速の間に、ファイバーの端部が摩耗するのに
従って最適な方法で機能することが可能となる。接着剤の電気的な絶縁性を改良
するために、微粉末のセラミック材が接着剤に加えられ得る。
本発明は、電磁レール加速器１での発射プロセスを参照して説明されたけれど
も、他の適用、例えば、電磁リニアー誘導加速器１のランチパック、磁束コンプ
レッサーの電気的なスライド接触部、並びに一般的に電気機器の電気的なスライ
ド接触部として好都合である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Lunch pack
The present invention provides a case in which at least one electrical sliding contact is arranged.
The slide contact portion has a plurality of conductive material fins on the surface of which an electrically insulating material is provided.
These fibers extend from the top to the bottom of the case.
On launch packs for accelerating projectiles at ultra-high speeds with electromagnetic accelerators
.
Lunch packs of this type are known from practical research, for example, military
Can be used to launch projectiles as fast as 4 km / sec. Like this
In some situations, repetitively operated electromagnetic rail accelerators are often used.
A fire in which spark corrosion is accelerated from a stationary state to a so-called transition speed
There is a known problem that occurs early in the process. During this period,
Bar ends wear. When the transition speed is reached, the fluid and / or metal
The plasma boundary layer generates high heat at the interface between the electrical sliding contact and the rail.
Produced by life. During this time, the ends of the fiber wear further and the fiber
The shorter, solid-solid electrical slide contact becomes the composite slide contact surface.
Due to the effects mentioned above, the transfer of energy between the accelerator and the lunch pack is effective
Is not appropriate, and thus unfavorable
Damage will occur. As a result, the maximum achievable speed in this type of firing process
And the accelerator can be used only a limited number of times.
The aim of the present invention is to eliminate the disadvantages mentioned above.
For this purpose, the lunch pack according to the invention is supplied with a fiber length
It is more effective than the case height so that the mechanism compensates for wear at the end of the fiber.
It is characterized by being qualitatively long.
The nature of the feed mechanism is such that the end of the fiber that is worn by corrosion during acceleration
Compensation for fiber length lost as a result of the section. In this configuration,
The special length of the iva keeps the contact surface mechanically pre-tensioned
Ensure that the occurrence of spark corrosion is delayed. Therefore, the run according to the present invention
In chip packs, the electrical sliding contact between solid and solid
A controlled gradual transition to the stationary fluid and / or metal plasma boundary layer occurs
You. In addition, current is supplied through a contact surface that is substantially free of spark corrosion
.
In a preferred embodiment of the lunch pack, two or more electrical slide connections
The haptics have substantially the same orientation of these electrical sliding contacts in the case
So that they are lined up in the longitudinal direction of the lunch pack and at least partially
Are separated. In such a configuration, the electrical components of the lunch pack are
Result, which can reduce the effect of "velocity skin effect"
In addition, the current distribution at the electrical slide contact is optimized.
In another embodiment of the lunch pack, two or more electrical sliding contacts
Parts are lined up from the side of the packed lunch and at least partially separated from each other
Have been. In such an arrangement, they are arranged and at least partially separated from each other.
The separated electrical sliding contacts attract each other and, as a result,
The tension pre-mechanically applied to the slide contact portion of the plate is further increased.
The present invention also relates to the electric switch described above as a part of the lunch pack according to the present invention.
A method for manufacturing a ride contact, the method comprising:
(A) Winding shaped to match the shape desired for the rear of the electrical slide contact
Attaching an adhesive to the core;
(B) winding a plurality of fiber layers of a conductive material having an electric insulating material provided on the surface thereof;
A step of winding substantially parallel around the core,
(C) applying an adhesive to the wound fiber layer;
(D) winding another fiber layer around this fiber layer;
(E) applying said steps (c) until the desired thickness for the electrical slide contact is obtained;
) And (d);
(F) an outermost fiber layer is desired in front of the electrical contact contacts
Wrap the layer of fiber wound around the wound core so that
Clamping symmetrically as a center;
(G) bringing the clamped fiber layer to a temperature above the softening temperature of the adhesive.
Heating,
(H) cooling the layer of the clamped fiber;
(I) a plurality of electrical slides of substantially equal dimensions
Dividing the contact into contact portions.
In this state, the method according to the invention is such that the winding technique has a substantially uniform electrical density.
It has the effect of providing a simple sliding contact portion. The electrical switch formed by this method
No additional packing is required for uniformity of the ride contact, which results in a material
No waste.
The present invention also provides that the fiber obtained by using this method is an electrical slice.
Electrical contacts that can occupy 75% to 85% of the volume of the contact
Id contact part.
Further, according to the present invention, one or more electric devices obtained by the above-described method are provided.
A case, preferably of fiber reinforcement, is arranged around the temporary slide contact
And the dimensions in this case match the dimensions of the accelerator,
Filler whose empty space in lunch pack has high compressive strength and high temperature stability, and
Lunch packs filled with fillers that affect the transmission of magnetic fields
And a method for producing the same.
The present invention will be described in more detail with reference to the following drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the principle of the rail accelerator.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the lunch pack according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
FIG. 4 is an electric slide contact portion of a lunch pack according to a second embodiment of the present invention.
1 is a cross-sectional view of a rail accelerator schematically shown.
FIG. 5 is a top view showing a possible installation for carrying out the method according to the invention.
The figure is a schematic diagram for explaining the principle of the rail accelerator 1. This rail acceleration
The instrument is provided with rails 2 which function as electrical guides for the projectile 4 to be fired.
The electromagnetic accelerator 1. High power of the order of 2 to 3 MA by pulse power source 3
A current I is passed through the launch pack 5 for the projectile 4 and the rail 2. magnetic field
The current I in relation to B gives the projectile 4 a Lorentz force and accelerates it.
In the near future, for strategic use, the projectile 4 will rotate at a very high speed (over 4 km / sec)
It is possible to use a rail accelerator 1 of the type that performs a return electromagnetic launch.
Would. If a packed lunch known for experimental practice is used, spark
Corrosion is accelerated at the interface between the very fast moving rail 2 and the lunch pack 5
Occurs in between. The so-called transition speed, that is, the high temperature
At a rate such that a fluid and / or metal plasma boundary layer is generated at the interface
When reached, the solid-solid electric slide contact surface becomes a hybrid contact surface. As a result,
Excessive wear and undesired damage to the magnetic rail accelerator 1 occur and the accelerator 1 repeats
Prevent the use of. Furthermore, the result shows that the rail accelerator 1 and the lunch pack 5
Ineffective energy transfer during
Limits the maximum possible speed during the firing process.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the first embodiment of the lunch pack 5 according to the present invention.
. FIG. 3 is a sectional view of the lunch pack taken along the line III-III in FIG. The form of this implementation
In the embodiment, the lunch pack 5 has an electric composite slide contact 6. these
A case 7 is provided around the contact portion 6 such that the contact portion 6 comes into contact with the rail 2.
Have been. An empty space between the contact portions 6 is filled with the filler 8.
Each contact portion 6 is made of a plurality of fibers of a conductive material having an electric insulating material provided on the surface.
It is configured. Examples of suitable conductive materials are copper, aluminum and molybdenum
. The electrical insulation used is, for example, polyester-imide. These files
The rivers preferably extend from the top of the case 7 to the bottom substantially parallel to each other.
You. These fibers are in the form of electrical slide contacts 6. Sa
In a more preferred embodiment, the fibers are at an angle to one another
(Not shown). As a result, the so-called “velocity skin effect”, that is, the current I
The effect that results in flowing through only a part of the work 5 is reduced. Lunch pack 5 speed
As the speed increases, the portion through which the current flows decreases. In other words, "speed skin effect"
Prevent
The resistance must be relatively high in the direction of travel of the packed lunch (see arrow).
And should be low in the direction perpendicular to the direction of movement (preferably 1
(A ratio equal to or greater than 00: 1). Of this anisotropic resistance
The distribution is obtained, for example, by the use of fibers running parallel to one another. Optimal
In connection with the thermal balance, the insulation between the fibers is preferably as small as possible.
I have to. Furthermore, to prevent the occurrence of microsparks on the contact surface
An optimal number of contact spots per unit area of the contact surface is desirable. This is for example
Optimal selection of fiber diameter (preferably 40-100μ) and optimal insulation
Selection can be achieved.
From FIGS. 2 and 3, it can be seen that the number of fibers depends on the fiber end wear during the firing process.
Long enough than the height of case 7 to provide a feeding mechanism to compensate for wear
Obviously they have been chosen to be. Preferably, the length of the fiber is
Selected to be used for use substantially through the entire firing process of the supply mechanism.
Is determined. Given the feeding mechanism, heat softened fibers are used to
This is supported by the fact that it grows as a result of the Lorentz force used. this
From fluid sliding and / or service from electrical sliding contact of solid-to-solid movement
The result is a gradual transition to a sliding contact with a plasma boundary layer. this
In such situations, the generated fluid / plasma mixture provides an effective lubrication
.
Each electrical slide contact 6 and thus all files of the electrical slide contact
The angle is inclined with respect to the case 7 by an angle α. Here, the angle α is not 90 °.
Preferably, this angle α corresponds to all the fibers of the electrical slide contact 6
And almost equal. Preferably, α = 45 ± 5 °. Illustrated preferred implementation
In the embodiment, each of the electric slide contacts 6 extends substantially perpendicularly to the case 7.
Intermediate portion 6a, and arm portions 6b respectively fixed to the top and bottom of the intermediate portion 6a.
And These arm portions 6b are inclined at an angle β in a direction opposite to the moving direction.
Extending. The angle β here is preferably. 15 ° ≦ β ≦ 25 °.
The lunch pack 5 according to the invention comprises at least one electrical sliding contact 6
However, if necessary, a plurality of electrical sliding contacts are at least partially separated.
To be placed one on top of the other in the longitudinal direction of the lunch pack 5
Can be spread more. The direction of the electric slide contact portion 6 in the case 7 is shown in FIG.
So that they are substantially the same. The optimal current distribution is determined by partitioning and
Obtained by extending the nunch pack. This length optimization can be used for relatively long lanes.
The accelerator 1 can be used, so that the corrosion free
Speed gear 1 can be achieved over a relatively long path.
Optimal length l of each electrical slide contact 61Of the electrical slide contact
The temperature dependence of the shape and the specific resistance of the fiber material used and the "velocity effect"
Is related to the diffusion length of the magnetic field B in the electrical slide resistor
. For example, for copper, the optimal length l1= 11 mm, optimal length for molybdenum
l1= 34 mm. The dimensions of the electrical parts of Lunch Pack 5 are
Accelerator 1 as well as the geometric requirements for associating the punch pack with the projectile
It will be apparent that it depends in particular on the bore size and shape of the bore. If necessary,
A suitable length is obtained by sequentially arranging a plurality of slide contacts. Case
It is desirable that the height of 7 is substantially equal to the distance between the rails 2 of the rail accelerator 1.
Generally, l for the arm 6bTwoIs desirably 7 mm or less.
In the embodiment shown in FIG. 2, the dimension has a bore of 20 mm
It is adapted to the rail accelerator 1.
The case 7 is preferably formed of a fiber reinforced plastic material.
Thus, these types of materials are well known to those skilled in the art. General
Typically, these are carbon fiber, aramid fiber (Kepler,
Wallon (trade name)) or an adhesive such as an epoxy-based adhesive
Like other reinforcing fibers hardened or mixed in a mixture
Contains strong reinforcing fibers. The case preferably has a winding angle of 80 to 85 °
It is formed from a fiber material obtained by winding with. Rolled layers are minimum
, For example, an epoxy-based adhesive. Preferably,
The case is mounted by force.
Filler 8 used is carbon nitride, aluminum oxide, glass fiber
Affects magnetic field transmission like reinforced epoxy material (G10) or μ metal
Preferably, the material has high compressive strength and high-temperature stability.
FIG. 4 schematically shows a second possible embodiment of a packed lunch according to the invention.
You. Only some of the electrical parts of the packed lunch shown in cross section are
It is shown as two electrical sliding contacts 6 'arranged and positioned. this
The electrical slide contacts 6 'are at least partially separated from one another. Ma
In addition, the fibers of these electrical slide contacts 6 'are curved outward and
It can be clearly seen that the is tapered. The current I is
Flows through the sliding contact 6 ', which results in the Lorentz forces F facing each other.1
, FTwoAct on the two electrical slide contacts 6 '. Thus, these
The gaseous slide contacts 6 'are attracted to each other, and the pressure causes the slide contacts to bend.
Since it has a curved shape, it is mounted on the rail 2. Such an effect depends on the supply mechanism.
Promote nysm.
The first embodiment (shown in FIG. 2) of the electric slide contacts 6, 6 'and the second
It will be clear that the embodiment (shown in FIG. 4) is integrated.
FIG. 5 is a top view showing a possible installation for carrying out the method according to the invention.
The installation 10 is provided with windings of the desired shape at the rear of the electrical slide contact.
It has a core 11. Adhesive, preferably heat-curable having a softening temperature of 120 ° C. or higher
A plastic two-component adhesive is first supplied to the winding core 11. And (preferred
Fiber 1 having a diameter of between 40 and 100 μm)
Two layers are wound on the surface of the winding core 11. Preferably, about 0.5 mm thick
The layers are rolled. The adhesive is then applied over the rolled layer, after which
A subsequent layer of fiber material is similarly wound on top of the wound layer. This
The method is repeated until the desired thickness is reached for the electrical sliding contacts.
It is. Shaped to match the desired shape for the front of the electrical slide contact
A plurality of clamp plates 13 are provided on the winding core 11 to clamp the fiber material.
They are arranged so as to be substantially symmetric about the axis. And the whole is the softness of the adhesive
Is heated to a temperature higher than the formation temperature (for example, 120 ° C.). In addition, let the whole cool to room temperature.
Cooled by. This rolled article of fiber material 12 is taken from facility 10.
Separated into several electrical sliding contacts of substantially the same dimensions
Can be In this example, the electrical slide contact 6 as shown in FIG.
It is formed by dividing the placed article into four equal parts.
In order to prevent the fiber material from overlapping components of the installation 10, in particular the winding core
11 and the clamp plate 13 are provided with a protective layer, for example, a 0.1 mm thick Teflon tape.
Can be provided. The clamp plate 13 is good
Four-part claws 14 may be used to provide good abutment and no spacing. these
The clamping plate can additionally be fixed in place with bolts. Of course, the equipment 10
The dimensions and shape of the article depend on the desired final shape of the electrical sliding contact to be formed.
It can be adapted to the shape. Thus, for example, after the application of the installation 10, for example, a circular
This method, suitable for use in a bored rail accelerator 1, provides an electrical
An id contact can be formed.
In the method of the present invention, the fiber material 12 is used in a state in which the fiber of the electrical slide contact portion is used.
Can be tightly wound so that it can occupy 75% to 85% of its volume
. Thus, the electrical contact contact formed in this way is vertical
Directionally uniform, but still have the required anisotropic resistance distribution. According to the present invention
Another advantage of the method is that all of the wound fiber material is used vertically,
And there is almost no problem of material wear.
The use of fibers in combination with an adhesive allows the electrical
Typical slide contact can absorb slight deformation of accelerator 1 during acceleration
As a result, the feeding mechanism may cause the fiber ends to wear out during acceleration.
Thus, it can function in an optimal way. Improves the electrical insulation of the adhesive
To do so, a finely divided ceramic material can be added to the adhesive.
Although the present invention has been described with reference to the firing process in the electromagnetic rail accelerator 1,
In other applications, for example, the electromagnetic linear induction accelerator 1 launch pack, magnetic flux comp
Lesser electrical sliding contacts, and generally electrical
It is convenient as a contact part.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９８年２月２５日
【補正内容】
請求の範囲
１．電磁加速器で発射体を超高速で加速するためのランチパックであり、導電
材の複数のファイバーにより形成された少くとも１つの電気的なスライド接触部
が配置され、これらファイバーは、ランチパックの上部から底部に延びており、
ランチパックの高さよりも実質的に長い長さを有し、ランチパックの少なくとも
一側でランチパックの上面並びに底面に対して所定角度αをなしており、この角
度αは９０°ではなくまた少くとも１つの電気的なスライド接触部の全長に渡っ
てほぼ一定であるランチパックにおいて、
電気的に絶縁体の熱可塑性材料が各ファイバーの全長に沿って与えられており
、また、少なくとも１つの電気的なスライド接触部はファイバー強化材のケース
中に収容されていることを特徴とするランチパック。
２．ランチパックの横方向から見て、互いに並べられた少くとも２つの電気的
なスライド接触部は外方に突出するように湾曲している請求項２のランチパック
。
３．請求項１もしくは２のランチパックの部品としての電気的なスライド接触
部を製造するための方法であり、
（ａ）電気的なスライド接触部の後部として望まれる形状に合った形状の巻き
コアに接着剤を付ける工程と、
（ｂ）電気絶縁材が表面に設けられたた導電材の複数のファイバーの層を巻き
コアの周りにほぼ平行に巻く工程と、
（ｃ）この巻かれたファイバーの層に接着剤を付ける工程と、
（ｄ）このファイバーの層に他のファイバーの層を巻く工程と、
（ｅ）電気的なスライド接触部にとって所望の厚さになるまで、前記工程（ｃ
）と（ｄ）とを繰り返す工程と、
（ｆ）最外側のファイバーの層が電気的なコンタクト接触部の前部に望まれる
形状に成型されるように、巻きコアに巻かれたファイバーの層を巻きコアの軸を
中心として対称的にクランプする工程と、
（ｇ）このクランプされたファイバーの層を、接着剤の軟化温度以上の温度に
加熱する工程と、
（ｈ）前記クランプされたファイバーの層を冷却する工程と、
（ｉ）この巻かれた物品をほぼ等しいディメンションの複数の電気的なスライ
ド接触部に分ける工程と、を具備する方法。
４．ファイバーは、電気的なスライド接触部の体積の７５％ないし８５％を占
める請求項３に係わる方法により得られた電気的なスライド接触部の製造方法。
５．ランチパックを得るために１もしくは複数の電気的なスライド接触部の周
りに、ファイバー強化材のケースを配置する工程をさらに具備し、このケースの
ディメンションは加速器のディメンションに合っており、ランチパック内の空の
空間が高圧縮強さと高温度安定性とを有する充填材並びに／もしくは磁場の透過
に影響を及ぼす充填材により充填されている請求項３の方法。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission date] February 25, 1998
[Correction contents]
The scope of the claims
1. A launch pack for accelerating projectiles at ultra-high speeds with an electromagnetic accelerator.
At least one electrical sliding contact formed by a plurality of fibers of material
And these fibers extend from the top to the bottom of the lunch pack,
It has a length substantially longer than the height of the packed lunch and at least
One side forms a predetermined angle α with the top and bottom of the lunch pack, and this angle
Is not 90 ° and extends over the entire length of at least one electrical sliding contact.
In a packed lunch that is almost constant,
An electrically insulating thermoplastic material is provided along the entire length of each fiber.
And at least one electrical sliding contact is made of a fiber reinforced case
A lunch pack characterized by being housed inside.
2. Viewed from the side of the packed lunch, at least two electrical
3. The lunch pack according to claim 2, wherein the slide contact portion is curved so as to protrude outward.
.
3. Electrical sliding contact as part of the lunch pack of claim 1 or 2
Method for manufacturing a part,
(A) Winding shaped to match the shape desired for the rear of the electrical slide contact
Attaching an adhesive to the core;
(B) winding a plurality of fiber layers of a conductive material having an electric insulating material provided on the surface thereof;
A step of winding substantially parallel around the core,
(C) applying an adhesive to the wound fiber layer;
(D) winding another fiber layer around this fiber layer;
(E) applying said steps (c) until the desired thickness for the electrical slide contact is obtained;
) And (d);
(F) an outermost fiber layer is desired in front of the electrical contact contacts
Wrap the layer of fiber wound around the wound core so that
Clamping symmetrically as a center;
(G) bringing the clamped fiber layer to a temperature above the softening temperature of the adhesive.
Heating,
(H) cooling the layer of the clamped fiber;
(I) a plurality of electrical slides of substantially equal dimensions
Separating the contact into contact parts.
4. Fiber occupies 75% to 85% of the volume of the electrical slide contact
A method for producing an electrical slide contact obtained by the method according to claim 3.
5. Around one or more electrical slide contacts to obtain a packed lunch
In addition, the method further comprises the step of arranging a case of the fiber reinforcing material.
The dimensions match the dimensions of the accelerator and the empty
Filler whose space has high compressive strength and high temperature stability and / or transmission of magnetic field
4. The method according to claim 3, wherein the filler is filled with a filler that affects the temperature.
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ
，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，
ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ
Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ
，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ
，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，
ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ
Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ
，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，
ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ
Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，
ＶＮ
(72)発明者 カルタウス、ウィレム
オランダ国、エヌエル―2901 ジービー・
カペレ・アーン・デ・エイセル、ブルック
ナーストラート 29────────────────────────────────────────────────── ───
Continuation of front page
(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF)
, CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE,
SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, S
Z, UG), UA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD
, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ
, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN,
CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, G
E, HU, IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR
, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV,
MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, P
L, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK
, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ,
VN
(72) Cartaus, Willem
Nuel 2901 GB
Capelle aan de IJssel, Brook
Nastralt 29