KR101489433B1 - A launcher coil gun using the method - Google Patents

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김지훈
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김주년
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한국항공우주연구원
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Abstract

A launcher using a coil gun method is disclosed. The disclosed launcher using the coil gun method to allow an object to be projected going forward by consecutive accelerating force by the magnetic field of a position solenoid coil since a plurality of solenoid coils are serially arranged along the surface of an acceleration tube in which the object to be projected called as a conductor is mounted therein and the solenoid coils are successively electrified along a progressive direction of the object to be projected. An n+1 solenoid coil and an n solenoid coil are connected with a first capacitor by a first switch and the n solenoid coil and the n+1 solenoid coil are connected with a second capacitor by a second switch. Therefore, magnetic field is consecutively produced between the solenoid coils without a non-magnetic field area.

Description

코일건 방식을 이용한 발사장치{A launcher coil gun using the method}[0001] The present invention relates to a launcher using a coil gun,

본 발명은 코일건 방식을 이용한 발사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a launch device using a coil gun method.

특히, 비 가속구간을 제거하여 피투사체에 마찰 및 충격이 발생하지 않도록 한 점, 피투사체를 연속적으로 가속함으로써 발사장치의 전장을 약 절반으로 줄일 수 있는 점, 기존 대비 같은 전류로 큰 가속력을 수득할 수 있어서 효율을 높일 수 있는 점에 특징을 갖는 코일건 방식을 이용한 발사장치에 관한 것이다.
Particularly, the non-accelerating section is eliminated to prevent friction and impact on the object, the electric field of the launching device can be reduced to about half by continuously accelerating the object, The present invention relates to a launching apparatus using a coil gun method, which is characterized in that it can increase the efficiency of operation.

일반적으로 코일건(coil gun)은 도 1에 도시된 바와 같이, 여러 개의 원통형 코일(솔레노이드 코일)(2)을 일정간격을 두고 인라인상으로 배치하고, 코일의 중앙통로 한 쪽 끝에 피투사체(1)를 위치시킨 뒤 첫 번째 코일에 스위치(3)를 스위칭하여 전기를 인가한다. 전기가 인가된 코일은 자기장을 형성하고, 피투사체는 자기장에 의해서 코일 중앙으로 향하는 힘을 받게 된다. 코일 중앙을 피투사체가 지나면 첫 번째 코일은 스위치(3)에 의해 전원이 꺼지고, 두 번째 코일에 전기가 인가된다. 이와 같이, 피투사체가 진행하는 방향에 위치하는 코일에 전원이 순차적으로 인가되어 자기장에 의한 피투사체의 전진동작을 가능케하는 방식을 말한다.1, a plurality of cylindrical coils (solenoid coils) 2 are arranged in an in-line state at regular intervals, and a plurality of coil springs ), And switches the switch 3 to the first coil to apply electricity. The coil to which electricity is applied forms a magnetic field, and the object is subjected to a force directed toward the center of the coil by the magnetic field. When the object passes through the center of the coil, the first coil is turned off by the switch 3, and the second coil is energized. As described above, power is sequentially applied to a coil positioned in the direction in which the body is advanced, thereby enabling forward movement of the body by the magnetic field.

그러나, 상기한 종래의 코일건은 도 2에서와 같이, 가속력이 발생하는 구간에서 전류를 인가하는 반면, 감속이 존재하는 구간에서는 전류를 인가하지 않아서 감속력이 발생하지 않도록 하였으나, 가속이 되지 않은 비가속 구간(A)이 존재하여, 피투사체(1)와 주변 물체와의 마찰 및 충격 등이 발생하여 감속 및 파손이 발생하게 된다.However, as shown in FIG. 2, in the conventional coil gun, the current is applied in the section in which the acceleration force is generated, while the current is not applied in the section in which the deceleration exists and the deceleration force is not generated. However, There is a non-accelerating section A, which causes friction and impact between the body 1 and the peripheral object, resulting in deceleration and breakage.

이를 방지하기 위해, 비가속 구간(A)에서 피투사체(1)의 가속을 위해 다음 단의 코일에 전류를 인가하기도 하지만, 다음 단의 코일과 피투사체(1)와의 이격거리로 인하여 많은 전류가 필요하게 되므로 효율을 떨어뜨리게 된다.In order to prevent this, a current is applied to the coil at the next stage for accelerating the body 1 in the non-accelerating section (A). However, due to the distance between the coil at the next stage and the body 1, It is necessary to reduce the efficiency.

미 설명부호 4는 캐패시터이다.
The reference numeral 4 is a capacitor.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 주요 목적은 가속이 되지 않는 구간을 없애서 피투사체에 마찰 및 충격 등이 발생하지 않도록 함으로써 감속 및 파손이 발생하지 않도록 한 코일건 방식을 이용한 발사장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is a primary object of the present invention to provide a coil-gun type motorcycle in which acceleration and deceleration are prevented from occurring by eliminating friction, And the like.

본 발명의 다른 목적은, 피투사체에 연속적으로 가속을 가함으로써 코일건의 전장을 기존 대비 현저히 줄일 수 있는 코일건 방식을 이용한 발사장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a launch device using a coil-gun type in which the electric field of the coil gun can be remarkably reduced compared with the conventional one by continuously accelerating the object.

본 발명의 또 다른 목적은, 피투사체의 가속이 솔레노이드 코일의 내부에서만 이루어지도록 함으로써 같은 값의 전류 인가시 더 큰 가속력을 발휘할 수 있는 코일건 방식을 이용한 발사장치를 제공함에 있다.
It is still another object of the present invention to provide a launch device using a coil gun type in which accelerations of a body are made only in a solenoid coil so that a greater acceleration force can be exerted when a current of the same value is applied.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면,According to a first aspect of the present invention for achieving the above object,

도체인 피투사체가 내장된 가속튜브의 표면을 따라 다수개의 솔레노이드 코일이 직렬 배열되어 있고, 상기 피투사체의 진행방향을 따라 상기 솔레노이드 코일이 순차적으로 통전되도록 함으로써 위치별 솔레노이드 코일의 자기장에 의해 피투사체가 연속적인 가속력에 의해 전진되도록 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치에 있어서,A plurality of solenoid coils are arranged in series along a surface of an acceleration tube having a body of a conductor incorporated therein and the solenoid coils are sequentially energized along the traveling direction of the body to be magnetized by the magnetic field of the solenoid coil, In which the coil spring is advanced by a continuous acceleration force,

n-1 솔레노이드 코일과 n 솔레노이드 코일은 제1 스위치에 의해 제1 캐패시터와 연결하고, 상기 n 솔레노이드 코일과 n+1 솔레노이드 코일은 제2 스위치에 의해 제2 캐패시터에 의해 연결하여,The n-1 solenoid coil and the n-solenoid coil are connected to the first capacitor by a first switch. The n-solenoid coil and the n + 1 solenoid coil are connected by a second capacitor by a second switch,

각 솔레노이드 코일 사이에 비 자기장 영역이 없이 연속적으로 자기장이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치가 제공된다.
And a magnetic field is continuously formed between the solenoid coils without a non-magnetic field region.

또한, 본 발명의 제2 관점에 따르면,Further, according to the second aspect of the present invention,

직렬 배열된 다수의 솔레노이드 코일의 중심선에 위치하는 피투사체가 각 솔레노이드 코일의 순차적인 자기장력에 의해 전진되도록 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치에 있어서,A launch device for use in a coil gun type in which a body disposed at a center line of a plurality of solenoid coils arranged in series is advanced by a sequential magnetic tension of each solenoid coil,

n-1 솔레노이드 코일과 n 솔레노이드 코일은 제1 스위치에 의해 제1 캐패시터와 연결하고, 상기 n 솔레노이드 코일과 n+1 솔레노이드 코일은 제2 스위치에 의해 제2 캐패시터에 의해 연결하여,The n-1 solenoid coil and the n-solenoid coil are connected to the first capacitor by a first switch. The n-solenoid coil and the n + 1 solenoid coil are connected by a second capacitor by a second switch,

각 솔레노이드 코일 사이에 비 자기장 영역이 없이 연속적으로 자기장이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치가 제공된다.
And a magnetic field is continuously formed between the solenoid coils without a non-magnetic field region.

이상의 본 발명은, 가속이 되지 않는 구간을 없애서 피투사체에 마찰 및 충격 등이 발생하지 않도록 함으로써 감속 및 파손이 발생하지 않는다.According to the present invention as described above, a section in which acceleration is not performed is eliminated, so that friction and impact are not generated in the object, so that deceleration and breakage do not occur.

또한, 본 발명은 피투사체에 연속적으로 가속을 가함으로써 코일건의 전장을 기존 대비 현저히 줄일 수 있어서 효율적이다.Further, the present invention is effective in that the electric field of the coil gun can be remarkably reduced compared to the conventional one by accelerating the object continuously.

또한, 본 발명은 피투사체의 가속이 솔레노이드 코일의 내부에서만 이루어지도록 함으로써 같은 값의 전류 인가시 더 큰 가속력을 발휘할 수 있다.
In addition, according to the present invention, accelerations of the object are made only inside the solenoid coil, so that a greater acceleration force can be exerted when a current of the same value is applied.

도 1은 종래 코일건 방식을 이용한 발사장치의 사시도이다.
도 2는 종래 코일건 방식을 이용한 발사장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 코일건 방식을 이용한 발사장치의 회로도이다.1 is a perspective view of a launch device using a conventional coil gun method.
2 is a circuit diagram of a launch device using a conventional coil gun method.
3 is a circuit diagram of a launch device using the coil gun method according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는 "의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다.
Unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 코일건 방식을 이용한 발사장치의 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram of a launch device using the coil gun method according to the present invention.

위 도면을 참고하면, 본 발명의 코일건 방식을 이용한 발사장치는, 직렬 배열된 다수의 솔레노이드 코일(4)의 중심선 상에 위치하는 피투사체(1)가 각 솔레노이드 코일의 순차적인 자기장력에 의해 전진되도록 하는 구조를 기반으로 하고 있다.In the launching apparatus using the coil gun method according to the present invention, the object 1 positioned on the center line of the plurality of solenoid coils 4 arranged in series is driven by the sequential magnetic tension of each solenoid coil Based on a structure that allows forward movement.

구체적으로 보면, 도 1에서와 같이, 도체인 피투사체(1)가 내장된 가속튜브(3)의 표면을 따라 다수개의 원통형 솔레노이드 코일(2)이 직렬 배열되어 있고, 상기 피투사체(1)의 진행방향을 따라 상기 솔레노이드 코일(2)이 순차적으로 통전되도록 함으로써 위치별 솔레노이드 코일의 자기장에 의한 연속적인 가속력에 의해 상기 피투사체(1)가 전진되도록 하는 코일건 방식이 이용된다.More specifically, as shown in FIG. 1, a plurality of cylindrical solenoid coils 2 are arranged in series along the surface of an acceleration tube 3 in which a body 1 of a conductor is embedded, The solenoid coil 2 is sequentially energized along the traveling direction so that the subject body 1 is advanced by a continuous acceleration force due to the magnetic field of the solenoid coil for each position.

이로부터, 본 발명은 다수의 솔레노이드 코일을 스위치 및 캐패시터에 의해 연결하여 솔레노이드 코일이 설치된 구간뿐만 아니라, 솔레노이드 코일의 사이, 즉 솔레노이드 코일이 존재하지 않는 구간에서도 가속력을 받을 수 있도록 피투사체(1)가 균일한 속도로 전진할 수 있도록 한 것이다.In the present invention, a plurality of solenoid coils are connected by a switch and a capacitor so that not only a section where the solenoid coil is installed but also a portion of the body of the person 1 to receive the acceleration force even between the solenoid coils, So that it can advance at a uniform speed.

이하에서는 이를 구체적으로 설명한다. 설명에 앞서, 솔레노이드 코일은 개수가 정해지지 않은 관계로 n-1, n, n+1로 표현하기로 한다This will be described in detail below. Prior to the description, the number of solenoid coils is assumed to be n-1, n, n + 1

상기 n-1 솔레노이드 코일(40)과 n 솔레노이드 코일(41)은 제1 스위치(S1)에 의해 제1 캐패시터(C1)와 연결하고, 상기 n 솔레노이드 코일(41)과 n+1 솔레노이드 코일(42)은 제2 스위치(S2)에 의해 제2 캐패시터(C2)에 의해 연결되게 구성한다.
The n-1 solenoid coil 40 and the n solenoid coil 41 are connected to the first capacitor C1 by the first switch S1 and the n-solenoid coil 41 and the n + 1 solenoid coil 42 Are connected by the second capacitor S2 by the second switch S2.

이러한 구성을 취하게 되면, 제1 캐패시터(C1)에 있는 에너지를 스위칭하여 n-1 솔레노이드 코일(40)과 n 솔레노이드 코일(41)에 전류를 인가함으로써 자기장에 의해 피투사체(1)의 가속이 이루어지고,In this configuration, the energy in the first capacitor C1 is switched to apply the current to the n-1 solenoid coil 40 and the n solenoid coil 41 to accelerate the object 1 by the magnetic field Lt; / RTI &

피투사체(1)가 n-1 솔레노이드 코일(40)의 말단부에 도착하면 제2 캐패시터(C2)에 있는 에너지를 스위칭하여 n 솔레노이드 코일(41)과 n+1 솔레노이드 코일(42)에 인가함으로써 피투사체(1)가 재차 가속된다.When the body of the user 1 arrives at the distal end of the n-1 solenoid coil 40, the energy in the second capacitor C2 is switched and applied to the n solenoid coil 41 and the n + 1 solenoid coil 42, The carcass 1 is accelerated again.

이러한 방식으로 피투사체(1)를 연속적으로 가속함에 따라 감속구간 없는 무감속 발사장치가 제공되는 것이다.In this manner, as the body 1 is continuously accelerated, a deceleration section-free deceleration device is provided.

이러한 무감속 발사장치는 감속구간을 없앰에 따라 피투사체(1)에 마찰 및 충격 등이 발생하지 않고, 연속적으로 가속을 행함에 따라 발사장치의 전체 길이를 약 절반으로 줄일 수 있으며, 피투사체(1)의 가속이 솔레노이드 코일의 내부에서만 이루어지므로써 같은 값의 전류 인가시 더 큰 힘이 발생하게 된다.As the deceleration section is eliminated, such a decelerating device does not cause friction or impact on the body 1, and as a result of continuous acceleration, the overall length of the launching device can be reduced to about half, 1) is accelerated only inside the solenoid coil, so that a larger force is generated when the same value of current is applied.

부연하면, 본 발명의 코일건 방식을 이용한 발사장치는 자기저항(reluctance) 방식의 코일건으로, 각 솔레노이드 코일에 전류를 인가하게 되면 자기장이 솔레노이드 코일의 중심 및 외부에 형성된다. 이 자기장에 의해 피투사체(1)는 자기저항을 최소화하는 곳으로 이동하게 된다.In addition, the launch device using the coil gun system of the present invention is a reluctance type coil gun. When a current is applied to each solenoid coil, a magnetic field is formed in the center and the outside of the solenoid coil. This magnetic field causes the object 1 to move to a place where the magnetoresistance is minimized.

자기저항이 최소일 때는 솔레노이드 코일의 정중앙에 피투사체(1)의 정중앙이 일치할 때이고, 자기저항이 최대일 때는 피투사체가 코일에서 무한대 위치일 때 이나, 통상은 솔레노이드 코일의 말단과 정중앙 사이에서 최대의 힘이 작용 된다.When the magnetoresistance is the minimum, when the center of the body 1 coincides with the center of the solenoid coil. When the magnetoresistance is the maximum, when the object is at an infinite position in the coil, usually between the end and the center of the solenoid coil The maximum force is applied.

이 원리에 따르면, 본 발명은 솔레노이드 코일 사이의 이격구간을 제거하여, 비 가속구간을 제거함으로써 피투사체(1)를 연속적으로 가속할 수 있으므로 발사장치의 효율성을 높일 수 있게 된다.
According to this principle, the distance between the solenoid coils is eliminated, and the non-accelerating section is eliminated, so that the object 1 can be continuously accelerated, thereby improving the efficiency of the launch device.

1 : 피투사체
40 : n-1 솔레노이드 밸브
41 : n 솔레노이드 밸브
42 : n+1 솔레노이드 밸브
C1, C2 : 제1, 2 캐패시터
S1, S2 : 제1, 2 스위치1:
40: n-1 solenoid valve
41: n solenoid valve
42: n + 1 solenoid valve
C1, C2: first and second capacitors
S1, S2: First and second switches

Claims (2)

도체인 피투사체가 내장된 가속튜브의 표면을 따라 다수개의 솔레노이드 코일이 직렬 배열되어 있고, 상기 피투사체의 진행방향을 따라 상기 솔레노이드 코일이 순차적으로 통전되도록 함으로써 위치별 솔레노이드 코일의 자기장에 의한 연속적인 가속력에 의해 상기 피투사체가 전진되도록 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치에 있어서,
n-1 솔레노이드 코일과 n 솔레노이드 코일은 제1 스위치에 의해 제1 캐패시터와 연결하고, 상기 n 솔레노이드 코일과 n+1 솔레노이드 코일은 제2 스위치에 의해 제2 캐패시터에 의해 연결하여,
각 솔레노이드 코일 사이에 비 자기장 영역이 없이 연속적으로 자기장이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치.
A plurality of solenoid coils are arranged in series along a surface of an acceleration tube having a body of a conductor and a plurality of solenoid coils are sequentially energized along a traveling direction of the body, A launch device using a coil gun system for advancing the object by an acceleration force,
The n-1 solenoid coil and the n-solenoid coil are connected to the first capacitor by a first switch. The n-solenoid coil and the n + 1 solenoid coil are connected by a second capacitor by a second switch,
Wherein a magnetic field is continuously formed between the solenoid coils without a non-magnetic field region.
직렬 배열된 다수의 솔레노이드 코일의 중심선에 위치하는 피투사체가 각 솔레노이드 코일의 순차적인 자기장력에 의해 전진되도록 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치에 있어서,
n-1 솔레노이드 코일과 n 솔레노이드 코일은 제1 스위치에 의해 제1 캐패시터와 연결하고, 상기 n 솔레노이드 코일과 n+1 솔레노이드 코일은 제2 스위치에 의해 제2 캐패시터에 의해 연결하여,
각 솔레노이드 코일 사이에 비 자기장 영역이 없이 연속적으로 자기장이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 코일건 방식을 이용한 발사장치.A launch device for use in a coil gun type in which a body disposed at a center line of a plurality of solenoid coils arranged in series is advanced by a sequential magnetic tension of each solenoid coil,
The n-1 solenoid coil and the n-solenoid coil are connected to the first capacitor by a first switch. The n-solenoid coil and the n + 1 solenoid coil are connected by a second capacitor by a second switch,
Wherein a magnetic field is continuously formed between the solenoid coils without a non-magnetic field region.
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