(57)【要約】【課題】本発明は、ガス圧縮管のピストンをレールガンの電機子によって駆動することにより、火薬を用いることなく容易に飛翔体を発射することを目的とする。【解決手段】本発明による加速方法及び装置は、ガス圧縮管(1)の加速管(2)にダイヤフラム(3)を介して飛翔体(4)を装填し、レールガン(10)の電機子(11)によってピストン(5)を駆動し、軽ガス(8)を圧縮し、前記ピストン(5)の突起物(12)によってダイヤフラム(3)を破膜し、飛翔体(4)を発射する方法と構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス圧縮管(1)の先端に設けた加速管(2)にダイヤフラム(3)を介して飛翔体(4)を装填し、前記ガス圧縮管(1)内の軽ガス(8)をピストン(5)を用いて圧縮し前記飛翔体(4)を発射するようにした加速方法において、
前記ピストン(5)は、レールガン(10)の電機子(11)により駆動して前記軽ガス(8)を圧縮することを特徴とする加速方法。
【請求項２】
前記ピストン(5)の先端に設けた突起物(12)によって前記ダイヤフラム(3)を破膜することを特徴とする請求項１記載の加速方法。
【請求項３】
ガス圧縮管(1)の先端に設けた加速管(2)にダイヤフラム(3)を介して飛翔体(4)を装填し、前記ガス圧縮管(1)内の軽ガス(8)をピストン(5)を用いて圧縮し前記飛翔体(4)を発射するようにした加速装置において、
前記ピストン(5)は、前記ガス圧縮管(1)の後段側に位置するレールガン(10)の電機子(11)により駆動して前記軽ガス(8)を圧縮するように構成したことを特徴とする加速装置。
【請求項４】
前記ピストン(5)の先端に設けた突起物(12)によって前記ダイヤフラム(3)を破膜する構成としたことを特徴とする請求項３記載の加速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速方法及び装置に関し、特に、ガス圧縮管内の軽ガスをレールガンの電機子により駆動されるピストンによって圧縮することにより飛翔体を加速させるための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の２段式加速方式の飛翔体の加速方法及び装置としては、図２に示される後述の非特許文献１に開示された構成を挙げることができる。
すなわち、図２において符号１で示されるものは加速管２を先端側に備えたガス圧縮管であり、この加速管２の基部にはダイヤフラム３を介して飛翔体４が装填されている。
前記ガス圧縮管１の後部には、ピストン５、火薬６及び火管７が直列状に配設され、このピストン５とダイヤフラム３との間には軽ガス８（比較的粒子が小さく、ガスの膨張速度が速いため高速が得られる特性を有している）が充填されている。
【０００３】
【非特許文献１】日経サイエンス、１０月号、１９８４年発行、２６頁から３７頁。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の２段式加速方式の飛翔体の加速方法及び装置は、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、１段目に火薬を使用することにより、火薬取り扱いの資格を有する者が行わなければならず、火薬の取扱いが煩雑であり、爆発などの危険性があった。
また、飛翔体を発射するごとに、火薬の取換えをしなければならず、相当の労苦とコストを必要としていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による加速方法は、ガス圧縮管の先端に設けた加速管にダイヤフラムを介して飛翔体を装填し、前記ガス圧縮管内の軽ガスをピストンを用いて圧縮し前記飛翔体を発射するようにした加速方法において、前記ピストンは、レールガンの電機子により駆動して前記軽ガスを圧縮する方法であり、また、前記ピストンの先端に設けた突起物によって前記ダイヤフラムを破膜する方法であり、また、本発明による加速装置は、ガス圧縮管の先端に設けた加速管にダイヤフラムを介して飛翔体を装填し、前記ガス圧縮管内の軽ガスをピストンを用いて圧縮し前記飛翔体を発射するようにした加速装置において、前記ピストンは、前記ガス圧縮管の後段側に位置するレールガンの電機子により駆動して前記軽ガスを圧縮するようにした構成であり、また、前記ピストンの先端に設けた突起物によって前記ダイヤフラムを破膜する構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による加速方法及び装置は、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、２段式加速装置の一段目を電磁型のレールガン式高速駆動装置にしたため、火薬を使った従来の２段式加速装置に比べて火薬取扱い等の特別な資格が必要なく、爆発などの危険性が無くなり、安全性が向上する効果がある。また、レールガンだけで高速に加速させた場合、電機子の状態、電流の流し方等、速度の再現性に影響を与える因子が複雑である。２段目のガス圧による加速で速度に影響を及ぼす因子は、ガス圧とダイヤフラムが破れる時間だけなのでレールガンの再現性の問題をマスクしてしまう効果が得られる。更に、圧縮ガス量を多くした方が２段目の加速に有利なため一段目のピストンは比較的大きくし、これによって、レールガン電極のインダクタンスが大きくなり、これに伴って給電損失が小さくなり電気エネルギーのピストン運動エネルギーへの変換効率が良くなる効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、ガス圧縮管内の軽ガスを、レールガンの電機子により駆動されるピストンによって圧縮することにより飛翔体を加速させるようにした加速方法及び装置を提供することを目的とする。
【実施例】
【０００８】
以下、図面と共に本発明による加速方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
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において符号１で示されるものは加速管２を先端側に備えたガス圧縮管であり、この加速管２の基部にはダイヤフラム３を介して飛翔体４が装填されている。
【０００９】
前記ガス圧縮管１内に出入自在に設けられた電磁駆動型のピストン５は、このガス圧縮管１の後段側に配設されたレールガン１０の電機子１１に接続されており、このピストン５の先端には前記ダイヤフラム３を破膜するための先鋭な突起物１２が設けられている。
【００１０】
前記レールガン１０の一対のレール電極１３、１４間には、前記電機子１１が摺動自在に配設されており、前記各レール電極１３、１４間には、電流源としてのコンデンサーバンク１５及び大電流スイッチ１６が直列状に接続されている。
さらに、前記ガス圧縮管１内のピストン５とダイヤフラム３間には軽ガス８が充填されている。
【００１１】
次に、前述の構成において、前記飛翔体４を発射させる場合について説明する。
まず、図１で示されるように、ピストン５の一方の端に取り付けた電機子１１をレール電極１３、１４間に挿入し、各レール電極１３、１４間に接続されたコンデンサーバンク１５に蓄えた電気エネルギーを各レール電極１３、１４を通して放電させると電機子１１に大電流が流れて周知のローレンツ力により各レール電極１３、１４に沿った駆動力が電機子１１に作用する。この駆動力によって一端がピストン５の端面によって密封されたガス圧縮管１内をピストン５が進行し、ガス圧縮管１内に封入された軽ガスを圧縮する。この圧縮された軽ガスの圧力がダイヤフラム３の破膜圧力に達したときダイヤフラム３が破膜し、飛翔体４が加速される。この時ピストン５が軽ガス８に対してする仕事Ｗは断熱圧縮を仮定した場合次の数１の（１）式で表される。
【００１２】
【数１】
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【００１３】
ここで、前記（１）式におけるＰｏは封入ガスの初期圧、Ｖｏは圧縮容器の容積、Ｐは圧縮後のガス圧、γは封入ガスの比熱比である。レールガン１０によってピストン５に与える運動エネルギーをＷ未満になるように調整することによってピストン５は最高圧力Ｐ付近で止まり、ピストン５は破壊されることなく再利用が可能になる。また、ダイヤフラム３の破膜圧力をＰより若干高めにしてピストン５の先端に鋭利な突起物を設けることによってダイヤフラム３を確実に破ることができる。
尚、飛翔体４の速度は、破膜圧力の異なったダイヤフラム３を用いるか、ガス圧縮管１内に封入する軽ガス８の種類を替えるかによって任意に変えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、飛翔体としては弾に限ることなく、各種救難用の部材等の飛翔にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による加速装置を示す概略構成図である。
【図２】従来の加速装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００１６】
１    ガス圧縮管
２    加速管
３    ダイヤフラム
４    飛翔体
５    ピストン
１０    レールガン
１１    電機子
１２    突起物
１３、１４    レール電極
１５    コンデンサーバンク
１６    大電流スイッチ
【図１】
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【図２】
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