JPH0914893A - 電磁加速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温のプラズマを用いないで飛翔体を予備加
速し得るようにする。 【構成】 電子熱化学式予備加速装置３７では、高圧大
電流電源６１により予備加速装置本体４１内部に配設さ
れた一対の電極４０，４２間に放電を発生させて、予備
加速装置本体４１内部に密閉された軽分子ガス発生用流
体４７を蒸発させ、発生した軽分子ガスの圧力で極く薄
い膜体４５を破らせて、飛翔体５２が予備加速されるよ
うにする。電磁加速装置本体３４では、前記電源６１と
は別の高圧大電流電源により一対の平行なレール電極１
９，２０に電力を供給させ、飛翔体５２がレール電極１
９，２０間に入った時にアーマチャ５０に電流ｉを流さ
せ、ローレンツ力Ｆを発生させて飛翔体５２が本加速さ
れるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁加速装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】物体（以下、飛翔体という）を加速する
ために用いられている電磁加速装置では、予め飛翔体を
予備加速させることにより、効率良く飛翔体を加速する
ことが可能となる。

【０００３】図９・図１０は、予備加速用に電熱加速装
置を備えた電磁加速装置を示している。

【０００４】先ず、電磁加速装置１は、平行な一対のレ
ール電極２，３の両側部間を絶縁体４で閉塞して内部に
円柱形の空間を有する筒体５を形成し、前記レール電極
２，３の後端部間にスイッチ６及び高圧大電流電源７を
有する回路８を接続した構成を備えている。

【０００５】そして、予備加速用として設けられる電熱
加速装置９は、絶縁材製の筒体１０を設けて、該筒体１
０における後端部及び中途部にそれぞれ電極１１，１２
を取付け、該電極１１，１２間にスイッチ１３及び高圧
大電流電源１４を有する回路１５を接続すると共に、前
記筒体１０内部に蒸発温度の低い高分子材料製の絶縁材
から成るリング状の蒸発部材１６を挿入配置した構成を
備えている。尚、電熱加速装置９は、その筒体１０の先
端が電磁加速装置１を構成する筒体５の後端に対して連
通するよう、一体に接続されている。

【０００６】そして、前記電磁加速装置１と電熱加速装
置９に対し、筒体５，１０の内部を移動自在な飛翔体１
７を挿入配置し、飛翔体１７の後端に導電性のアーマチ
ャ１８を取付ける。

【０００７】上記装置を作動させる場合、先ず、電熱加
速装置９の筒体１０内部に飛翔体１７が挿入配置された
状態で、電熱加速装置９に接続された回路１５のスイッ
チ１３をオンにして電極１１，１２間に電力を供給す
る。

【０００８】すると、電極１１，１２間に放電が発生さ
れ、該放電のエネルギーによって蒸発部材１６が蒸発さ
れ、蒸発によって生成されたガスの圧力によって飛翔体
１７が押され、飛翔体１７が予備加速される。

【０００９】尚、蒸発部材１６が蒸発されて成るガス
は、放電のエネルギーによって即座に電離され、プラズ
マ化する。

【００１０】又、放電のエネルギーにより、アーマチャ
１８の後端部も一部が蒸発されてプラズマ化する。

【００１１】この時、電磁加速装置１に接続された回路
８のスイッチ６をオンにしておくと、飛翔体１７が電磁
加速装置１の筒体５に入った時に、前述のようにアーマ
チャ１８の後端部に形成されるプラズマのうち最も濃度
が濃い部分と、アーマチャ１８によってレール電極２，
３間が導通されて電流ｉが流れ、該電流ｉによって紙面
と直角方向の磁界が発生され、同時に、飛翔体１７後端
部のアーマチャ１８にローレンツ力Ｆが作用される。

【００１２】該ローレンツ力Ｆによって飛翔体１７が本
加速され、筒体５の先端から発射される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の予備加速用に電熱加速装置を備えた電磁加速装置に
は、以下のような問題があった。

【００１４】即ち、電磁加速装置１では、飛翔体１７後
端部のアーマチャ１８やアーマチャ１８が蒸発されたプ
ラズマによってレール電極２，３間を導通させ、飛翔体
１７にローレンツ力Ｆを作用させているが、電磁加速装
置１の筒体５内部には電熱加速装置９によって発生した
プラズマも充満されているので、該プラズマによって飛
翔体１７の後端部以外の部分でも放電が発生し（いわゆ
る再点弧）、飛翔体１７に加速力を与えているローレン
ツ力Ｆを分散させて加速性能の低下を招くおそれが有
る。

【００１５】本発明は、上述の実情に鑑み、高温のプラ
ズマを用いないで飛翔体を予備加速し得るようにした電
磁加速装置を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、後端部にアー
マチャを有する飛翔体を装填可能な一対の平行なレール
電極と、該レール電極間に接続される高圧大電流電源と
を備えた電磁加速装置本体を設けると共に、軽分子ガス
発生用流体を密閉可能で一部に極く薄い膜体を有する予
備加速装置本体と、該予備加速装置本体内部に配設され
た一対の電極と、該電極間に接続される前記とは異なる
高圧大電流電源とを備えた電子熱化学式予備加速装置を
設け、電磁加速装置本体の後端側に、電子熱化学式予備
加速装置を、その膜体部分が電磁加速装置本体のレール
電極へ向くよう取付けたことを特徴とする電磁加速装置
にかかるものである。

【００１７】この場合において、電子熱化学式予備加速
装置を、電磁加速装置本体のレール電極後端側へ挿入可
能なカートリッジ状としても良い。

【００１８】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００１９】先ず、電子熱化学式予備加速装置では、高
圧大電流電源を用いて予備加速装置本体内部に配設され
た一対の電極に電力を供給すると、電極間に放電が発生
され、放電のエネルギーによって予備加速装置本体内部
に密閉された軽分子ガス発生用流体が蒸発され、発生し
た軽分子ガスの圧力により極く薄い膜体が破られて、飛
翔体が予備加速される。

【００２０】この時、電磁加速装置本体を、飛翔体が所
定の位置に達した時、或いは、飛翔体の予備加速後に所
定の時間が経過した時に、一対の平行なレール電極間に
高圧大電流電源からの電力が供給されるようにしてお
く。すると、飛翔体がレール電極間へ入った後にアーマ
チャに電流が流れ、ローレンツ力が発生して飛翔体は本
加速される。

【００２１】本発明では、予備加速に使用した軽分子ガ
スが低温のためプラズマ化されず、導電性を有さないこ
とから、軽分子ガスがレール電極間を通電させることが
なく、飛翔体に加速力を与えるローレンツ力を分散させ
て加速性能の低下を招くようなことが防止できるように
なる。

【００２２】しかも、軽分子ガスは質量が小さいため、
拡散性に優れており、軽分子ガスが飛翔体に追随するよ
う拡散することから、予備加速の間中継続して飛翔体へ
圧力を付与し続けさせることができるので、飛翔体に対
する高い予備加速能力が得られる。

【００２３】又、電子熱化学式予備加速装置を、電磁加
速装置本体のレール電極後端側へ挿入可能なカートリッ
ジ状とすることにより、電磁加速装置本体へ簡単にセッ
トすることができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２５】図１〜図８は、本発明の一実施例である。

【００２６】図１〜図３に示すように、平行な一対のレ
ール電極１９，２０の両側部間を絶縁体２１で閉塞して
内部に円柱形の空間を有する角柱形の筒体２２を形成
し、該筒体２２を絶縁材２３を介して鉄製などの二つ割
りの構体ブロック２４，２５で挾持し、構体ブロック２
４，２５を締結ボルト２６で締結固定する。

【００２７】そして、筒体２２と構体ブロック２４，２
５の後端側における境界部分に、図４に示すように、レ
ール電極１９，２０とそれぞれ接続する外部導出用電極
部２７，２８を、間に絶縁材２９，３０を介して設け、
外部導出用電極部２７，２８の間にスイッチ３１及び高
圧大電流電源３２を有する回路３３を接続して電磁加速
装置本体３４を構成する。

【００２８】尚、３５は二つ割りにされた外部導出用電
極部２７を締付けるための締付ボルト、３６は構体ブロ
ック２４，２５の後端面を覆う絶縁材である。

【００２９】そして、図１・図５に示すように、前記筒
体２２の内部へ装填可能な、カートリッジ式の電子熱化
学式予備加速装置３７を設ける。

【００３０】該電子熱化学式予備加速装置３７は、絶縁
外筒３８と絶縁内筒３９の間に筒状電極４０を備えて成
る予備加速装置本体４１と、予備加速装置本体４１の後
端側に挿入配置される棒状電極４２と、筒状電極４０の
先端側に螺着されるリング状ナット４３及び絶縁内筒３
９先端の間にシールリング４４を介して取付けられた厚
さ０．１ｍｍ以下の極く薄い絶縁膜４５（膜体）と、絶
縁膜４５によって画成される予備加速装置本体４１の密
閉空間４６に注入された水やアルコールなどの軽分子ガ
ス発生用流体４７と、前記密閉空間４６にて筒状電極４
０と棒状電極４２との間を接続するヒューズ４８と、で
構成されている。

【００３１】尚、予備加速装置本体４１の後端部には、
テーパ状部４９が形成されており、電子熱化学式予備加
速装置３７を電磁加速装置本体３４の筒体２２の内部に
装填した時に、テーパ状部４９によって筒体２２の後端
部へ係止されるようになっている。

【００３２】又、アルミ板製などのアーマチャ５０をネ
ジ部５１でネジ込まれるなどによってその後端部に一体
化された飛翔体５２を設ける。そして、図６・図７に示
すように、電子熱化学式予備加速装置３７の絶縁外筒３
８の先端部に周方向４箇所以上形成されたテーパ状切欠
部５３に対し、飛翔体５２後端の小径部に形成した係合
部５４を嵌合して係止させる。

【００３３】更に、電磁加速装置本体３４の構体ブロッ
ク２４，２５の後端面に、図１・図２・図８に示すよう
に、取付ボルトなどのロック機構５５を介してカートリ
ッジ押蓋５６を取付ける。尚、ロック機構５５は取付ボ
ルトに限らず、クランプやアームなどを用いてカートリ
ッジ押蓋５６を押さえさせるようにしたり、構体ブロッ
ク２４，２５とカートリッジ押蓋５６を嵌め合わせて位
相をずらせることによりロックを行わせるようにしたり
するなどしても良い。

【００３４】カートリッジ押蓋５６は、筒状電極４０の
テーパ状部４９と接続する外側の給電用電極５７と、棒
状電極４２の後端部に螺着された接点部材５８と接続す
る内側の給電用電極５９とを、間に絶縁材６５を介して
一体化した構造を備えており、給電用電極５７，５９か
ら延びる外部導出用電極部６３，６４間にはスイッチ６
０及び高圧大電流電源６１を有する回路６２が接続され
ている。

【００３５】尚、６６は外部導出用電極部６３，６４間
に介在された絶縁材である。

【００３６】次に、作動について説明する。

【００３７】上記装置を作動させる場合、先ず、電磁加
速装置本体３４の筒体２２内部に電子熱化学式予備加速
装置３７が挿入配置され、カートリッジ押蓋５６を取付
けて取付ボルトなどのロック機構５５が締結された状態
で、電子熱化学式予備加速装置３７に接続された回路６
２のスイッチ６０をオンにして、外部導出用電極部６
３，６４、給電用電極５７，５９、筒状電極４０と棒状
電極４２を介してヒューズ４８に、高圧大電流電源６１
からの電力を供給する。

【００３８】すると、瞬間的にヒューズ４８が焼き切れ
て、筒状電極４０と棒状電極４２の間に高圧大電流の放
電が発生され、該放電のエネルギーによって水やアルコ
ールなどの軽分子ガス発生用流体４７が蒸発され、水蒸
気やアルコール蒸気などの軽分子ガスが発生される。
尚、ヒューズ４８は筒状電極４０と棒状電極４２の間に
確実に放電を発生させるために補助的に用いられるもの
であることから、必ずしも必要とはならない。

【００３９】こうして発生した軽分子ガスの圧力によっ
て、厚さ０．１ｍｍ以下の極く薄い絶縁膜４５が破ら
れ、軽分子ガスの圧力によって飛翔体５２が押され、飛
翔体５２後端の小径部に形成された係合部５４が予備加
速装置本体４１の絶縁外筒３８の先端部に形成されたテ
ーパ状切欠部５３から離脱されると共に、飛翔体５２は
予備加速される。

【００４０】ここで、水やアルコールなどの軽分子ガス
発生用流体４７は、少ない投入エネルギーで容易に蒸発
されるため、発生した水蒸気やアルコール蒸気などの軽
分子ガスは、図９・図１０における蒸発部材１６を蒸発
させて成る高分子ガスのプラズマと比べて、低温となり
（従って、プラズマ化されない）、且つ、量的にも多量
に発生されるという特徴がある。

【００４１】しかも、軽分子ガスは質量が小さいため、
拡散性に優れており、多量にできた軽分子ガスが飛翔体
５２に追随するよう拡散することから、予備加速の間中
継続して飛翔体５２へ圧力を付与し続けさせることがで
きるので、飛翔体５２に対する高い予備加速能力が得ら
れる。

【００４２】しかも、上述したように軽分子ガスは拡散
性が極めて高いので、後述する本加速後も筒状電極４０
と棒状電極４２の間への通電を続けて、軽分子ガスの発
生を継続させることにより、本加速中の飛翔体５２を軽
分子ガスで更に加速させることも可能である。

【００４３】そして、飛翔体５２の予備加速後に所定の
時間が経過した時、或いは、飛翔体５２が所定の位置に
達した時に、電磁加速装置本体３４に接続された回路３
３のスイッチ３１がオンされるようにしておくと、飛翔
体５２が予備加速装置本体４１から離脱された後に、ア
ーマチャ５０によってレール電極１９，２０間が導通さ
れてアーマチャ５０に電流ｉが流れ、該電流ｉによって
紙面と直角方向の磁界が発生され、同時に、飛翔体５２
後端部のアーマチャ５０にローレンツ力Ｆが作用され
る。

【００４４】該ローレンツ力Ｆによって飛翔体５２が本
加速され、筒体２２の先端から発射される。

【００４５】本発明では、予備加速に使用する軽分子ガ
スが低温のためプラズマ化されず、導電性を有さないこ
とから、軽分子ガスがレール電極１９，２０間を通電さ
せることがない。従って、飛翔体５２に加速力を与える
ローレンツ力Ｆを分散させて加速性能の低下を招くよう
なことが防止できる。

【００４６】又、軽分子ガスが低温のため、レール電極
１９，２０を荒らすことが防止される。

【００４７】そして、飛翔体５２の発射後は、電磁加速
装置本体３４からカートリッジ押蓋５６を取外し、使用
済みの電子熱化学式予備加速装置３７のカートリッジを
新しい電子熱化学式予備加速装置３７のカートリッジと
交換してカートリッジ押蓋５６を閉じて取付ボルトなど
のロック機構５５を用いてロックすることにより、簡単
に発射可能な状態にすることができる。

【００４８】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電磁加速
装置によれば、高温のプラズマを用いないで飛翔体を予
備加速することができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略側方断面図である。

【図２】図１のカートリッジ押蓋を外した状態を示す図
である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ矢視図である。

【図５】電子熱化学式予備加速装置の概略側方断面図で
ある。

【図６】飛翔体の拡大側面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視図である。

【図８】図１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

【図９】従来例の概略側方断面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視図である。

【符号の説明】

１９，２０ レール電極 ３２ 高圧大電流電源 ３４ 電磁加速装置本体 ３７ 電子熱化学式予備加速装置 ４０，４２ 電極（筒状電極、棒状電極） ４１ 予備加速装置本体 ４５ 膜体（絶縁膜） ４７ 軽分子ガス発生用流体 ５０ アーマチャ ５２ 飛翔体 ６１ 高圧大電流電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後端部にアーマチャを有する飛翔体を装
   填可能な一対の平行なレール電極と、該レール電極間に
   接続される高圧大電流電源とを備えた電磁加速装置本体
   を設けると共に、軽分子ガス発生用流体を密閉可能で一
   部に極く薄い膜体を有する予備加速装置本体と、該予備
   加速装置本体内部に配設された一対の電極と、該電極間
   に接続される前記とは異なる高圧大電流電源とを備えた
   電子熱化学式予備加速装置を設け、電磁加速装置本体の
   後端側に、電子熱化学式予備加速装置を、その膜体部分
   が電磁加速装置本体のレール電極へ向くよう取付けたこ
   とを特徴とする電磁加速装置。
2. 【請求項２】 電子熱化学式予備加速装置が、電磁加速
   装置本体のレール電極後端側へ挿入可能なカートリッジ
   状をした請求項１記載の電磁加速装置。