# ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำ

แผนภาพแบบย่อของปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำ (coilgun) แบบหลายตอนที่มีสามขดลวดเหนี่ยวนำ, ลำกล้องปืนและกระสุนปืนที่ทำจากสารเฟอร์โรแม็คเนติค (ferromagnetic)
**ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำ** (coilgun) (หรือ **ปืนเกาส์** มีความเกี่ยวข้องกับ คาร์ล ฟรีดริช เกาส์ ผู้ที่ได้คิดค้นกำหนดรายละเอียดทางคณิตศาสตร์ของผลลัพธ์เกี่ยวกับแม่เหล็กที่ใช้โดยเครื่องเร่งแม่เหล็ก) เป็นชนิดของเครื่องเร่งวัตถุที่ใช้เป็นลูกปืน (projectile) ที่ประกอบไปด้วยหนึ่งขดลวดตัวนำไฟฟ้าหรือมากกว่านั้นเพื่อใช้เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าในการกำหนดค่าของมอเตอร์เชิงเส้นเพื่อที่จะช่วยในการเร่งความเร็วกระสุนปืนที่ทำจากสารเฟอร์โรแม็กเนติค (ferromagnetic) หรือเรียกว่าการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้า ให้เคลื่อนที่ออกไปจากปากกระบอกปืนด้วยความเร็วสูง ในเกือบทุกการกำหนดค่าของปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำนี้, ขดลวดและกระบอกปืนจะถูกจัดเรียงบนแกนร่วมอันเดียวกัน

ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำ หรือ คอยล์กัน (Coilguns) โดยทั่วไปประกอบด้วยหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งขดลวดที่ถูกพันจัดเรียงไปตามแนวความยาวผิวนอกของตัวถังที่เป็นตัวกระบอกปืนดังนั้นเส้นทางของลูกกระสุนจึงถูกเร่งความเร็วให้อยู่ไปตามแกนกลางของขดลวด ขดลวดจะถูกเปิดและปิดสวิตช์ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปและหยุดไหลผ่านในลำดับเวลาอย่างแม่นยำ, ทำให้ลูกกระสุนจะถูกเร่งตัวได้อย่างรวดเร็วไปตามช่องในกระบอกปืนด้วยอำนาจจากแรงแม่เหล็ก คอยล์กัน แตกต่างจาก ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบรางคู่ขนาน หรือ เรวกัน (Railguns) ตรงที่ทิศทางของการเร่งความเร็วในเรวกัน อยู่ที่มุมขวากับแกนกลางของลูปกระแส หรือ วงปิดของการไหลเวียนของกระแส ที่เกิดจากการนำกระแสของตัวราง

## ประวัติ

ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำ ที่สามารถใช้งานได้เป็นครั้งแรกได้รับการพัฒนาและจดสิทธิบัตรโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์ชื่อ คริสเชน เบิร์คแลนด์ (Kristian Birkeland) ในปี ค.ศ. 1904

ในปี ค.ศ. 1933, นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันในรัฐเท็กซัสชื่อ เวอร์เจิล ริกสบี (Virgil Rigsby) ได้พัฒนาปืนแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวดเหนี่ยวนำแบบตั้งอยู่ประจำที่ขึ้นซึ่งมันถูกออกแบบมาให้ใช้ได้เหมือนกับปืนกล มันถูกขับเคลื่อนโดยมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มันได้ปรากฏเผยแพร่ในสื่อสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยหลายฉบับ แต่ก็ไม่เคยดึงดูดความสนใจใด ๆ จากกองทัพเลย

## โครงสร้าง

ปืนคอยล์หรือปืนขดลวดมีสองประเภทหลัก ๆ คือ แบบสเตจ (ตอน) เดียวและแบบหลายสเตจ ปืนคอยล์สเตจเดียวใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าหนึ่งขดในการขับเคลื่อนกระสุนปืน ปืนคอยล์แบบหลายสเตจใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าหลาย ๆ ขดเรียงติดต่อกันไปเพื่อเพิ่มความเร็วของกระสุนปืนขึ้นไปเรื่อย ๆ

### กระสุนแม่เหล็กไฟฟ้าเฟอร์โร (Ferromagnetic projectile)

ปืนแม่เหล็กไฟฟ้าตอนเดียว (A single stage coilgun)
**Ferromagnetic projectiles** (กระสุนแม่เหล็กไฟฟ้าเฟอร์โร) คือ กระสุนที่ทำจากวัสดุประเภทเฟอร์โรแมกเนติก เช่น เหล็กหรือนิกเกิล ซึ่งมีคุณสมบัติถูกแม่เหล็กดึงดูดได้อย่างรุนแรง ใช้ในระบบปืนแม่เหล็กไฟฟ้า (Coilgun/Railgun) โดยจะถูกเร่งความเร็วด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อให้เคลื่อนที่ออกไป

#### คุณสมบัติหลักของกระสุนแม่เหล็กเฟอร์โร (Ferromagnetic Projectiles):

* เป็นวัสดุแม่เหล็ก: มีความสามารถในการเป็นแม่เหล็ก (Magnetic permeability) สูงมาก ทำให้ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กได้ดี
* การใช้งาน: เป็นส่วนประกอบสำคัญใน ปืนขดลวด (Coilgun) โดยจะวางไว้ที่ปลายขดลวดเพื่อถูกดึงดูดเข้าหาจุดศูนย์กลาง
* ตัวอย่างวัสดุ: เหล็ก (Iron), นิกเกิล (Nickel), โคบอลต์ (Cobalt) และแมกเนไทต์ (Magnetite)

#### ข้อดี:

* ใช้งานได้ดีในระบบแม่เหล็กไฟฟ้าแบบขดลวด
* หาได้ง่ายและมีราคาไม่สูงนักเมื่อเทียบกับวัสดุขั้นสูงอื่น ๆ

#### ข้อเสีย:

* อาจไม่เหมาะกับความเร็วสูงมากใน Railgun บางประเภท เนื่องจากปัญหาเรื่องความต้านทานและความร้อน

สำหรับกระสุนแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถสร้างปืนขดลวดแบบตอนเดียวได้โดยใช้ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้า และวางกระสุนแม่เหล็กไฟฟ้าไว้ที่ปลายด้านใดด้านหนึ่งของขดลวด

## ดูเพิ่ม

* Railgun
* Mass driver
* Electromagnetic propulsion
* Edwin Fitch Northrup

## อ้างอิง