coilgun نوعی شتاب دهنده ی پرتابه است که از یک یا چند سیم پیچ الکترو مغناطیسی در یک قالب موتور الکتریکی خطی همزمان تشکیل شده است؛ که برای سرعت دادن به یک پرتابه ی مغناطیسی به سرعت های بالا به کار می رود . نام دیگری که برای این وسیله ها استفاده می شود gauss gun
(گوس:واحد شدت میدان مغناطیسی) که به نام کارل فردریک گوس، کسی که فرمول ها و تشریحات ریاضی اثرات الکترومغناطیسی، به وسیله ی شتاب دهنده های مغناطیسی را تنظیم و ارائه کرد، بر می گردد.
coilgun از یک یا چند سیم پیچ که در امتداد یک لوله ( barrel ) گرفته اند تشکیل شده است، سیم پیچ ها به ترتیب خاصی قطع و وصل می شوند تا پرتابه تحت نیروهای الکترو مغناطیسی به سرعت شتاب بگیرد.
coil gun از rail gun که با عبور جریان بزرگی از ریل های موازی و پرتابه و با استفاده از نیرو لورنتز (lorentz force) باعث شتاب دادن پرتابه میشود ؛ متمایز و مجزا است .و کلا هر دو از اصول متفاوتی برای شتاب دادن پرتابه استفاده میکنند .
اولین coil gun کاربردی به وسیله فیزیک دان نروژی کریستین بریکلند (kristian brikeland) ساخته و به ثبت رسید .
یک coil gun همان طور که از اسمش پیداست شامل یک سیم پیچ- یک اهن ربای الکتریکی- با یک پرتابه ی فرومغناطیس قرار داده شده در انتهای ان است. به عبارت دیگر coil gun یک solenoid (سیم پیچ استوانه ای شکل برای ایجاد میدان مغناطیسی )است. (یک سیم پیچ الکترو مغناطیس با یک شئ فرومغناطیس در مرکز ان). جریان بزرگی در سیم پیچ عبور داده میشود (به صورت پالسی) و یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد شده و پرتابه را به وسط سیم پیچ ( لوله ای که در اطراف ان سیم پیچیده شده است ) می کشاند. وقتی پرتابه نزئیک الکترومغناطیس (سیم پیچ) اول شد، جریان سیم پیچ اول قطع می شود و سیم پیچ بعدی دارای جریان می شود. و به همین ترتیب در هر مرحله پرتابه دارای شتاب می شود . نیروی اهن رباها سیم پیچها در coil gun به وسیله وسایلی با دشارژسریع، نوعی باطری یا خازن های ظرفیت و ولتاژ بالا که به منظور تخلیه انرژی سریع طراحی شده اند، تامین می گردد. برای حفاظت خاصیت قطبی خازن ها (مثلا خازن های الکترولیتی ) از اسیب به علت وارانگی قطبیت بعد از تخلیه (discharge ) ، از دیود استفاده می شود .
دو نوع اصلی coil gun وجود دارد : یک مرحله ای و چند مرحله ای . یک coil gun تک مرحله ای فقط از یک سیم پیچ برای به جلو راندن پرتابه استفاده می کند و یک چند مرحله ای نیز از چند الکترومغناطیس استفاده می کند، که در هر مرحله سرعت پرتابه بیشتر می شود.
یک coil gun ابرهادی که quench نیز نامیده می شود می تواند به وسیله تغذیه کردن متوالی یک خط هم محور و نزدیک به هم سیم پیچ های الکترومغناطیسی ابرهادی به وجود اید. که با ایجاد یک موج از میدان مغناطیسی توانایی رسیدن به هم سرعت دلخواهی را دارد.
مقاومت الکتریکی ، محدودیت اصلی یک coil gun است ، که به علت جریان بالای به کار برده شده در ان می باشد . حتی بهترین سیم پیچ ها ( از نظر طراحی ) نیز بخش قابل توجهی از انرژی ورودی را به صورت گرما هدر میدهند ( مربوط به قانون اهم ). این انرژی هدر رفته به طور قابل ملاحظه ای در کار coil gun تاثیر می گذارد . البته شاید بتوان این مشکل را با استفاده کردن از مواد ابر رسانا حل کرد ؛ ولی هنوز موادی شناخته نشده اند که در دمای اتاق ( دمای معمولی ) ، ابر رسانا باشند. ...
ادامه دارد...