US Air Force måler kartoffelkanonens mundingshastighed

Arbejdshestens projektilkaster til fysikdemonstrationer og en bestemt slags hobbyist er kartoffelkanonen. Et almindeligt design involverer at bruge trykluft til at accelerere en klump kartoffel ud af et rør.

En mere kraftfuld mulighed er at drive kartoflen ved hjælp af forbrændingsprocessen og de hurtigt ekspanderende gasser, som dette skaber. Faktisk er forbrændingsdrevne kartoffelkanoner enklere og nemmere at bygge end pneumatiske.

Måske er det mest populære brændstof til en sådan enhed hårspray, som ofte indeholder butan eller propan.

Men et spørgsmål, der vil være gået igennem hovedet på mange hobbyfolk er: hvad er det bedste brændstof til en kartoffelkanon? I dag får de deres svar takket være arbejdet fra Michael Courtney ved United States Air Force Academy i Colorado og en anden Courtney hos BTG Research i Colorado Springs.

Disse fyre har målt den hastighed, hvormed en accelereret kartoffel forlader mundingen af ​​en kanon drevet af fem forskellige brændstoffer: acetylen, methanol, butan, ethanol og propan.

Eksperimentet er ligetil. De byggede en kartoffelkanon bestående af et forbrændingskammer, en elektronisk aftrækker og en gennemsigtig løb. At fyre enheden er et simpelt spørgsmål om at fylde forbrændingskammeret med en blanding af luft og trykke på aftrækkeren.

For at måle kartoflens acceleration filmede de forløbet med et højhastighedskamera med 2000 billeder i sekundet. De plottede derefter kartoflens position i tønden mod tiden og beregnede udgangshastigheden, når den forlod mundingen. De gentog eksperimentet fem gange for hvert drivmiddel.

Resultaterne peger på en klar vinder. Propan, ethanol, methanol og butan producerer alle mundingshastigheder på mellem 28 og 48 meter i sekundet. Men acetylen er i en klasse for sig og producerer en mundingshastighed på 138 meter i sekundet. Det er over 300 mph.

Courtneys gør helt klart, at denne slags kanoner er ekstremt farlige og potentielt dødelige. Kartofler lanceret med acetylen var også ødelæggende for træplader og plastikgenstande, der oprindeligt blev brugt som bagstoppere, før de gik over til 6 mm tyk stålplade, siger de.

Kartofler, der lanceres på denne måde, er bestemt dem, man skal undgå.

Præcis hvorfor denne form for arbejde er nyttigt, siger Courtneys ikke. Men det kunne tænkes at blive brugt til at designe bedre kanoner til ... fejl .. skyde T-shirts ind i menneskemængder ved sportsbegivenheder. Eller måske for at skyde kyllinger ind i flymotorer for at teste deres robusthed mod fugleangreb.

Så igen, måske er der en mere uhyggelig forklaring, givet Michael Courtneys militære arbejdsgiver. Måske er kartoffelkanonen sat til at spille en vigtig rolle i det fremtidige arsenal af US Air Force. Piloterne vil i det mindste aldrig gå sultne.

Ref: arxiv.org/abs/1305.0966 : Studerer den indre ballistik af en forbrændingsdrevet kartoffelkanon ved hjælp af højhastighedsvideo

skjule