US Air Force misst Mündungsgeschwindigkeiten von Kartoffelkanonen

Der Arbeitspferd-Projektilwerfer für Physikdemonstrationen und eine gewisse Art von Bastler ist die Kartoffelkanone. Ein übliches Design beinhaltet die Verwendung von Druckluft, um einen Kartoffelklumpen aus einem Rohr zu beschleunigen.

Eine leistungsstärkere Option besteht darin, die Kartoffel durch den Verbrennungsprozess und die dabei entstehenden schnell expandierenden Gase anzutreiben. Tatsächlich sind verbrennungsbetriebene Kartoffelkanonen einfacher und leichter zu bauen als pneumatische.

Der vielleicht beliebteste Brennstoff für ein solches Gerät ist Haarspray, das oft Butan oder Propan enthält.



Aber eine Frage, die vielen Bastlern durch den Kopf gegangen sein wird, ist: Was ist der beste Treibstoff für eine Kartoffelkanone? Heute erhalten sie ihre Antwort dank der Arbeit von Michael Courtney von der United States Air Force Academy in Colorado und einer weiteren Courtney von BTG Research in Colorado Springs.

Diese Jungs haben die Geschwindigkeit gemessen, mit der eine beschleunigte Kartoffel die Mündung einer Kanone verlässt, die mit fünf verschiedenen Treibstoffen betrieben wird: Acetylen, Methanol, Butan, Ethanol und Propan.

Das Experiment ist einfach. Sie bauten eine Kartoffelkanone bestehend aus einer Brennkammer, einem elektronischen Abzug und einem transparenten Lauf. Das Abfeuern des Geräts ist einfach, indem Sie die Brennkammer mit einem Luftgemisch füllen und den Abzug betätigen.

Um die Beschleunigung der Kartoffel zu messen, filmten sie den Vorgang mit einer Hochgeschwindigkeitskamera mit 2000 Bildern pro Sekunde. Anschließend zeichneten sie die Position der Kartoffel im Fass gegen die Zeit auf und berechneten die Austrittsgeschwindigkeit beim Verlassen der Mündung. Sie wiederholten das Experiment fünfmal für jedes Treibmittel.

Die Ergebnisse deuten auf einen klaren Sieger hin. Propan, Ethanol, Methanol und Butan erzeugen Mündungsgeschwindigkeiten zwischen 28 und 48 Metern pro Sekunde. Aber Acetylen ist eine Klasse für sich und erzeugt eine Mündungsgeschwindigkeit von 138 Metern pro Sekunde. Das sind über 300 Meilen pro Stunde.

Die Courtneys machen absolut klar, dass diese Art von Kanone extrem gefährlich und potenziell tödlich ist. Kartoffeln, die mit Acetylen gestartet wurden, waren auch zerstörerisch für Holzbretter und Kunststoffgegenstände, die ursprünglich als Rücklaufsperren verwendet wurden, bevor sie zu 6 mm dicken Stahlplatten übergingen, sagen sie.

Kartoffeln, die auf diese Weise auf den Markt gebracht werden, sind definitiv diejenigen, die man meiden sollte.

Warum genau diese Art von Arbeit sinnvoll ist, sagen die Courtneys nicht. Aber es wäre denkbar, damit bessere Kanonen für … äh … das Abfeuern von T-Shirts in die Menge bei Sportveranstaltungen zu entwickeln. Oder vielleicht, um Hühner in Flugzeugtriebwerke zu feuern, um ihre Robustheit gegen Vogelschlag zu testen.

Andererseits gibt es vielleicht eine düsterere Erklärung angesichts des militärischen Arbeitgebers von Michael Courtney. Vielleicht wird die Kartoffelkanone eine wichtige Rolle im zukünftigen Arsenal der US-Luftwaffe spielen. Zumindest werden die Piloten nie hungern.

Ref: arxiv.org/abs/1305.0966 : Untersuchung der internen Ballistik einer verbrennungsbetriebenen Kartoffelkanone mit Hochgeschwindigkeitsvideo

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