L'aeronautica americana misura la velocità della bocca del cannone a patate

Il lanciatore di proiettili da lavoro per le dimostrazioni di fisica e un certo tipo di hobbista è il cannone di patate. Un design comune prevede l'uso di aria compressa per accelerare un pezzo di patata fuori da un tubo.

Un'opzione più potente è guidare la patata usando il processo di combustione e i gas in rapida espansione che questo crea. In effetti, i cannoni per patate a combustione sono più semplici e facili da costruire rispetto a quelli pneumatici.

Forse il carburante più popolare per un dispositivo del genere è la lacca per capelli, che spesso contiene butano o propano.

Ma una domanda che sarà passata per la testa di molti hobbisti è: qual è il miglior carburante per un cannone per patate? Oggi ottengono la loro risposta grazie al lavoro di Michael Courtney presso la United States Air Force Academy in Colorado e un altro Courtney presso BTG Research a Colorado Springs.

Questi ragazzi hanno misurato la velocità con cui una patata accelerata lascia la bocca di un cannone alimentato con cinque diversi combustibili: acetilene, metanolo, butano, etanolo e propano.

L'esperimento è semplice. Hanno costruito un cannone per patate composto da una camera di combustione, un grilletto elettronico e una canna trasparente. Per accendere il dispositivo basta riempire la camera di combustione con una miscela d'aria e premere il grilletto.

Per misurare l'accelerazione della patata, hanno filmato i procedimenti con una telecamera ad alta velocità a 2000 fotogrammi al secondo. Hanno quindi tracciato la posizione della patata nella canna rispetto al tempo e hanno calcolato la velocità di uscita quando ha lasciato il muso. Hanno ripetuto l'esperimento cinque volte per ogni propellente.

I risultati indicano un chiaro vincitore. Propano, etanolo, metanolo e butano producono tutti velocità alla volata comprese tra 28 e 48 metri al secondo. Ma l'acetilene è in una classe a parte, producendo una velocità iniziale di 138 metri al secondo. Sono più di 300 mph.

I Courtney rendono assolutamente chiaro che questo tipo di cannone è estremamente pericoloso e potenzialmente letale. Le patate lanciate con acetilene erano anche distruttive per le tavole di legno e gli oggetti di plastica inizialmente impiegati come dispositivi di arresto prima di passare a piastre di acciaio di 6 mm di spessore, dicono.

Le patate lanciate in questo modo sono sicuramente quelle da cui evitare.

Esattamente perché questo tipo di lavoro è utile, i Courtney non lo dicono. Ma concettualmente potrebbe essere usato per progettare cannoni migliori per... ehm... sparare magliette sulla folla durante gli eventi sportivi. O forse per sparare polli nei motori degli aerei per testare la loro robustezza contro i bird strike.

Poi di nuovo, forse c'è una spiegazione più sinistra, dato il datore di lavoro militare di Michael Courtney. Forse il cannone per patate è destinato a svolgere un ruolo importante nel futuro arsenale dell'aeronautica americana. Almeno i piloti non soffriranno mai la fame.

Rif: arxiv.org/abs/1305.0966 : Studio della balistica interna di un cannone per patate a combustione mediante video ad alta velocità

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