science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe werkt een waterkanon?

Een brandweerman bestrijdt een natuurbrand met een krachtig waterkanon bovenop een brandweerwagen. Donald Miralle/Getty Images Nieuws/Getty Images

Of je nu een laaiend appartementsvuur wilt blussen, een gevangenisoproer stoppen of een beetje vrijheid van meningsuiting aanpakken, er is één belangrijk stukje technologie dat u tot uw beschikking wilt hebben:de water kanon . Terwijl dieren zoals de bombardeerkever en verschillende soorten koppotigen al miljoenen jaren het vermogen hebben om krachtige vloeistofstralen af ​​te vuren, menselijke technologie heeft de laatste paar eeuwen slechts een inhaalslag gemaakt.

Hoewel de afgelopen jaren het toegenomen gebruik van waterkanonnen is gezien als een geweldloze maatregel om menigten te beheersen, 18e en 19e-eeuwse burgers waren veel meer bezig met het beheersen van stadsbranden. Voor de komst van het waterkanon, brandweerkorpsen waren grotendeels afhankelijk van emmerlijnen, waarin brandweerlieden emmer na emmer naar de voorkant van de lijn doorgaven om de vlammen te doven. Blijkbaar, dit stelde ernstige grenzen aan wat brandweerlieden konden bereiken. Soms was de enige optie om het brandende gebouw te dynamiseren in een poging de vlam te verstikken of aangrenzende gebouwen af ​​te breken, een maken brandgang om te voorkomen dat de vernietiging zich verspreidt.

Gedurende de 16e eeuw, brandweerorganisaties zoals de London Fire Brigade begonnen eenvoudige waterkanonnen te gebruiken. Sommige hiervan waren in wezen draagbare plunjerapparaten - net zoals een grote spuit of sommige van de waterpistolen die je tegenwoordig in een speelgoedwinkel zou vinden. Andere waterkanonnen implementeerden een primitieve versie van wat de moderne standaard zou worden:a pompsysteem: , watertank en een waterkanon of zondvloedkanon . Terwijl een paar brandweerlieden de pompen handmatig bedienden, een ander richtte het waterkanon op de vlammen. Bij sommige van deze systemen was nog handmatig bakken nodig om de tank gevuld te houden, maar een verbeterde slangconstructie maakte al snel een einde aan al het elleboogwerk.

Gedurende de 19e eeuw, uitvinders maakten grote stappen in de stoomtechnologie, wat leidde tot de ontwikkeling van door paarden getrokken stoommachines. Deze motoren gebruikten de expansie van water in stoom om de pompen te laten werken die voorheen door menselijke arbeid werden aangedreven. Benzinemotoren begonnen in de vroege jaren 1900 stoomkracht te vervangen en, terwijl de motoren veel verbeterd zijn, de basistechnologie blijft hetzelfde.

Maar hoe stuwen moderne waterkanonnen tot nu toe zoveel water voort? Ontdek het op de volgende pagina.

Waterkanon onderdelen

Indiase politie spuit demonstranten neer met geverfde waterkanonnen. De kleurstof is moeilijk af te wassen, waardoor het voor de politie gemakkelijker wordt om demonstranten te identificeren die het toneel ontvluchten. Tausef Mustafa/AFP/Getty Images

De waterkanonnen van tegenwoordig vervullen verschillende doelen. Wetshandhavers hebben waterkanonnen gebruikt om bommen te ontmantelen en oproerkraaiers in bedwang te houden. Anti-oproer waterkanonnen hebben genoeg kracht om een ​​persoon neer te halen op ongeveer 100 yards (91,44 meter), maar sommige wetshandhavingsorganisaties gaan nog een stap verder door het water te verven met kleurstoffen of traangas.

Laten we de drie basiscomponenten van een waterkanon eens nader bekijken:een waterbron, een pompsysteem en een delugekanon. De waterbron kan ofwel een watertank zijn die de twee andere componenten vergezelt, of het kan een externe bron zijn, zoals een brandkraan, zwembad of natuurlijk water. Brandweerwagens gebruiken doorgaans beide bronnen, waardoor brandweerlieden meteen kunnen beginnen met het gebruik van een getankte watervoorraad, terwijl andere brandweerlieden slangen aansluiten op een externe bron. Op die manier, er is geen wachten op water terwijl een vuur brandt.

de gemonteerde zondvloedkanon stelt de gebruiker in staat om de waterstroom te richten en vorm te geven. Wanneer brandweerlieden handmatig een slang gebruiken, ze moeten vaak worstelen om te voorkomen dat het uit de hand loopt. Ten slotte, het water komt onder ongelooflijke druk naar buiten en duwt de slang natuurlijk in de tegenovergestelde richting. Het delugekanon zit stevig vast aan de vrachtwagen om dit te voorkomen, één persoon toestaan ​​om het te bedienen - soms zelfs op afstand.

Natuurlijk, het maakt niet uit hoe mooi het delugekanon is of hoe groot de tank is als je niet over de benodigde kracht beschikt. De meeste moderne waterkanonnen zijn: kinetische pompen , wat betekent dat ze afhankelijk zijn van een waaier waterpomp om het water te verplaatsen en onder druk te zetten. Water komt de pomp binnen en raakt de rotorachtige waaier. De draaiende waaier slingert dan het water naar buiten, het creëren van druk door middelpuntvliedende kracht - niet anders dan water in een hogesnelheidswasmachine. Nadat het water kinetische energie heeft opgebouwd in de pomp, het is naar het zondvloedkanon geleid. Dit zorgt voor een constante, krachtige waterstroom.

Kinetische pompen kwamen in beeld in de 20e eeuw. Daarvoor, de meeste pompen waren: verdringerpompen , die plunjers gebruikten, zuigers en tandwielpompen die werken als gesloten waterraderen.

Vooruit kijken, onderzoekers in Rusland werken aan een manier om een elektromagnetische pomp een waterstroom af te vuren. Door een hoeveelheid vloeistof in een magnetisch veld te plaatsen en het vervolgens te elektrificeren, je kunt de vloeistof onderwerpen aan de elektromagnetische kracht, naar voren duwen. Wordt dit de toekomst van brandbestrijding en crowd control? De tijd zal het leren.

Bekijk de links op de volgende pagina voor meer informatie over brandbestrijding en watergebaseerde technologie.

Elektrisch water?

Ja, sommige ontwikkelaars hebben zich beziggehouden met het maken van anti-oproer kanonnen die een straal geëlektrificeerde vloeistof afleveren, het bedwelmen van de persoon aan de ontvangende kant. De vangst? Normaal water zal het niet doen. Als je elektriciteit wilt overbrengen via een vloeistofstroom, u wilt een vloeistof gebruiken die beter geleidt dan normaal water. Onderzoekers hebben succes gemeld met zoutoplossingen.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe brandweerwagens werken
  • Hoe brandblussers werken
  • Hoe vlammenwerpers werken
  • Hoe waterstralen werken
  • Hoe kan water door staal snijden?
  • Hoe werkt een hydraulische rampomp?
  • Binnen "MythBusters"

Meer geweldige links

  • Internationale Vereniging van Brandweerlieden
  • De Londense brandweer
  • Brandweer Centraal

bronnen

  • Bonsor, Kevin. "Hoe brandweerwagens werken." HowStuffWorks.com. 18 september 2001. (17 juli, 2008) https://science.howstuffworks.com/fire-engine.htm
  • Calderone, John A. "Vuurapparatuur vroeger en nu." Brandweer Centraal. 2005. (17 juli, 2008) http://www.firefightercentral.com
  • wandelen, David. "De ultieme waterblaster van Rusland." Bedrade. 20 augustus 2007. (17 juli, 2008) http://blog.wired.com/defense/2007/08/thats-not-a-wat.html
  • Leibenluft, Jakob. "Paarse waterkanonnen." Leisteen. 12 juni 2008. (17 juli, 2008) http://www.slate.com/id/2193473/
  • "Pomp." Encyclopedie Britannica. 2008. (14 juli, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/483365/pump
  • "Waterkanon." Jaycor elektromagnetische en elektronische systemen. 26 juni 2004. (17 juli, 2008) http://web.archive.org/web/20040626083201/http://www.jaycor.com/eme/watcan.htm
  • "Waterkanon gebruikt om nepbom te ontmantelen." Ventura County Star. 12 juli 2008. (17 juli, 2008) http://www.venturacountystar.com/news/2008/jul/12/in-brief/
  • "De manier waarop we waren." De Londense brandweer. 19 april 2006. (17 juli, 2008) http://www.london-fire.gov.uk/about_us/our_history/the_way_we_were.asp