Hvordan fungerer en vandkanon?

Uanset om du ønsker at slukke en brusende lejlighedsbrand, stoppe et fængselsoprør eller slå ned på lidt ytringsfrihed, der er et vigtigt stykke teknologi, du vil have til rådighed: vand kanon . Mens dyr som bombardierbille og forskellige arter af blæksprutter har haft evnen til at skyde kraftige væskestråler i millioner af år, menneskelig teknologi har kun indhentet de sidste par århundreder.

Selvom de seneste år har set den øgede brug af vandkanoner som en ikke -voldelig mængdekontrolforanstaltning, Borgere fra det 18. og 19. århundrede var langt mere bekymrede over at kontrollere bybrande. Inden vandkanonen kom, brandvæsenerne var i høj grad afhængige af spandlinjer, hvor brandmænd passerede spand efter spand op til forsiden af ​​linjen for at slukke flammerne. Naturligvis, dette satte alvorlige grænser for, hvad brandmænd kunne udrette. Nogle gange var den eneste mulighed at dynamitere den brændende bygning i et forsøg på at kvæle flammen eller rive tilstødende bygninger ned, at skabe en brand for at forhindre ødelæggelsen i at sprede sig.

I løbet af 1500 -tallet, brandbekæmpelsesorganisationer som London Fire Brigade begyndte at bruge simple vandkanoner. Nogle af disse var hovedsageligt håndholdte stempeludstyr-meget gerne en stor sprøjte eller nogle af de vandpistoler, du ville finde i en legetøjsbutik i dag. Andre vandkanoner implementerede en primitiv version af, hvad der ville blive den moderne standard:a pumpesystem , vandtank og en vandkanon eller oversvømmelsespistol . Mens et par brandmænd manuelt arbejdede pumperne, en anden rettede vandkanonen mod flammerne. Nogle af disse systemer krævede stadig manuel spandning for at holde tanken fyldt, men forbedret slangekonstruktion afbrød snart alt albuearbejde.

I løbet af 1800 -tallet opfindere gjorde store fremskridt inden for dampteknologi, fører til udviklingen af ​​hestetrukne dampmaskiner. Disse motorer brugte udvidelsen af ​​vand til damp til at arbejde på pumperne, der tidligere blev drevet af menneskeligt arbejde. Benzinmotorer begyndte at erstatte dampkraft i begyndelsen af ​​1900'erne og, mens motorerne er forbedret meget, grundteknologien forbliver den samme.

Men hvordan driver moderne vandkanoner egentlig så meget vand hidtil? Find ud af det på den næste side.

Vandkanon Dele

Dagens vandkanoner opfylder flere forskellige formål. Lovhåndhævere har brugt vandkanoner til at afvæbne bomber og til at kontrollere urolige skarer. Vandkanoner mod oprør pakker nok slag til at slå en person ned på omkring 100 yards (91,44 meter), men nogle retshåndhævende organisationer tager teknologien et skridt længere ved at snøre vandet med farvestoffer eller tåregas.

Lad os se nærmere på de tre grundlæggende komponenter i en vandkanon:en vandkilde, et pumpesystem og en oversvømmelsespistol. Det vandkilde kan enten være en vandtank, der ledsager de to andre komponenter, eller det kan være en ekstern kilde, såsom en brandhane, swimmingpool eller naturlig vandmasse. Brandbiler bruger typisk begge kilder, tillade brandmænd at begynde at bruge en tankforsyning med det samme, mens andre brandmænd tilslutter slanger til en ekstern kilde. Den vej, der er ingen ventetid på vand, mens en brand brænder.

Den monterede oversvømmelsespistol giver brugeren mulighed for at sigte og forme vandstrømmen. Når brandmænd manuelt bruger en slange, de er ofte nødt til at kæmpe for at holde det fra at piske ud af deres kontrol. Trods alt, vandet kommer ud under utroligt tryk og skubber naturligvis slangen i den modsatte retning. Syndflugtpistolen fastgøres fast til lastbilen for at forhindre dette, tillader en person at betjene den - nogle gange endda eksternt.

Selvfølgelig, det er ligegyldigt, hvor flot oversvømmelsespistolen er, eller hvor stor tanken er, hvis du ikke har den nødvendige strøm. De fleste moderne vandkanoner er kinetiske pumper , hvilket betyder, at de er afhængige af en pumpehjul vandpumpe at flytte og sætte vand under tryk. Vand kommer ind i pumpen og rammer den rotorlignende skovlhjul. Den roterende skovlhjul slynger derefter vandet udad, skabe tryk ved centrifugalkraft-ikke ulig vand i en højhastigheds-vaskemaskine. Efter at vandet har opbygget kinetisk energi i pumpen, den blev ført ud til syndflugtpistolen. Dette giver mulighed for en konstant, kraftig vandstrøm.

Kinetiske pumper kom ind i billedet i det 20. århundrede. Inden da, de fleste pumper var forskydningspumper , som brugte stempler, stempler og gearpumper, der fungerer som lukkede vandhjul.

Ser frem til, forskere i Rusland arbejder på en måde at bruge en elektromagnetisk pumpe at affyre en vandstrøm. Ved at placere et volumen væske inde i et magnetfelt og derefter elektrificere det, du kan udsætte væsken for den elektromagnetiske kraft, skubber den fremad. Vil dette være fremtiden for brandslukning og mængdekontrol? Det vil tiden vise.

Udforsk linkene på den næste side for at lære mere om brandslukning og vandbaseret teknologi.

Ja, nogle udviklere har haft travlt med at oprette anti-optøjer vandkanoner, der leverer en stråle elektrificeret væske, bedøve personen i den modtagende ende. Fangsten? Normalt vand vil ikke gøre tricket. Hvis du ønsker at overføre elektricitet gennem en strøm af væske, du vil bruge en væske, der er mere ledende end normalt vand. Forskere har rapporteret succes med saltopløsninger.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer brandmotorer
• Sådan fungerer brandslukkere
• Sådan fungerer flammekastere
• Sådan fungerer vandblæsere
• Hvordan kan vand skære igennem stål?
• Hvordan fungerer en hydraulisk rampumpe?
• Inde i "MythBusters"

Flere store links

• International Association of Fire Fighters
• London Brandvæsen
• Brandmand Central

Kilder

• Bonsor, Kevin. "Sådan fungerer brandmotorer." HowStuffWorks.com. 18. september 2001. (17. juli, kl. 2008) https://science.howstuffworks.com/fire-engine.htm
• Calderone, John A. "Brandapparat fortid og nutid." Brandmand Central. 2005. (17. juli, 2008) http://www.firefightercentral.com
• Hambling, David. "Ruslands ultimative vandblæser." Kablet. 20. august kl. 2007. (17. juli, 2008) http://blog.wired.com/defense/2007/08/thats-not-a-wat.html
• Leibenluft, Jacob. "Lilla vandkanoner." Skifer. 12. juni kl. 2008. (17. juli, 2008) http://www.slate.com/id/2193473/
• "Pumpe." Encyclopædia Britannica. 2008. (14. juli, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/483365/pump
• "Vandkanon." Jaycor elektromagnetiske og elektroniske systemer. 26. juni kl. 2004. (17. juli, 2008) http://web.archive.org/web/20040626083201/http://www.jaycor.com/eme/watcan.htm
• "Vandkanon bruges til at demontere falsk bombe." Ventura County Star. 12. juli kl. 2008. (17. juli, 2008) http://www.venturacountystar.com/news/2008/jul/12/in-brief/
• "Måden vi var på." London Brandvæsen. 19. april kl. 2006. (17. juli, 2008) http://www.london-fire.gov.uk/about_us/our_history/the_way_we_were.asp