Sie brauchen nichts Aufwändiges, um Wasserballons ganz gut zu starten. Ich wurde tatsächlich wegen eines "Wasserballonvorfalls" aus einem Studentenwohnheim geworfen.

Es stellt sich heraus, dass chirurgische Schläuche ein großartiges Gummiband sind. Es kann sich bis zum 4-fachen seiner Ruhelänge dehnen und ist sehr effizient bei der Rückgabe der gespeicherten Energie. Wir verwendeten auf jeder Seite eines Korbs etwa 2,5 Fuß doppelte Schläuche. Das heißt, wenn der Schlauch ganz nach hinten gespannt war, war er auf jeder Seite 10 Fuß lang. Das sind ziemlich viele Pfund Zugkraft.

Für den Korb haben wir den größten Kunststofftrichter verwendet, der im örtlichen Lebensmittelgeschäft erhältlich ist. Schneiden Sie für jede der chirurgischen Schlauchschnüre Löcher auf den gegenüberliegenden Seiten des breiten Teils. Der Trichter bildet eine schöne Form zum Halten des Wasserballons, und das Loch im kleinen Ende lässt Luft herein, so dass der Ballon aus dem Korb austreten kann, ohne durch Luftansaugung hängen zu bleiben.

Dieses einfache und billige Gerät funktionierte sehr gut. Wir haben ungefähr 1 Pfund Wasserballons geschossen, was ungefähr so ​​massiv ist, wie man es sich vorstellen sollte, wenn etwas so schnell läuft. Wir konnten leicht über einen Flügel des Wohnheims schießen, der 4 Stockwerke über dem Ort lag, von dem aus wir schossen. Wir hatten die beiden Leute, die die losen Enden des Operationsschlauchs auf einer Betonwand hielten, mit der dritten Person unten auf dem Boden. Der Startwinkel war ziemlich nahe am Optimum, und ich würde sagen, wir könnten ungefähr 75 Meter schießen, vielleicht sogar ein bisschen mehr.

Ein anderes Mal schossen wir wahrscheinlich vom Balkon eines Wohnheims auf einem Hügel ca. 20 m von der Straße entfernt. Obwohl der Startwinkel nur mäßig hoch war, konnten wir in den Innenhof hinter einem Gebäude auf der anderen Straßenseite ein wenig schießen, wahrscheinlich in einer horizontalen Gesamtentfernung von etwa 100 m.

Wenn zwei Personen die Enden auf ebenem Boden halten, erreichen Sie keinen Startwinkel für die maximale Entfernung, aber Sie möchten wahrscheinlich sowieso nicht dafür optimieren. Sie können jederzeit ein Rig herstellen, um die Enden des Schlauchs zu halten und die Drehung des gesamten Mechanismus zum Zielen und dergleichen zu ermöglichen. Es hängt davon ab, wie ausgefallen Sie werden möchten. Drei Personen sind sehr billig, mobil, einfach einzurichten und können problemlos feuern und rennen.

Diese genaue Frage wurde eingehend untersucht. Wie Olin Lathrop vorgeschlagen hat, gibt es eine maximale Tropfengröße. "Wasserbälle" neigen also dazu, in kleinere Tröpfchen aufzubrechen. Wie groß wird das größte stabile Tröpfchen sein? Die Antwort ist, dass es von der Oberflächenspannung des Wassers, der Geschwindigkeit, mit der das Tröpfchen abgegeben wird, dem Luftwiderstandsbeiwert und der atmosphärischen Luftdichte abhängt. Die meisten davon haben Sie nur wenig unter Kontrolle, obwohl Sie durch die Verwendung von fast gefrierendem Wasser einen bescheidenen Anstieg (~ 6%) der Oberflächenspannung erzielen können (was in dieser Situation auch aus anderen Gründen vorteilhaft sein kann). Verwenden Sie nur kein tatsächlich gefrorenes Wasser, da dies zwar das Trennungsproblem lösen würde, aber äußerst gefährlich wäre.

Hier ist eine Gleichung, die Ihnen eine Vorstellung davon gibt, wie sich die Dinge unterscheiden (aus dem Buch ) Atomisierung und Sprays von A. Lefebvre):

$$ D_ \ text {max} = \ frac {8 \ sigma} {C_ \ text {D} \ rho_ \ text {a} U ^ 2} $$

wobei $ D_ \ text {max} $ der maximale Durchmesser ist, $ \ sigma $ die Oberflächenspannung des Wassers ist, $ C_ \ text {D} $ der Luftwiderstand ist Der Koeffizient des Tröpfchens, $ \ rho_ \ text {a} $, ist die atmosphärische Luftdichte und $ U $ ist die Geschwindigkeit, mit der das Tröpfchen gestartet wird.

Aus dieser Gleichung können Sie die höhere Oberflächenspannung erkennen ist besser und schnellere Starts beeinträchtigen die Tropfengröße. Wenn ich einige plausible Zahlen einstecke, erhalte ich eine maximale Tröpfchengröße in der Größenordnung von einem Zentimeter, vorausgesetzt, die Startgeschwindigkeit beträgt 10 m / s. Diese Tröpfchen sind nicht sehr groß, können aber für Ihre Anwendung in Ordnung sein.

In einem verwandten Punkt, wie Sie in dem Buch sehen können, mit dem ich verlinkt habe, nein, der "Ball" behält seine Form nicht bei. Das Buch enthält eine Reihe von Abbildungen, um mögliche Verzerrungen zu zeigen, die der Tropfen vor dem Aufbrechen durchläuft ( z. B.).

Der Wasserballon verhält sich ähnlich wie eine Flüssigkeit mit extrem (unmöglich) hoher Oberflächenspannung. Die Spannung im Ballon selbst ist der Oberflächenspannung ziemlich ähnlich. Ich denke, es ist in Ihrem besten Interesse, weiterhin Luftballons zu verwenden. Sie können vermeiden, mit einem Sabot nach einer Druckluftkanone zu suchen.

Sie haben die Frage durch Bearbeiten vollständig geändert. Jetzt gebe ich eine andere Antwort als zuvor. Ich werde die ursprüngliche Antwort beibehalten, da das, was darin steht, immer noch gültig ist, obwohl es nicht mehr so ​​relevant ist.

Nein, Sie können keine "Wasserbälle" abfeuern. Flüssigkeit, die sich durch Luft bewegt, funktioniert nicht so. Jeder Ball mit mehr als einer Tropfengröße würde sich auflösen, und Tropfen haben zu wenig Masse, als dass ihr Luftwiderstand in der gewünschten Entfernung geschossen werden könnte.

Ein Wasserball wird durch seine Oberflächenspannung zusammengehalten. In einer schwerelosen Umgebung können Sie Wasserbälle haben, die zusammen bleiben. Dies funktioniert jedoch nicht mehr, da sich der Ball durch die Luft bewegt. Wenn die Größe einer Kugel zunimmt, nehmen auch die Luftdruckkräfte auf sie zu, aber die Oberflächenspannungskraft bleibt gleich. Dann gibt es noch die Geschwindigkeit des Balls. Wenn die Kugelgröße größer wird, wird auch die Endgeschwindigkeit größer und die Luftkräfte auf den Ball gehen mit dem Quadrat der Geschwindigkeit einher.

All dies bedeutet, dass Flüssigkeitskugeln, die sich durch Luft bewegen, von Natur aus begrenzt sind Größe. Das ist was ein "Tropfen" ist. Es gibt einen Grund, warum Regentropfen nur eine bestimmte Größe erreichen. Ein Regentropfen maximaler Größe in einer Wolke wächst, wenn er auf dem Weg nach unten auf andere Mikrotropfen der Wolke trifft. Wenn es zu groß wird, werden die Luftkräfte allein aufgrund seiner Größe größer. Gleichzeitig steigt die Geschwindigkeit und die Luftwaffe steigt mit dem Quadrat dieser Geschwindigkeit. Alle diese Faktoren zusammen begrenzen Wasser bei 1 atm Luft auf etwa 50 & mgr; l Größe

Optionen

Es ist wahrscheinlich möglich, etwas Ähnliches wie das zu tun, was Sie wollen. Es hängt wirklich von der Reichweite ab, nach der Sie suchen, und davon, wie besorgt Sie darüber sind, dass es sich um einen "Ball" handelt.

Feuerwehrschlauch

Wenn ein Feuerwehrschlauch einen Wasserstrahl abschießen kann Dann brauchen Sie nur noch einen kurzen Wasserstrahl. Es ist vielleicht kein "Ball", wie Sie es wollen, aber es würde Wasser über das Feld bringen. Um die Reichweite zu erreichen, muss es sich möglicherweise eher um einen Strom als um einen kurzen Ausbruch handeln.

Laminarer Brunnen

Damit ein kompaktes "Paket" Wasser zusammen bleibt, müssen Sie zusammenbleiben benötigen ein spezielles Düsen- und Wassersystem. Ähnliches wird in Springbrunnen verwendet. Es sieht so aus, als ob der Ausdruck springende Jets oder laminarer Brunnen ist. Dies sind Springbrunnen, die ihre Form behalten und einen sehr abrupten Start und ein abruptes Ende haben.

Für diese Springbrunnenarten gibt es zwei Kontrollfaktoren:

1. Scharfer Start- und Stoppmechanismus.
2. Laminar fließendes Wasser.
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Starten und Stoppen

Eine rotierende Scheibe mit einem Loch kann ein sich wiederholendes Ein / Aus-Muster erzeugen. Dies könnte durch eine Akku-Bohrmaschine oder ähnliches angetrieben werden. Die Rate könnte im Abstand der Löcher angepasst werden.

Laminares Wasser

Das größte Problem besteht darin, das fließende Wasser laminar zu halten. Die laminare Strömung wird dadurch definiert, dass die Reynolds-Zahl unter 2100 liegt. Für die Situation, in der Wasser in einem Rohr fließt: $$ R_e = (2,475 × 10 ^ 6) * v * D < 2100 \\ wobei: \\ v = Geschwindigkeit (m / s) \\ D = Durchmesser (m) $$

Die Anforderung, dass die Strömung laminar ist, wird die Geschwindigkeit des Wassers, das das Rohr verlässt, einschränken. Dies wirkt sich direkt auf die Reichweite des Wassers aus. Es kann am Ende sein, dass es einfach nicht so viel Reichweite gibt, wie Sie möchten.

In einigen Tutorials zu DIY-Laminarbrunnen finden Sie verschiedene Möglichkeiten, wie diese Streams erstellt wurden. Ein Paar, das ich über eine Websuche gefunden habe, sind Laminar Fountains für die Mathematik und The Laminar Project Forum für andere Ideen.

Wasserdruck

Sie scheinen Grenzen zu haben, wie Sie den Wasserdruck erzeugen können. Sie erwähnen, dass Druckluft eine Option ist, daher scheint es der vernünftigste Weg zu sein, mit einem Drucktank für das Wasser voranzukommen.