Wie Kolben möglichst schnell Beschleunigen?

Gast #3222890
Lesenswert?

Hallo,

bin auf der suche einen weg, einen Kolben in einem Zylinder möglichst 
schnell zu bewegen. Dachte da so an geschwindigkeiten um 1000 m/s und 
einen Kolbenhub um 30 cm.

Würde man hier eher auf Preumatik oder auf Hydraulik setzen?
Ich würde ja eher zu Preumatik oder. dampf tendieren, da sich hohe 
drücke hier meiner meinug nach einfach relativ einfach erzeugen lassen.

habt ihr ideen?

gruß anton
Gast #3222897
Lesenswert?

Hallo,

1000m/s kommt mir schon recht schnell vor.

Wikipedia:
>Die Schallgeschwindigkeit in trockener Luft von 20 °C ist 343 m/s.

Also willst du fast dreifache Schallgeswindigkeit haben.

Öl ist da auf jeden Fall zu viskos!
Vieleicht Schwarzpulver?

vg Michl
Gast #3222906
Lesenswert?

Noch eine Frage:

Du schreibst von Kolbenhub. Soll der Kolben also innerhalb der 30cm 
beschleunigt und am Ende wieder abgebremmst werden? Oder ist das ganze 
sozusagen eine Einbahnstraße? Dann hört es sich aber arg nach Geschoss 
an :)
#3222909
Lesenswert?

anton schrieb:
> Würde man hier eher auf Preumatik oder auf Hydraulik setzen?
Weder noch, weil beide Systeme so hohe Beschleunigungen gewöhnlich
gar nicht zu lassen. Das schafft man nur mit chemischen Explosionen.
Die schnellste Pneumatik die ich kenne ist die eines Druckluftnaglners
und dürfte gefühlt allenfalls Beschleunigungen im zweistelligem Bereich 
haben. Ist natürlich vom Betriebsdruck abhängig.
> Ich würde ja eher zu Preumatik oder. dampf tendieren, da sich hohe
> drücke hier meiner meinug nach einfach relativ einfach erzeugen lassen.
Pneumatik ist von den Drücken auch schnell an der Leistungsgrenze
des Materials angelangt. Bei Hydraulik sind zwar große Drücke möglich,
aber das geht dann wieder zu Lasten der Geschwindigkeit. Dürfte 
schwierig
bis unmöglich sein ohne nähere Angaben zum Vorhaben da eine nützliche
Idee beitragen zu können.
Gast #3222912
Lesenswert?

michl schrieb:
> Noch eine Frage:
>
> Du schreibst von Kolbenhub. Soll der Kolben also innerhalb der 30cm
> beschleunigt und am Ende wieder abgebremmst werden? Oder ist das ganze
> sozusagen eine Einbahnstraße? Dann hört es sich aber arg nach Geschoss
> an :)

nein, er soll am ende wieder zum stehen kommen.
Gast #3222917
Lesenswert?

Nur so zum Vergleich:

Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also 
deinen Kolben köntest du nichtmal mit (herkömlichen) Schwazpulver (egal 
wie viel) auf solche Geschwindigkeiten beschleunigen.
Gast #3222918
Lesenswert?

> > > sagen wir 10 Kg für den kolben.
> > Prust. Zu viele Drogen genommen ?
> warum?

Weil deine Vorstellung physikalisch unmöglich ist.

rechne doch einfach mal die benötigte Kraft aus,
reche aus wie viel Kraft der Körper aushält
bevor er sich verformt/zerlegt.
Mangelt es den Kindern heute an simpelster Mathematik?

Ein richtig fettes Artilleriegeschützt beschleunigt zwar auf mehr als 
1km/s, aber in einem längeren Rohr, und beim Abbremsen ist das Teil 
kaputt.
Gast #3222940
Lesenswert?

Da das Ganze ja innerhalb der 30cm wieder abbremsen soll geh ich von 
15cm Weg für die Beschleunigung aus:

Benötigte Energie: W=0.5*m*v^2 =5MJ

W=F*s  -->  F=W/s  =5MJ/0,15m = 33MN (Mega Newton)

Und wem das noch nicht reicht:

F=m*a  -->  a=F/m  =33MN/10kg = 3,3Mm/s^2 (Mega-Meter/Quadratsekunden) 
;)

Das sind schon ordentliche Größen, auf die man hier mit ein bisschen 
Grundschulphysik kommt.
Gast #3222964
Lesenswert?

Bastler schrieb:
> 1,38 KiloWattStunden. Die müssen in Sekundenbruchteilen erbracht
> werden.
> Zum Überschlagen mal 1Sekunde angenommen, Braucht man rund 5GW Leistung,
> Nur kurz, aber woher?

Kondensatoren, aber man müsste die elektrische energie dann umwandeln, 
damit der TO sie nutzen kann.
Gast #3222988
Lesenswert?

Das mit einer Sekunde ist leider schlecht geschätzt:

a=v/t  --> t=v/a = 1000/3.333.333 s = 300µs (300 Mykro-Sekunden)

Ergibt dann eine Leistung von:

P=W/t = 5MJ/300µs = 16 GW

16 Gigawatt sind schon eine Hausnummer.

Wenn man den Durchmesser des Kolbens wüsste, könnte man den (Luft-)Druck 
ausrechnen der (theoretisch) nötig wäre. Das wäre wohl auch das absolute 
KO-Kriterium für die Pneumatikvariante!

vg michl
#3222997
Lesenswert?

michl schrieb:
> Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also
> deinen Kolben köntest du nichtmal mit (herkömlichen) Schwazpulver (egal
> wie viel) auf solche Geschwindigkeiten beschleunigen.

Ein Agressives Zweibasiges Pulver Niropulver kann die 1000m/s schaffen, 
ja ich hab eine Sprengstofferlaubnis und weiss das.
Das Angesprochene Kordit währe eine veraltete Version davon.
Gibt auch Gewehre die auf eine Solche Leistung kommen, auch wenn man sie 
gut suchen muss.

Das Problem ist den Kolben am Ende des Weges zum stehen zu bekommen ohne 
das er sich und den ganzen Linaraktuator selbst zerlegt.
Eine lange Lebensdauer hätte die Anlage sowieso nicht und sie müsste 
äußerst massiv sein. Die Drücke und Kräfte sind nicht von schlechten 
Eltern.
Mit genug Know-How und Geld ist das also möglich :)

Grüße,
Peter
Gast #3223023
Lesenswert?

Peter F. schrieb:
>> Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also
> Ein Agressives Zweibasiges Pulver Niropulver kann die 1000m/s schaffen,
> ja ich hab eine Sprengstofferlaubnis und weiss das.

Hm, gib' Deine Erlaubnis besser wieder ab.

Was hat die Detonationsgeschwindigkeit eines Stoffes, also die 
Fortpflanzung der Reaktionsfront innerhalb selbigem, mit der 
Vortriebsgeschwindigkeit eines Objektes zu tun, welches mit den Gasen 
daraus angetrieben wird?
Gast #3223046
Lesenswert?

> Das Angesprochene Kordit währe eine veraltete Version davon.
> Gibt auch Gewehre die auf eine Solche Leistung kommen, auch wenn man sie
> gut suchen muss.
>
> Das Problem ist den Kolben am Ende des Weges zum stehen zu bekommen ohne
> das er sich und den ganzen Linaraktuator selbst zerlegt.
> Eine lange Lebensdauer hätte die Anlage sowieso nicht und sie müsste
> äußerst massiv sein. Die Drücke und Kräfte sind nicht von schlechten
> Eltern.
>
es gibt garantiert kein Gewehr, das eine derartige Leistung hat. 
Bestenfalls so was wie eine Kanone.
Und wenn ich darüber nachdenke... Auch die gibt es nicht. Das Problem 
ist heute technisch nicht zu lösen. Eine Konstruktion, die so was mehr 
als einmal aushält, wirst du auch mir viel Geld nicht bauen können.
Gast #3223079
Lesenswert?

> > sagen wir 10 Kg für den kolben.
> Dieses Prinzip wird in der Uran-Atombombe verwendet.
> Corditladung nennt sich das.

Was für ein hanebüchener Unsinn.
Hast du wohl in Peter Moosleitners Interessantem Magazin gelesen.
Gast #3223139
Lesenswert?

Peter F. schrieb:
> Das ist nichtmal eine Wildcat sondern was ganz normal Käufliches...

Nun, dann siehst Du ja selbst, dass es schneller geht und das mit 
Nitropulver. Entscheidend ist die aktiv brennende Oberfläche des 
Pulvers, damit das Verhältnis der expandierenden Gase zum sich 
vergrößernden Gasraum.
Die Detonationsgeschwindigkeit des Stoffes, hier des Pulvers, ist nur 
ein Teilaspekt bei der Geschossgeschwindigkeit. Das solltest Du als 
Wiederlader auch wissen.

http://en.wikipedia.org/wiki/.22_Eargesplitten_Loudenboomer
Das sind dann 1400m/s.
#3223147
Lesenswert?

MWS schrieb:
> Nun, dann siehst Du ja selbst, dass es schneller geht und das mit
> Nitropulver. Entscheidend ist die aktiv brennende Oberfläche des
> Pulvers, damit das Verhältnis der expandierenden Gase zum sich
> vergrößernden Gasraum.

Natürlich, hab ich doch auch geschrieben das es mit einem Zweibasigen NC 
Pulver geht und eben nicht mit Schwarzpulver.
Selbst mit einem einbasigem NC Pulver würd es nicht gehen, da braucht es 
das Nitroglyzerin.

> Die Detonationsgeschwindigkeit des Stoffes, hier des Pulvers, ist nur
> ein Teilaspekt bei der Geschossgeschwindigkeit. Das solltest Du als
> Wiederlader auch wissen.

Na sicher. Durckverlauf, Abbrand, Gasvolumen und noch so lustige Sachen 
spielen da mit.

> http://en.wikipedia.org/wiki/.22_Eargesplitten_Loudenboomer
> Das sind dann 1400m/s.

Bis darauf das das ein Scherz ist und sie die Patrone nieh gebaut haben. 
:)

Grüße,
Peter
Gast #3223230
Lesenswert?

Wo liegt das Problem ?
Zylinder massivst möglich bauen, Kolben hermetisch einsetzen und dann 
bissle C4 oder Semtex ranpappen BUMM
Und gebremst wird durch die kochende Luft im inneren des Zylinders :-P
duckundwech
Gast #3223273
Lesenswert?

Peter F. schrieb:
> Ich weiss nich wo du gelesen hast das, ich hab das nicht gleichgesetzt.

Deine Antwort war:

Peter F. schrieb:
> michl schrieb:
>> Schwarzpulver hat eine Explosionsgeschwindigkeit von 600 m/s. Also
>> deinen Kolben köntest du nichtmal mit (herkömlichen) Schwazpulver (egal
>> wie viel) auf solche Geschwindigkeiten beschleunigen.
>
> Ein Agressives Zweibasiges Pulver Niropulver kann die 1000m/s schaffen,
> ja ich hab eine Sprengstofferlaubnis und weiss das.

Wer sagt denn, dass bei geeigneten Voraussetzungen die 1000m/s nicht mit 
Schwarzpulver erreichbar wären?

Nimm den Kolben ausreichend klein, das Pulver-Volumen ausreichend groß, 
den Lauf entsprechend lang und die Zündung möglichst gut verteilt an, 
dann wird der Druck aufgrund der entstehenden Gasmenge entsprechend groß 
werden. Nur die Höhe des Drucks und der nachgelieferten Gasmenge 
entscheidet aber über die erreichbare Geschwindigkeit.

Dass Du überhaupt auf die bereits unsinnige Argumentation Deines 
Vorposters eingestiegen bist, hat gezeigt dass Deine Ahnung hier 
begrenzt ist, evtl. einfach auf das, was Dir als Wiederlader geläufig 
ist.

Natürlich ist das beschriebene theoretische Gebilde nicht mehr das, was 
man landläufig unter einem Gewehr verstehen oder das irgend jemand als 
solches benutzen würde. Im Gegenteil, aufgrund anderer, besserer 
Möglichkeiten würde man so etwas nicht herstellen, den Nutzwert gäbe es 
nicht. Aber das bedeutet doch nicht, dass es nicht möglich wäre.

Dann mal auf in die Abenddämmerung.
Gast #3224971
Lesenswert?

Wirklich interessante Idee!

Den Ausgangsspezifikationen nach würde ich zu einem Pneumatiksystem 
raten (sinnvoll oder -los sei mal dahin gestellt). Aber vielleicht 
solltest du dir deine Spezifikationen nochmal anschauen und überlegen, 
ob du dich nicht um eine oder zwei Kommastellen irgendwo vertan hast.

Ich denke, wenn du die Überarbeitet hast, dann wird dir hier bestimmt 
auch weitere Hilfe angedeihen.
#3225081
Lesenswert?

Ich hatte mal einen Bericht gelesen da ging es um eine Schußvorrichtung 
um die Einschläge von Micrometeriten auf Raumfahrzeugen zu simulieren.
Da war von Kaltgasskanonen die Rede. Im Grunde waren die ähnlich 
aufgebaut wie ein klassisches Luftgewehr aber deutlich grösser. Nur war 
hier die Feder durch ein Pyrotechniksatz ersetzt der einen grossen 
Kolben angetrieben hat.
Der Kolbenraum war mit Wasserstoff gefüllt, die Moleküle sind deutlich 
kleiner als bei Luft und können daher eine grössere 
Strömungsgeschwindigkeit durch dem Transferport erreichen. Um ein 
definiertes Losbrechmoment des Geschosses zu erreichen war hier eine 
Berstplatte eingebaut. Das Geschoss selber entsprach vom Durchmesser und 
Gewicht in etwa einen 4,5mm Diabolo mit 0,5g.
Es wurde da Geschwindigkeiten bis etwa 40Km/s erreicht.

Aber das mit einem 10Kg Kolben auf 15cm und dan auch wieder auf 15cm 
abbremsen wollen ist schon mehr als sportlich
#3225099
Lesenswert?

Jürgen D. schrieb:
> Aber das mit einem 10Kg Kolben auf 15cm und dan auch wieder auf 15cm
> abbremsen wollen ist schon mehr als sportlich

Ach wieso. Wenn bis 2020 die nötigen 15 Kernkraftwerke abgeschaltet 
wurden, kann er sie ja für die Beschleunigung seines Geschosses nutzen.

Dann bräuchte er auch keinen Sprengstoff mehr, dann könnte er einfach 
ein bisschen Kabel im Zylinder verdampfen lassen.
#3226499
Lesenswert?

Eine Oberflächen-Sinusschwingung mit 150mm Amplitude bei 1,061kHz hat 
eine Spitzengeschwindigkeit von 1000 m/s ....
Spitzenbeschleunigung knapp 6,6Mm/s²
Ein Stahl, Titan, Berillium Stab (Hopkinson Bar) in Resonanz?
Die Enden verjüngen, bringt mehr Amplitude, und dann Energie 
reinpumpen...
Wahrscheinlich ist die Materialdämpfung schon zu hoch....
Wo die Atomkraftwerke abgeschaltet werden, sollten Berilliumstäbe 
anfallen :)

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren