Kanon voor in je huiskamer

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Met rioolbuis, wat pvc-lijm en een stofzuiger, bouw je zo je eigen huiskamerkanon. Bahoem!

Ergens rond 1864 – de precieze datum is niet bekend – kwam in Zuid-Londen een curieus stukje metrolijn: de Crystal Palace Pneumatic Railway. De Pneumatic Railway was een stukje ondergrondse spoorlijn met aan het eind een stoommachine die met een grote propeller de lucht uit de tunnelbuis zoog. De enkele wagon werd daardoor over een afstand van 550 meter van Sydenham naar Penge gezogen. Inderdaad: als een knikker in een stofzuigerslang. Daarbij haalde de ondergrondse een voor die tijd respectabele snelheid; de wagon, die aan de buitenkant was voorzien van stevige borstels zodat hij precies in de tunnelbuis paste, schoot in vijftig seconden door de buis.

Het is maar een paar kleine stappen van de pneumatische ondergrondse naar een huiskamerkanon. Sterker, het stofzuigerkanon dat eerder in deze rubriek ter sprake kwam is niets anders dan een verkleinde uitvoering van de Londense spoorlijn: een lange buis (pvc-rioolpijp met een stukje papier) met aan het eind een propeller (stofzuiger). Als wagon/kogel gebruik je de plastic capsule uit een Surprise Ei, al zijn die de laatste drie jaar wel iets breder geworden. Eerst even een schuurpapiertje er langs dus.

Leuk, zo’n stofzuigerkanon, maar het kan beter. Je kunt bijvoorbeeld een sterkere stofzuiger gebruiken, maar dat heeft z’n beperkingen; stofzuigers zijn duur en je hebt een hele forse nodig om meer dan twintig procent drukverschil te creëren.

Je kunt ook de kanonsloop langer maken. Door het drukverschil werkt van één kant een kracht op de kogel. Als die kracht in een lange loop langer kan duwen, krijgt de kogel meer vaart. Dat brengt twee problemen met zich mee. In de eerste plaats is het onhandig om een kanon van een meter of drie, vier te hebben. In de tweede plaats krijg je te maken met de beperkingen van de stofzuiger. De kogel krijgt op een bepaald moment zoveel vaart dat de stofzuiger het niet kan bijbenen; de lucht in de buis wordt simpelweg niet snel genoeg weggezogen. Daardoor neemt de druk richting het uiteinde van de buis weer toe, waardoor de kogel niet meer versnelt – of in ieder geval minder versnelt dan theoretisch mogelijk.

Dat probleem doet zich al voor bij een stofzuigerkanon van normale lengte. Kijk maar goed (camera met slowmotion raadzaam) wat er gebeurt met het papiertje aan de voorkant van de loop. Dat wordt niet weggeschoten (of aan flarden gescheurd) door de kogel, maar weggeduwd door het laatste beetje lucht in de buis.

Ook dat probleem is op te lossen. Haal in de bouwmarkt een wijde rioolbuis (ø 75 mm), een bijpassende afsluitdop, een T-stuk, twee bochtstukken van 45 graden (ø 40 mm), twee verloopstukken van 75 naar 40 millimeter en een potje pvc-lijm. Lijm de verloopstukken aan de uiteinden van het T-stuk en lijm daarin vervolgens de twee bochtstukken (zie tekening). Zaag daarna een stukje van twee of drie centimeter van de loop van je kanon en lijm dat in een van de bochten. Je kunt nu het grote T-stuk en de afsluitdop aan de wijde buis lijmen, maar je kunt ze eigenlijk net zo goed vastzetten met duct-tape. Vervolgens tape je de stofzuiger aan de ene bocht en het kleinere T-stuk dat aan het uiteinde van de loop zit aan de andere bocht.

De grote buis onder je stofzuigerkanon werkt als een lagedrukreservoir, waardoor de onderdruk vóór de kanonskogel langer behouden blijft. Waardoor je dus verder kunt schieten. Een snelle test in het BOEM-lab, waarbij met een verticaal opgesteld kanon een tennisbal van het uiteinde van de loop werd geschoten (daarover volgende keer meer) liet een snelheidsverschil van ongeveer vijftien procent zien.

Auteur: Ernst Arbouw