水炮是怎么工作的?

由:罗伯特·兰姆

一名消防员在消防车顶上用高功率水炮与野火进行战斗。"width=
一名消防员在消防车顶上用高功率水炮与野火进行战斗。
唐纳德·米拉勒/盖蒂图片社/盖蒂图片社

不管你是想让房子安静下来无论是制止监狱暴动,还是镇压一点言论自由,你都需要一项重要的技术,它就是大炮.虽然放屁甲虫和各种头足类动物等动物拥有喷射强大流体射流的能力已经有数百万年了,但人类技术只是在过去几个世纪才赶上来。

尽管近年来,人们越来越多地使用水炮作为非暴力的人群控制措施,但18和19世纪的市民更关心的是控制城市火灾。在水炮出现之前,消防队主要依靠水桶队灭火,也就是消防队员把一桶又一桶的水桶送到队伍的最前面灭火。显然,这严重限制了消防员所能完成的任务。有时唯一的选择就是炸药燃烧的建筑物试图窒息火焰或拆除邻近的建筑物,造成防火带防止破坏蔓延。

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在16世纪,像伦敦消防队这样的消防组织开始使用简单的水炮。其中一些本质上是手持的柱塞设备——很像今天你在玩具店里能找到的大型注射器或水枪。其他的水炮采用的是后来成为现代标准的原始版本:a泵送系统水箱还有水炮或者水炮.一些消防员手动操作水泵,另一些则用高压水枪瞄准火焰。其中一些系统仍然需要手动装桶以保持水箱充满,但改进后的软管结构很快就省去了所有的弯头工作。

在19世纪,发明家在蒸汽技术上取得了巨大的进步,导致了马车的发展蒸汽机.这些发动机利用水膨胀成蒸汽来驱动水泵,而水泵以前是由人力驱动的。汽油发动机在20世纪初开始取代蒸汽动力,虽然发动机有了很大的改进,但基本技术仍然保持不变。

但现代水炮是如何将这么多的水推进这么远的呢?请看下一页。

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高压水枪部分

印度警察用染色水炮镇压示威者。这种染料很难洗掉,这使得警察更容易识别逃离现场的抗议者。"width=
印度警察用染色水炮镇压示威者。这种染料很难洗掉,这使得警察更容易识别逃离现场的抗议者。
总会有/法新社/盖蒂图片社

今天的大炮有几种不同的用途。执法人员使用高压水炮来拆除炸弹,并控制暴乱的人群。防暴水炮的威力足以将一个人击倒在100码(91.44米)外,但一些执法机构将这项技术更进一步,在水中加入染料或催泪瓦斯。

让我们仔细看看水炮的三个基本组成部分:水源、抽水系统和雨淋炮。的水源可以是一个水箱,与其他两个组件一起,也可以是一个外部源,如消火栓,游泳池或者自然水体。消防车通常使用这两种水源,使消防员可以立即开始使用水箱供水,而其他消防员则将水管连接到外部水源。这样,就不用在火燃烧时等水了。

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挂载的水炮允许用户瞄准和塑造水流。当消防队员手动使用软管时,他们通常必须努力防止它脱离他们的控制。毕竟,水在不可思议的压力下流出,自然地将软管推向相反的方向。驱雨枪牢牢地固定在卡车上,以防止这种情况发生,允许一个人操作,有时甚至可以远程操作。

当然,如果你没有必要的动力,再好的雨淋枪或再大的坦克也没用。大多数现代水炮都是如此动力泵,这意味着它们依赖于叶轮水泵使水移动和加压水进入泵,撞击转子状的叶轮。然后,旋转的叶轮将水向外甩出,通过离心力产生压力——这与高速洗衣机中的水没什么不同。当水在泵内形成动能后,就会被输送到雨淋枪。这样就有了源源不断的强大水流。

动力泵在20世纪进入人们的视野。在此之前,大多数水泵都是这样位移泵它使用了活塞、活塞和齿轮泵,它们的工作原理就像封闭的水轮。

展望未来,俄罗斯的研究人员正在研究一种使用电磁泵喷出一股水通过在磁场中放置一体积的液体,然后给它通电,你可以使液体受到电磁力的作用,推动它前进。这将是消防和人群控制的未来吗?只有时间能告诉我们答案。

浏览下一页的链接,了解更多关于消防和水基技术的知识。

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来源

  • Bonsor,凯文。“消防车是如何工作的。”HowStuffWorks.com。9月18日。2001.(2008年7月17日)https://science.howstuffworks.com/fire-engine.htm
  • 回复中,约翰。“过去和现在的消防设备。”消防员中央》2005。(2008年7月17日)http://www.firefightercentral.com
  • Hambling,大卫。“俄罗斯终极水爆破器。”《连线》杂志。2007年8月20日。(2008年7月17日)http://blog.wired.com/defense/2007/08/thats-not-a-wat.html
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  • “水枪”。Jaycor电磁电子系统公司。2004年6月26日。(2008年7月17日)http://web.archive.org/web/20040626083201/http://www.jaycor.com/eme/watcan.htm
  • “用水炮拆除假炸弹。”文图拉县明星。2008年7月12日。(2008年7月17日)http://www.venturacountystar.com/news/2008/jul/12/in-brief/
  • “就像我们以前那样。”伦敦消防队。2006年4月19日。(2008年7月17日)http://www.london-fire.gov.uk/about_us/our_history/the_way_we_were.asp

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