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Cañón de anillo de vórtice

Prueba de derribo de un cañón de anillo de vórtice de 109 mph (175 km/h; 49 m/s).

La pistola de anillo de vórtice es un arma experimental no letal para el control de multitudes que utiliza anillos de vórtice de gas de alta energía para derribar personas o rociarlas con tinta para marcarlas u otros productos químicos.

El concepto fue explorado por el ejército de los EE. UU. a partir de 1998, y por algunas empresas comerciales. El derribo de individuos distantes parece improbable en la actualidad, incluso si los anillos se lanzan a la velocidad máxima teórica. [1] En cuanto al lanzamiento de sustancias químicas, las fugas durante el vuelo siguen siendo un problema. [ cita requerida ]

Se han descrito anteriormente armas basadas en principios similares pero con diseños y propósitos diferentes, que normalmente utilizan explosiones de acetileno-aire o hidrógeno-oxígeno para crear e impulsar los vórtices. [2]

Operación

Imagen fotográfica de chispa de un anillo de vórtice en vuelo.
El concepto de cañón de anillo de vórtice para lograr la máxima velocidad y giro posibles.
Un anillo de vórtice degradado disparado sin boquilla.

En un concepto típico, se dispara un cartucho de fogueo en un cañón de pistola que tiene una boquilla divergente atornillada en la boca del cañón . [3] En la boquilla, el pulso corto de gas a alta presión se acelera brevemente hasta una velocidad de salida supersónica, con lo cual una parte del escape se transforma de un flujo axial en un anillo de vórtice subsónico de alto giro con la energía potencial para volar cientos de pies. [4] [5]

La boquilla de un cañón de anillo de vórtice está diseñada para contener el pulso corto de gas acelerante hasta que la presión máxima se reduce a la atmosférica y para enderezar el escape en un flujo axial. [6] El objetivo es formar el anillo de vórtice con la mayor velocidad y giro posibles mediante la colisión de un pulso corto de una corriente en chorro supersónica contra el aire relativamente estancado detrás de la onda de choque que se expande esféricamente. Sin la boquilla, la corriente en chorro de alta presión se reduce a la atmosférica por las ondas de choque estacionarias en la boca del cañón, y el anillo de vórtice resultante no solo está formado por una corriente en chorro de menor velocidad, sino que también se degrada por la turbulencia. [7]

Historia

Invención

El concepto fue desarrollado por el constructor de aviones estadounidense Thomas Shelton durante la Segunda Guerra Mundial como un medio para lanzar armas químicas . [8] Shelton luego desarrolló una versión grande para lanzar una descarga mecánica. [8] Estos nunca se emplearon con fines militares, y después de la guerra Shelton los desarrolló en juguetes de anillo de vórtice , específicamente el cañón de rayos de aire Flash Gordon . [8]

El proyecto del ejército estadounidense de 1998

El Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos recibió una solicitud de la Dirección Conjunta de Armas No Letales del Cuerpo de Marines para determinar si los anillos de vórtice podrían usarse para el control de multitudes no letal. La autoridad general de gestión para el estudio fue asignada al Comando de Material del Ejército de los Estados Unidos , con el apoyo de ARDEC . Entre los colaboradores del estudio se encontraban personas del Aberdeen Proving Grounds del Ejército de los Estados Unidos , Adaptive Research Incorporated, Berkeley Research Associates, EWS Limited, Johns Hopkins University , Pennsylvania State University , Sara Corporation y Sonic Development Laboratory. [9]

Ametralladora lanzagranadas MK19-3 de 40 mm.

El producto final debía ser un kit para convertir rápidamente un arma letal existente en un generador de anillo de vórtice no letal que pudiera derribar a un individuo o rociarlo con un tinte, un químico maloliente o un químico incapacitante. El kit, que consistía en una boquilla con depósitos químicos y cinturones de cartuchos de fogueo de 40 mm modificados para detonar a presiones de hasta 100.000 psi (690 KN/sqN), estaba siendo diseñado para la MK19-3 de la Marina . [10] La ametralladora de granadas de 40 mm fue seleccionada porque disparar a 4-10 disparos por segundo resuena en muchas partes del cuerpo y causa un efecto de impacto más fuerte. [11]

Las pruebas de campo de un solo disparo realizadas sin boquillas optimizadas llevaron a la conclusión de que los anillos de vórtice no eran adecuados para el control de multitudes no letal. Se llegó a esta conclusión en parte porque el derribo no parecía ser factible a la distancia deseada de 100 pies (30 m), en parte debido al derrame excesivo sobre los transeúntes debajo de la trayectoria de vuelo si se usaba para transportar productos químicos o tintes, y en parte porque el ruido y la velocidad del vuelo permitían evitarlo fácilmente en el objetivo de rango bajo. [12] [13] El principal problema de confiabilidad con este proyecto era la turbulencia causada por el propulsor de alta energía que se quemaba fuera del cañón.

Referencias

  1. ^ Vídeo de pruebas de derribo en YouTube
  2. ^ "Faulker Feuersturm" de Rob Arndt: "El Dr. Zippermeyer... diseñó y construyó una serie de armas antiaéreas muy poco ortodoxas... El Dr. Zippermeyer construyó un enorme Wirbelwind Kanone (Cañón Torbellino) y un Turbulenz Kanone (Cañón Vórtice).... utilizó una detonación de hidrógeno y oxígeno..."
  3. ^ "Resumen de la revista en Internet Qadima Israel sobre el cañón anular Vortex". Archivado desde el original el 8 de febrero de 2005.
  4. ^ George K. Lucey Jr., Generador de anillos de vórtice: diseño de ingeniería mecánica para presiones operativas de 100 Kpsi, ARL-TR-2096, Laboratorio de investigación del ejército de los Estados Unidos, Adelphi, MD, enero de 2000 --- Incluye ecuaciones y resultados de pruebas para un prototipo de generador de anillos de vórtice que simula un lanzagranadas MK19 de 40 mm.
  5. ^ "Vortex / Hail Cannon. Welland Steam and Country Rally 2010". YouTube . Consultado el 7 de octubre de 2014 .
  6. ^ Dr. John D. Anderson, Jr., "Flujo compresible moderno con perspectiva histórica", segunda edición, 1990 McGraw Hill Inc., NY, NY, págs. 182-183, 327-329.
  7. ^ Daniel L. Clear, et al., "Aplicación de dinámica de fluidos computacional a la explosión de boca de arma: un estudio de caso de validación", Informe técnico ARCCB-TR-03011, agosto de 2003, Centro de investigación, desarrollo e ingeniería de armamento del ejército de EE. UU., Picatinny, Nueva Jersey, páginas 6-7.
  8. ^ abc John H. Lienhard . "No. 1033: Blowing Smoke". Universidad de Houston . Consultado el 13 de abril de 2022 .
  9. ^ Lucey, G y Jasper, L., Vortex Ring Generator, United States Army Research Laboratory, Adelphi, MD 1998. Conferencia NLD III, 25 de febrero de 1998, Johns Hopkins Applied Physics Lab., págs. 1,41 -- Descripción de la gestión de la configuración deseada, usos potenciales, requisitos de rendimiento, brechas tecnológicas a superar y socios del mundo académico, la industria y el gobierno.
  10. ^ George K. Lucey Jr., Generador de anillo de vórtice: diseño de ingeniería mecánica para presiones de operación de 100 Kpsi, ARL-TR-2096, Laboratorio de investigación del ejército de los Estados Unidos, Adelphi, MD, enero de 2000.
  11. ^ Rasmussen, G., Exposición a vibraciones del cuerpo humano y su medición, artículo técnico de Bruel y Kjer, 1982. Resumen 1983, Journal of Acoustical Society of America, 73(6) 2229.
  12. ^ Vídeos de pruebas de campo del prototipo Vortex Ring Gun en YouTube
  13. ^ Banda sonora de un anillo de vórtice acercándose a un objetivo en YouTube

Enlaces externos