2014年2月11日火曜日

エグゾーストキャノンMk.13完成、そしてTVに出ました(キャノンが)

こんにちは、yasuです。
ようやく春休みになりました。大学四年進級前の春休みということで、悔いのないように工作していこうと思います。

さて、前回の記事で途中まで触れていたMk.13ですが、実は設計から9日で完成していました。あの規模のキャノンでは過去最速です。
早速外観から見ていきましょう。


外観

前回の記事に掲載したCADでのモデルとほぼ同じものが完成しました。
後部のAEV保護メッシュがクールです。
全長800mm、容量は1.5Lほど。

ノズル

ノズル部分は、前回の記事で述べたように可能な限り大口径な設計としました。
Φ35mmと大口径なため迫力があります。

 またこのようにノズルには1 1/4の管用ネジが取り付けてあるため、様々な拡張アタッチメントを接続することが可能です。今後のノズル開発にも容易に利用できる実験機となっています。

AEV

また今回のコンセプトは実験機であるため、このようにメインピストンとAEV間のチャンバーには1/8インチ4系統のポートを設けてあります。
エア供給、排気ポート、圧力計、もうひとつは安全弁等が想定されます。

ノズルの大口径化に伴い、AEVもΦ32の大口径となっています。
写真ではAEVピストンは線径2mmの固定用Oリングを用いたものですが、排気の勢いで溝から吹き飛ばされるという不具合があり、現在は線径3.5mmの移動用Oリングを用いたピストンに換装してあります。

AEV保護メッシュを取り付けたAEV部分ですが、かなり個人的にデザインが気に入っております。
この部分は高速で後退してくるAEVピストンを保護するためだけでなく、後端のプレート(黒のナット3つで固定されているジュラルミン製のそれ)にはAEVをシリンダ―中央に保持する役割が有ります。この部品を追加したため、後退してきたピストンは極めて安定して保持され、停止した衝撃でピストンが曲がったりなどの故障を防ぐことができます。

発射動画


組み上げて空圧ライン等を接続するとこのようになります。
発射シーケンスをまとめた動画を以下に示します。
 このような感じで射撃が可能です。
また今回ノズルとして塩ビ管を接続し、衝撃波管モードを再現してみました。

衝撃波管とは

衝撃波管(しょうげきはかん、ショックチューブ、: shock tube)は、管内に発生する衝撃波を利用して、主として気相中の燃焼反応を研究するための実験装置である。衝撃波管およびショックトンネルなどの類似装置は、他の実験装置ではデータを得ることが困難であるような、広範な温度圧力範囲に渡る流体力学研究にも使用することができる。
Wikipediaより引用
と使用用途は上のとおりです。原理としては単純で、高圧の流体を低圧の流体へ隔膜の破壊、或いは急速に開放される機械式弁を用いて急激に導くと、低圧側へ高圧側から衝撃波が発生するというものです。
要するにキャノンの先にパイプをつければいいというわけです。
実際に機械式弁を用いた衝撃波管の構造はエグゾーストキャノンのそれと全く同様の構造となっています。




動画の音声ではなかなか判断しづらいですが、実際に操作している人間には、明らかな差が確認できました。ノズルなしではピストンの開放速度がそのまま音の立ち上がりに反映されますが。しかし長いノズルを設けて衝撃波管を再現した場合では、より立ち上がりが鋭くなり、キレの有る衝撃が開口端より発生します。

トリガー方法の改良

先ほどの動画では、AEVチャンバーに接続されたエアダスターを作動させることでチャンバーを排気し、AEVを駆動させていました。しかしその方法では排気速度が遅いのでより高速なバルブを製作することにしました。

原理としてはMk.11の時に使用したバランスバルブと同様です。しかし今回はそのバランスバルブをエアを用いてより高速で駆動させる仕組みを採用してみました。
このようにMk.11のそれと比較してやや大型になっています。
左端にワンタッチ継手を接続できるようにしてあり、この部分にエアーを送り込むことでバランスバルブを高速で駆動させます。

内部はのように真鍮とOリングで構成されています。1日で作りました。

 部品を接続するとこのようになります。発射シーケンスはより複雑になってしまいましたが、実験機なのでよしとしましょう。

実際に射撃を行った様子は以下です。

この様によりキレの有る射撃を実現することが出来ました。

日本テレビ「アソビラボ」への装置製作協力


さて、このMk.13ですが、実は某TV局の番組に使用するために制作されたものであります。日本テレビの「アソビラボ」という番組で「ミライの豆まきを実現する装置を作ってくれないか」との依頼を受けて設計を行っていたのです。

放送の様子はこんな感じでした。
http://megalodon.jp/2014-0211-1521-37/www.ntv.co.jp/asobi/

要は大流量エアーで豆を高速で射出する装置ということです。基本的な構成としては、モスカートとか呼ばれるエアガン用のそれと同様です。

撮影時の裏話とか…

収録スタジオが某日テレ本社ビルの最上階ですごかった(田舎者感)

最上階だけ合って都内が見渡せます。エレベータの上昇速度もすごかった(田舎者感)


さて、肝心のMk.13の方はといいますと…





















とてもファンシー…




 ファンシーなボックスの中にはこのようにMk.13が設置してあります。ここから豆を射出し、風船で制作した鬼ヶ島の鬼どもを木っ端微塵にします。(写真で見てわかると思いますが、バレル先端にはモデルガンのようにボルトが刺してあります。某法律対策です)

撮影の様子はこのような感じ。見事風船を破壊することができ、収録は無事終了したっぽいです。

ただこの番組、宮城県では放送されないようで、
1/30日のオンエアだったのですが、僕はまだ一度も見ていません…

このような感じで、エグゾーストキャノンを用いた特殊装置等の製作も可能な範囲で引き受けて行こうと思っておりますので、何か構想が有りましたら連絡をお願いします。


それでは長くなりすぎたのでこんな所で…




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