イギリスのエンジニア、トム・スタントンは、超音速で発射できる投石機を成功裏に製作しました。この投射物はわずか4グラムの重さですが、スタントンが中世の時代に生きていたなら、彼のこのような投石機を設計する能力は大いに称賛されたことでしょう。ただし、彼が必要とするいくつかの道具は当時存在しませんでした。現代では投石機の需要はなくなっていますが、スタントンの技術はYouTubeで注目を集めています。彼のYouTubeチャンネルは150万人以上の登録者を持ち、空力飛行機やスターリングエンジンで動く自転車、さらには振り子機械で動く装置など、興味深い作品で視聴者を魅了しています。
スタントンの驚くべき創作に関する報道は《Interesting Engineering》に掲載されており、中世の攻城兵器を使った投射物が超音速で飛行するという事実は、間違いなく記事に値します。投石機の機能が不明な方のために、以下に簡単な説明をします。投石機の仕組みは何でしょうか？投石機は大きな石を投げるために設計されており、その運動エネルギーを利用して城壁を破壊します。巧妙な工学設計として、投石機は重いバランスハンマーを利用し、人力で引っ張って放つことができます。バランスハンマーが落下すると、レバーと投射アームがその力を軽い投射物に伝え、相応の速度で遠くに発射されるのです。
投射物の重さと速度は、数回の発射で厚い城壁を破壊するのに十分な運動エネルギーを生み出します。より大きな損害を与えるために、加熱された投射物も使用されます。しかし、投射物の種類にかかわらず、その速度は基本的に変わりません。これは、自由落下する物体は地球の重力によって毎秒9.81メートルの加速度で落下するためであり、これは定数です。したがって、バランスハンマーの重さを増やしても、投射物の速度は変わりません。したがって、スタントンがこの装置を使って音速を突破することを決定したとき、彼は間違いなく大きな挑戦に直面しました。
スタントンの投石機が音速を突破する設計過程
スタントンの投石機の設計初期では、3:1の比率の滑車システムを使用してバランスハンマーを吊るし、バランスハンマーと投射物の速度の関係を変更しました。投石機のアームは堅牢で軽量でなければならず、スタントンはカーボンファイバーを使用してこの部品を製作しました。彼は自宅で製作したCNCフライス盤を使ってこの部品を彫刻し、圧力テストで弱点が露呈した後、再設計を行いました。多くの努力の末、再設計された投石機はついに実地テストの準備が整い、スタントンはシステムを超音速にするために、22ポンド（10キログラム）の増加でバランスハンマーをテストしました。
22ポンド（10キログラム）のバランスハンマーを使用した際、スタントンの投射物の速度は394マイル毎時（mph）に達しました。バランスハンマーが88ポンド（40キログラム）に達すると、投射物の速度は716 mphに達し、音速までわずか51 mphの差でした。不幸にも、スタントンが110ポンド（50キログラム）のバランスハンマーで実験を試みた際、投石機が故障してしまい、彼は88ポンドのバランスハンマーに戻り、投射物の重さを4グラムに減らさざるを得ませんでした。
動画では、この投射物の速度は776 mph（1,248 kph）に達し、音速を9マイル上回りました。数字は証拠ですが、響き渡る音爆の音と反響も、その日の歴史が書き換えられたことを確認しました。