Machine Gun Jetpack

Gara-gara main Jetpack Joyride di HP bikin saya kepikiran sesuatu. Bisa nggak ya bikin jetpack beneran tp dari machine gun?

Searching di google dan dapet ternyata jawabannya adalah bisa! :-O tapi walau jawabannya bisa, agar bisa terealisasi kita harus ngobrol ama orang Rusia. Prinsipnya sebetulnya simple, kita juga udah belajar ini waktu SMA. Kalau kita menembak peluru ke arah depan, recoilnya akan mendorong kita kebelakang. Jadi kalau arah tembakan kita kebawah, maka kita akan terangkat keatas :D

Pertanyaan yang kudu dijawab selanjutnya adalah,

"dapatkah sebuah senapan membuat terbang dirinya sendiri?" 

Oke kita jawab dibawah sekaligus dengan segala perhitungannya 

Walau saya Sarjana calon Magister Telekomunikasi, saya sedikit tahu ttg dunia peluncuran roket. Di dunia engineering ada yang namanya thurst-to-weight ratio, suatu ratio antara gaya dorong dibandingkan dengan gaya beratnya (Newton/Newton). Apabila nilainya lebih dari 1 maka benda tersebut akan terangkat. Contohnya roket The Saturn V bisa take off dengan thurst-to-weight ratio sebesar 1,5.

 

Nah untuk menjawab pertanyaan awal berhubung di Indonesia kepemilikian senjata api tidaklah sebebas diluar sana, makanya diawal dikatakan harus ngobrol dengan orang Rusia. Karena ternyata senjata buatan Rusia yang terkenal di dunia, AK47 mempunyai nilai thurst-to-weight ratio sebesar 1,2. Artinya jika kita mengarahkan moncong AK47 kebawah dan entah bagaimana caranya triggernya diseting secara remote, maka ketika peluru ditembakan akan berhasil membuat senapan terbang keatas.

Kita tahu tenaga dorongan suatu roket (atau machine gun) bergantung pada; (1) massa yang terlontar kebelakang dan (2) berapa cepat massa tadi dilemparkan. Ilmu itu sudah kita pelajari waktu SMA di bagian Impuls dan Momentum (kalo masih inget, wkwkwkwkwk :p)

Gaya Dorong (Newton) = Mass ejection rate (Kg/s) X Speed of ejection (m/s)

Sekarang mari kita lihat spesifikasi AK47:

• berat senapan:        4,7kg
• max amunisi:           30 peluru
• kecepatan peluru:    715m/s
• berat peluru:           8gr/peluru
• berat peluru total:  16gr/cartridge
• kecepatan rifle:      10 peluru/detik

Lalu kita hitung gaya dorong yang ditimbulkan kalo AK47nya ditembakin terus menerus

10 peluru/s  X  8 gr/peluru  X  715 m/s  =  57,2 N

karena berat AK47 hanya 4,7Kg atau 46,6N (g = 9,8m/s2), maka dengan gaya 57,2N tadi senapan bisa terangkat keatas dengan selisih gaya 10,6N atau dengan ratio: 57,2/46,6 = 1,24   --> (QED) :D
Bahkan pada kejadian nyatanya gaya dorong yang dihasilkan lebih besar sekitar 30% dr perhitungan diatas, karena selain memuntakhan peluru, senapan juga ikut memuntahkan ledakan gas dan cangkang pelurunya.

Jadi bagaimana nasib jetpack kita??

Well,, AK47nya sih bisa aja terbang sendiri, tapi kalo terbang sambil bawa manusia?? karena selisih gayanya cuma 10,6N berarti hanya bisa menerbangkan tupai dgn berat max 1kg  -,-

Trus gimana dong kalo mau bikin jetpack? mari kita coba kalo senapannya ada banyak.
Kalo senapannya ada dua, maka gaya dorongnya menjadi 2X lipat. Karena selisih gaya dorong dengan beratnya adalah sekitar 10N, maka kalau ada 5 buah AK47 ditembakin kebawah, bisa ngangkat satu AK47. Jadi kita sudah sampai sini nih, tinggal ngitung berapa banyak AK47 yg dibutuhkan untuk ngangkat manusia

kalo kita bikin kaya gambar diatas, manusia bisa keangkat loh (hore!) dengan grafik thurst-to-weight ratio sebagai berikut: (asumsi berat penumpang 60Kg)

Dan ada satu masalah. yaitu pelurunya. AK47 hanya bisa membawa 30 peluru per reloadnya, maka dengan fire rate 10 peluru/detik hanya bisa menghasilkan akselerasi selama 3 detik saja. Oke kalo gitu kita banyakin pelurunya.. bener gitu jd bisa terbang?

kalo berat tiap peluru dan cangkangnya (cartridge) adalah 16gr, dan amunisi yang dibawa misal jd 300 peluru/senapan (entah dimana nyimpennya), maka AK47 jd terlalu berat buat terbang. Itulah permasalahan fundamental pada roket, 
"fuel makes you heavier".

Makanya grafik diatas jd stagnan di nilai 2,xx karena semakin bayak senapannya maka berat sistemnyapun akan semakin besar karena harus bawa amunisi makin banyak.

Jadi kalo saran saya, agar optimal dan ideal, harus ada 75 (minimum) sampai 300 rifle AK47 yang tiap rifle membawa 250 amunisi. Dengan sistem seperti ini (dengan asumsi 60kg adalah berat orang sekaligus papannya dan gaya gesek udara tidak diperhitungkan), kita bisa terbang sampe ketinggian lebih dari 500m dengan kecepatan max mendekati 100m/s. Ga percaya? hitung aja sendiri pke rumus Gerak Lurus Berubah Beraturan yang udah diajarin waktu SMA :p

Jadi pertanyaan tadi sudah terjawab, dan jawabannya adalah BISA! :D :D :D

Cuma masalahnya jetpack dengan 300 buah AK47 bukanlah jetpack yang oke buat dibawa2 :))
Ada alternatif lain ga? ternyata ada.. kita ganti aja senapannya ama yg lebih oke :D

Kalo kita liat machine gun GAU-8 AVENGER bisa nembak ampe 60 peluru per detik dengan berat pelurunya sekitar 450gr dan kecepatan pelurunya sekitar 1100m/s. WOW banget kan itu? artinya tenaga dorongan yang dihasilkan bisa nyampe skitar 30.000N dan itu beneran gila soalnya si machine gun tadi dipasang di pesawat -___-. Pesawatnya adalah A-10 Warthog yang mempunyai mesin dengan tenaga dorong max 40.000N. Jadi kalo kita taro 2 buah machine gun tadi di pesawat, lalu ditembakin kearah depan sambil pesawatnya di gas-pol, bakal menang machine gun-nya dan pesawatnya bakal mengalami perlambatan :))

Contoh lainnya, kalo kita pasang GAU-8 Avenger tadi diatas mobil kita, trus masukin gigi netral dan mulai menembak kebelakang, dari kondisi diam ampe mobil kita harusnya kena tilang karena ngelewatin limit speed di jalan tol adalah sekitar 3 detik!

Dengan machine gun tadi sebetulnya udah cukup buat jadi jetpack :D
Tapi gamau kalah ama machine gun buatan amerika, si rusia bikin yg lebih mantep lagi. Gryazev-Shipunov GSh-6-30 yang beratnya hanya setengah dari GAU-8 dan mempunya fire rate yang lebih cepet. Kalo dihitung thurst-to-weight ratio-nya mendekati angka 40 loh! Jadi kalo kamu arahin machine gun tadi ke tanah, trus kamu mulai nembak, bukan hanya akan take off dengan aneka pecahan logam mematikan tapi juga kamu akan merasakan percepatan (a) = 40G (40 x 9,8m/s2).

Itu sih udah lebih dari cukup. Faktanya walo dipasang di pesawat terbang-pun impuls tembakan pelurunya akan menjadi masalah buat si pesawat. Baca disini nih kalo pengen tau kenapanya.

...  klo pke GSH-6-30 kamu bisa ngeloncatin Everest.

edited from http://what-if.xkcd.com/