空気砲 (科学教材)
2010年、ミッションSTS-131で国際宇宙ステーションに滞在した山崎直子は寄せられた質問「宇宙で空気砲をしたらどうなりますか?」に、「空気砲を実際に打って実験する機会はなかったが、恐らく作用反作用の法則で反対方向に体が飛ばされると考えられる」と回答している。
ポピュラーサイエンス誌の1881年12月号に"Studies of Vortex-Rings"という記事が登場している。この記事は、渦輪現象について解説を加えたものであるが、渦輪を発生させるための機材としてランプに使われるガラス管を使った空気砲、トランプで箱をつくり穴を開けた空気砲が紹介されている。
アメリカでは、1929年に玩具の空気砲が特許出願されている。これは大砲を模した筒の後端にバネでつながれたシャッターを押し出すことで渦輪を排出するものであった。
ランプのガラス煙突を利用した空気砲(1881. “Studies of Vortex-Rings”. Popular Science Monthly)。ガラスの筒の中央に小さな穴を開けた仕切りを入れて、下側の部屋にタバコの煙をためて、下側の膜を押すと渦輪が発生する。
トランプでつくった空気砲(1881. “Studies of Vortex-Rings”. Popular Science Monthly)
米国特許1806067で開示された空気砲玩具の模式図(1929年)
空気砲を連射して、2つの渦輪が同じ軸線上を、同じ方向に、同じ速さで運動するとき、前を進む輪の径が徐々に大きくなるとともに速度が低下し、一方で、後ろを進む輪の径は徐々に小さくなると同時に速度が上がり、前を進む渦輪の中央を通り抜ける。入れ替わった輪は繰り返しこのような運動を続けることが観察できる。