Wie man laut einem Ingenieur den höchsten Pfannkuchenstapel der Welt macht’

Wie man laut einem Ingenieur den höchsten Pfannkuchenstapel der Welt macht’
Wie man laut einem Ingenieur den höchsten Pfannkuchenstapel der Welt macht’
Anonim

Als Bauingenieur und eifriger Pfannkuchenmann war ich alarmiert, als ich erfuhr, dass Extra Crispy kürzlich versucht hat, den Guinness-Rekord für den höchsten Pfannkuchenstapel zu brechen, ohne mich um Rat zu fragen. In ihrer Hybris und Naivität scheiterten Extra Crispy und hinterließen den Rekord im Besitz des britischen Resorts Center Parcs Sherwood Forest. Der Stapel von 101,8 cm wurde von einem Team von Köchen (keine Ingenieure) gebaut, um den Faschingsdienstag, besser bekannt als Mardi Gras, zu feiern. Während ich ihnen dazu gratuliere, dass sie als Erste die Ein-Meter-Grenze durchbrochen haben, behaupte ich, dass das Design des höchsten Pfannkuchenstapels der Welt eine Herausforderung ist, die nicht dem Koch, sondern dem Ingenieur gehört.

Zu Beginn meines Entwurfsprozesses habe ich die von Guinness World Records festgelegten Parameter konsultiert, die de facto die Bauvorschriften für dieses Projekt sind. Gemäß ihren Regeln muss jeder Pfannkuchen einen Durchmesser zwischen 12,5 cm und 25 cm und eine Dicke von weniger als einem cm haben. (Das ist ziemlich dünn, aber vermutlich existiert die Regel, die Verrückten wie mir verbietet, den Rekord mit einem megalithischen Pfannkuchen zu brechen.) Die Pfannkuchen müssen essbar sein und zum Verzehr verteilt werden, um sicherzustellen, dass keine Lebensmittel bei der Jagd nach Weltrekorden verschwendet werden. Das Teigrezept unterliegt keinen Einschränkungen, muss aber den Protokollführern von Guinness offengelegt werden. Und basierend auf dem weithin akzeptierten Geist der Herausforderung darf es keine Spannseile, Strebepfeiler, Dämpfer mit abgestimmter Masse oder andere strukturelle Tricks geben.

Um einen besseren Pfannkuchenstapel zu konstruieren, müssen wir zuerst einen besseren Pfannkuchen konstruieren. Die anstehende Aufgabe erfordert, dass wir uns über die flauschigen, sorglosen Pfannkuchen unserer Jugend hinaus entwickeln. Stattdessen müssen wir die strukturellen Eigenschaften des Pfannkuchens optimieren, auch wenn das bedeutet, dass wir auf jegliche Schmackhaftigkeit verzichten müssen.Denken Sie daran: Niemand fragt jemals, wie A992-Stahl schmeckt.

Wenn ein hohes Gebäude einer seitlichen Belastung (durch Wind oder Erdbeben) ausgesetzt ist, widersteht es dieser Belastung durch seine Biegefestigkeit. In einem sich biegenden Struktursystem wird eine Seite einer Zugspannung ausgesetzt, während die gegenüberliegende Seite einer Druckspannung ausgesetzt ist. Reale Konstruktionen aus Stahl, Holz, Beton oder Mauerwerk können so konstruiert werden, dass sie diesen Biegemomenten standh alten, da sie sowohl Druck als auch Spannung widerstehen können.

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Aber in einem Pfannkuchenstapel hat ein bestimmter Pfannkuchen keine mechanische Verbindung mit dem Pfannkuchen direkt darüber oder darunter. (Wir schweißen oder vergießen diese Pfannkuchen nicht zu einer festen Säule.) Während Druckspannungen sicherlich von Pfannkuchen zu Pfannkuchen durch Lager übertragen werden können, hat Zugspannung keine Übertragungsmöglichkeit an der Pfannkuchen-Grenzfläche. Sie können direkt auseinander schälen.In der Praxis kann ein Pfannkuchenstapel tatsächlich einer gewissen Zugspannung widerstehen, einfach weil der Spannung durch das Gewicht aller darüber liegenden Pfannkuchen entgegengewirkt wird. Wenn aber an irgendeinem Punkt die Zugspannung aufgrund der Biegung größer ist als die Druckspannung aufgrund des Gewichts der oberen Pancakes, kann der Pancake-Stapel dem Biegemoment nicht widerstehen und kippt um. Nennen Sie das Weinbergs erstes Pfannkuchengesetz.

Zum Glück können wir davon ausgehen, dass die Errichtung unseres Pfannkuchenstapels nicht während eines Sturms oder Erdbebens erfolgt. Aber wenn dem Stapel Pfannkuchen hinzugefügt werden, führt jede Neigung oder Abweichung von der Senkrechten zu einem ähnlichen Biegemoment. Dies scheint der Ausfallmechanismus für die überwältigende Mehrheit der Pfannkuchenstapel zu sein. Um diese Gefahr zu vermeiden, müssen wir sicherstellen, dass unsere einzelnen Pfannkuchen so flach wie möglich sind und dass unser Stapel in allen Phasen des Baus perfekt lotrecht bleibt.

Die mechanischen Eigenschaften eines typischen Pfannkuchens stellen auch eine Herausforderung für die Stapelkonstruktion dar.Pfannkuchen schrumpfen wie alle linear elastischen Festkörper, wenn sie zusammengedrückt werden, und dehnen sich, wenn sie gezogen werden. Das Verhältnis der ausgeübten Kraft (Spannung, in Pascal) zur resultierenden Durchbiegung (Dehnung, in Millimeter pro Millimeter) wird als Elastizitätsmodul (in Pascal) bezeichnet. Einfach ausgedrückt ist ein Material mit einem höheren Elastizitätsmodul steifer und schrumpft weniger, wenn es komprimiert wird.

Da die Redakteure von Extra Crispy meine Bitte um ein Testgerät im Wert von 380.000 US-Dollar wiederholt abgelehnt haben, um eine empirische Studie über die elastischen Eigenschaften von Pfannkuchen durchzuführen, müssen wir uns auf die vorhandene Literatur verlassen. Studien haben gezeigt, dass typische nicht tragende Kuchen einen sehr niedrigen Elastizitätsmodul haben, irgendwo in der Größenordnung von 50 Kilopascal. (Stahl ist im Vergleich dazu 4 Millionen Mal steifer.) Diese Weichheit bedeutet, dass die Pfannkuchen beim Stapeln durch die aufgebrachte Druckspannung noch dünner werden als ursprünglich.

Jeder Pfannkuchen im Stapel wird um einen Betrag abgeflacht, der proportional zum Gewicht der darüber liegenden Pfannkuchen ist.Wenn wir davon ausgehen, dass unser Pfannkuchenstapel einen Durchmesser von 25 cm und ein Gewicht von etwa 30 kg hat, dann verliert der unterste Pfannkuchen 12 % seiner Dicke. Dieses Abflachen erfordert, dass wir dem Stapel mehr Pfannkuchen hinzufügen, um unsere Zielhöhe zu erreichen, wodurch das Risiko eines Ungleichgewichts verstärkt wird. Die Lösung besteht darin, einen steiferen Pfannkuchen herzustellen, der sich unter Belastung weniger durchbiegt.

Zunächst sollten wir eine spezielle Pfanne mit einem Innendurchmesser von 25 cm (der maximal zulässigen Größe) mit einem umgedrehten Rand verwenden, um sicherzustellen, dass jeder Pfannkuchen perfekt rund ist. Obwohl der Pfannkuchen als idiomatisches Vorbild für Flachheit dient, haben die meisten nicht-strukturellen Pfannkuchen tatsächlich eine leicht gewölbte Kontur. Wenn immer mehr dieser konvexen Pfannkuchen gestapelt werden, kann sich diese Form zusammensetzen und zu einer Quelle des Ungleichgewichts werden. Um die Bildung einer Kuppel zu verhindern und eine maximale Ebenheit zu gewährleisten, muss der Teig gleichmäßig über die gesamte Kochfläche verteilt werden. Idealerweise hätte die Pfanne eine Art beheizten Deckel (wie eine Tortillapresse), um sicherzustellen, dass beide Seiten unseres Pfannkuchens flach angebraten werden.

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So wie der Inh alt einer Betonmischung streng kontrolliert wird, um das vom Ingenieur angestrebte Verh alten zu erreichen, kann unser Pfannkuchenteig so gest altet werden, dass er die gewünschte Steifigkeit erreicht. Das Mehl muss zäh, aber nicht zu schwer sein – vielleicht eine Art Buchweizen. Die Festigkeit eines Kuchens nimmt im Allgemeinen mit zunehmendem Zuckergeh alt ab, was bedeutet, dass unser Teig einfach vollständig auf Zucker verzichten sollte. Ich würde auch vorschlagen, den Backzusatz Kaliumbromat zu verwenden, der die strukturellen Eigenschaften von kuchenähnlichen Lebensmitteln verbessert (und wahrscheinlich Krebs verursacht).

Nach der Produktion sollte jeder fertige Pfannkuchen visuell kontrolliert und auf Ebenheit geprüft werden. Praktische Erfahrungen und empirische Studien haben gezeigt, dass Kuchen ohne sie altbacken und daher strukturstabiler werden. Daher sollten unsere Pfannkuchen eine bestimmte Anzahl von Stunden (oder Tagen) vor dem Bau zubereitet werden.

Die Konstruktionsoberfläche sollte eben, stabil und eventuell sogar auf Schwingungsisolatoren gestellt werden. Unsere Stapler sollten ruhige Hände und stählerne Nerven haben. Während des Stapelns sollten die Bauarbeiter die Ebenheit und Rechtwinkligkeit des Turms regelmäßig mit einer Wasserwaage und einem Senklot überprüfen. (Ich würde die Verwendung eines Theodoliten nicht ausschließen.) Wenn der Stapel aufgefüllt ist, muss er fünf Sekunden lang aufrecht und ohne Unterstützung bleiben, um sich für den Guinness-Rekord zu qualifizieren. Der Stapel kann dann zerlegt und die k alten, starren, krebserregenden Essensscheiben zum freudlosen Verzehr verteilt werden.

Siege sind nicht immer süß.

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