stringtranslate.com

Картофельная пушка

Картофельная пушка, также известная как картофельная пушка или картофельная пусковая установка , представляет собой трубчатую пушку , которая использует давление воздуха ( пневматика ) или горение горючего газа ( аэрозоль , пропан и т. д.), [1] [2] [3] [4] для стрельбы снарядами, обычно картофелем . [5] Простая конструкция состоит из трубы, запечатанной с одного конца, с редуктором на другом конце для уменьшения диаметра трубы, к которой прикреплена соответствующая труба меньшего диаметра, называемая стволом . Обычно оператор загружает снаряд в ствол, затем использует давление топлива или воздуха (или иногда и то, и другое) для выталкивания снаряда из пушки.

Картофельная пушка ведёт своё происхождение от прожектора Холмана времён Второй мировой войны , который был корабельным зенитным оружием. [6]

Методы работы

Сгорание

Картофельные пушки, работающие на топливе, обычно имеют наименее сложную конструкцию; четырьмя основными элементами являются:

Чтобы выстрелить, оператор загружает снаряд в ствол, добавляет топливо в камеру сгорания (например, аэрозоли или пропан) и запускает источник зажигания (часто с использованием пьезоэлектрического воспламенителя для барбекю). Затем топливно-воздушная смесь воспламеняется, создавая горячие расширяющиеся газы, которые выталкивают снаряд из ствола. Дальность стрельбы пушки зависит от многих переменных, включая тип используемого топлива, эффективность соотношения топлива и воздуха, соотношение камеры сгорания и ствола и летные характеристики снаряда. Обычные расстояния варьируются от 100 до 200 метров (330–660 футов), и есть зарегистрированный случай, когда дальность стрельбы пушки превышала 500 метров (1600 футов). [7]

Пневматический

Пневматическая картофельная пушка
Большая пневматическая конструкция: снаряд загружается в дуло (не показано), которое затем крепится к пушке (2). Резервуар для воздуха (3) заполняется до 120 фунтов на квадратный дюйм (0,83 МПа) с помощью клапана Шредера (4). После открытия электромагнитного клапана (1) воздух из резервуара передается в снаряд, который выстреливается из дула.

Диапазон пневматических пушек более изменчив, чем диапазон картофельных пушек сгорания из-за возросшей вариации возможных компонентов. Типичные диапазоны немного выше из-за большей мощности, но максимальная дальность некоторых мощных пневматических пушек, как говорят, превышает 1000 метров (3300 футов). [8]

Гибридный

Чтобы выстрелить, оператор сначала подготавливает клапан, срабатывающий под давлением, затем впрыскивает в несколько раз больше обычного количества топлива и соответственно больше воздуха. Когда срабатывает источник зажигания, давление от сгорания заставляет главный клапан открываться и выталкивает снаряд из ствола с выпущенными газами сгорания. Гибрид способен развивать более высокие скорости, чем картофельная пушка сгорания или пневматическая пушка сгорания, потому что создаваемое давление выше, чем в пушке сгорания (для большинства видов топлива), а ударная волна движется быстрее, чем в пневматической (для большинства видов газа), из-за более высокой температуры. Снаряды, выпущенные гибридом, преодолели звуковой барьер . [9]

Сухой лед

Пушка для сухого льда из ПВХ в работе: на дно заливается 1,5 кг (3 фунта) бетона для его укрепления, а для придания жесткости нижней (наиболее давящей) части используются пластиковые втулки.

Самые старые примеры просто включают в себя бросание кусков сухого льда в трубку, закрытую с одного конца, и запечатывание другого конца путем застревания снаряда. Когда давление углекислого газа от сублимирующегося сухого льда становится достаточно высоким, снаряд выбрасывается из трубки. [10]

Вакуум

Первичные материалы

Пластик

Металлы

Типы клапанов

Пневматический

Также использовались альтернативные конструкции, в которых для прокалывания разрывного диска использовался острый снаряд, например, миномет [ 15] , или использовалось ручное прокалывающее устройство для срабатывания разрыва диска [16] .

Также были созданы разрывные дисковые пушки, которые стреляют электрическим способом, используя нихромовую проволоку для срабатывания механизма разрушения путем нагревания. [17]

Связи

Сварка, пайка и склеивание

Звуковой барьер

Картофельная пушка редко бывает достаточно мощной, чтобы преодолеть звуковой барьер, хотя есть несколько случаев, когда это происходило с использованием специализированных конструкций. Картофельные пушки, используемые обычно, являются гибридами; но некоторые пневматические пушки достигли этого подвига, либо используя специальный газ низкой плотности, такой как гелий , [19] или высокое давление в сочетании с быстрым клапаном. [20] Также есть один зарегистрированный случай, когда конструкция сгорания достигла сверхзвуковых скоростей. [7]

Самая высокая скорость снаряда, зарегистрированная из картофельной пушки, составляет 933,3 м/с (3060 футов/с) (примерно в 2,7 раза больше скорости звука) с 16,6-граммовой (256 г) пластиковой пулей 20 мм из гибрида, использующего предварительно воспламеняющуюся смесь воздуха и пропана под давлением 20 МПа (2900 фунтов на кв. дюйм). [21]

Сверхзвуковые скорости были получены с использованием связанной вакуумной базуки с соплом Лаваля . Это также основано на значительном снижении плотности газа. [22]

Практическое использование

Хотя картофельные пушки создаются и используются в развлекательных целях, существуют и другие устройства, работающие по тем же принципам и имеющие более серьезное применение во многих других областях.

Развлечение

Промышленность

Типичный пропановый пистолет-отпугиватель птиц

Безопасность

Картофельные пушки по своей природе опасны и могут представлять проблемы безопасности, если они плохо сконструированы или используются. Снаряды или неисправные пушки могут быть опасны и приводить к опасным для жизни травмам, включая переломы черепа, энуклеацию и слепоту, если человек попадает в них. [25]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Мунган, Карл Э. (май 2009). «Внутренняя баллистика пневматической картофельной пушки». European Journal of Physics . 30 (3): 453–457. Bibcode : 2009EJPh...30..453M. doi : 10.1088/0143-0807/30/3/003. S2CID  35147997.
  2. ^ Айярс, Эрик; Бухольц, Луис (июль 2004 г.). «Анализ вакуумной пушки». American Journal of Physics . 72 (7): 961–963. Bibcode : 2004AmJPh..72..961A. doi : 10.1119/1.1710063 . Получено 15 августа 2011 г.
  3. ^ Пирсон, Хейзел М.; Прайс, Дуглас М. (весна 2005 г.). «Картофельная пушка: определение принципов горения для первокурсников инженерного факультета» (PDF) . Химическое инженерное образование . 39 (2): 156–159 . Получено 15 августа 2011 г. .[ постоянная мертвая ссылка ]
  4. ^ Кортни, Майкл; Кортни, Эми (ноябрь 2007 г.). «Акустическое измерение скорости картофельной пушки». The Physics Teacher . 45 (8): 496–7. arXiv : physics/0612118 . Bibcode : 2007PhTea..45..496C. doi : 10.1119/1.2798362. S2CID  119057813. Архивировано из оригинала 2012-07-16 . Получено 15 августа 2011 г.
  5. ^ Гурстель, Уильям (2001). Баллистика на заднем дворе: создание картофельных пушек, бумажных спичечных ракет, воздушных змеев из Цинциннати, мортир из теннисных мячей и других динамитных устройств. Чикаго: Chicago Review Press. ISBN 1-55652-375-0. OCLC  45861947. «Backyard Ballistics» в Google Книгах .
  6. ↑ Как скромная картофельная пушка служила союзникам во Второй мировой войне. Popular Mechanics, получено 4 апреля 2017 г.
  7. ^ ab BigBang (октябрь 2006 г.). "Crusader". SpudFiles. Архивировано из оригинала 20 февраля 2009 г. Получено 01.06.2009 г.
  8. ^ schmanman; et al. (март–апрель 2007 г.). "(NEW) SWAT v.3". SpudFiles. Архивировано из оригинала 2 февраля 2013 г. Получено 16 августа 2011 г.Пушка с расчетной дальностью стрельбы более 1 мили.
  9. ↑ Killjoy (25 апреля 2007 г.). "FEAR". SpudFiles. Архивировано из оригинала 27 февраля 2015 г. Получено 01.06.2009 г.
  10. ↑ Ван Хорн, Дейл Р. (октябрь 1932 г.). «Выполняйте эти УДИВИТЕЛЬНЫЕ ТРЮКИ с СУХИМ ЛЬДОМ». Modern Mechanix and Inventions : 114–116 . Получено 15 августа 2011 г.
  11. ^ "Бюллетень информации об опасности OSHA при использовании труб из поливинилхлорида (ПВХ) в надземных установках". Управление по охране труда и промышленной гигиене . 20 мая 1988 г. Получено 16 августа 2011 г.
  12. ^ Arabe, Katrina C. (23 апреля 2001 г.). "Динамичный дуэт: термопластики и системы сжатого воздуха". Тенденции рынка отрасли . Новости ThomasNet . Получено 16 августа 2011 г.
  13. ^ Novacastrian (ноябрь 2007 г.). "The Brass Bruiser". SpudFiles . Получено 01.06.2009 .
  14. ^ Technician1002 (4 апреля 2009 г.). "Quick Dump Valve". SpudFiles . Получено 16 августа 2011 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Дауни, Нил (2006). Взрывающиеся дисковые пушки, слизнемобили и 32 других проекта для субботней науки. Издательство Университета Джонса Хопкинса. стр. 5. ISBN 9780691149660.
  16. ^ Дауни, Нил (2012). Лучшая книга субботней науки: самые лучшие эксперименты на заднем дворе, которые вы можете сделать сами. Princeton University Press. стр. 411. ISBN 9780691149660.
  17. ^ Дауни, Нил (2012). Лучшая книга субботней науки: самые лучшие эксперименты по науке на заднем дворе, которые вы можете сделать сами. Princeton University Press. С. 407–408. ISBN 9780691149660.
  18. ^ Wise, Roger (29.10.2003). "Сварка термопластиков растворителем". TWI. Архивировано из оригинала 12.02.2008 . Получено 01.06.2009 .
  19. ^ "New stuff". The Spudgun Technology Center. 14 января 2010 г. [6 июля 2002 г.] . Получено 16 августа 2011 г. .
    "Теория/физика, лежащие в основе Spudgun". Центр технологий Spudgun. 29 августа 2008 г. [25 июня 2002 г.] . Получено 16 августа 2011 г.Использовал гелий для достижения сверхзвуковых скоростей.
  20. ^ jackssmirkingrevenge (8 сентября 2007 г.). "высокоскоростной разрывной диск 6 мм пневматический". SpudFiles . Получено 16 августа 2011 г.Достигнута скорость около 1 Маха (340 м/с; 1120 фут/с) при давлении 400 фунтов на кв. дюйм (2,8 МПа) и быстродействующем клапане.
  21. ^ Larda (31 июля 2008 г.). "Lardas First Hybrid - HyGaC20". SpudFiles. Архивировано из оригинала 15 сентября 2012 г. Получено 2009-06-01 .
  22. ^ Didymus, JohnThomas (2013-02-06). "Видео: Сверхзвуковой пистолет для пинг-понга стреляет мячом быстрее звука". Digital Journal . Получено 21 октября 2013 г.
  23. ^ «Пушка для хот-догов Филли Фанатик отправила фаната Филлис в отделение неотложной помощи». 21 июня 2018 г.
  24. ^ "T4 Shock Tunnel". Центр гиперзвуковых исследований, Университет Квинсленда . Получено 16 августа 2011 г.
  25. ^ Barker-Griffith, Ann E.; Streeten, Barbara W.; Abraham, Jerrold L.; Schaefer, Daniel P.; Norton, Sylvia W. (1 марта 1998 г.). «Повреждение глаза от выстрела картофельным пистолетом». Офтальмология . 105 (3): 535–538. doi :10.1016/S0161-6420(98)93039-1. PMID  9499787. Получено 15 августа 2011 г.

Внешние ссылки