Строим картофельную пушку! Картофельная пушка с глушителем.

Как сделать картофельную пушку или Applе Gun своими руками. Так получилось, что в год постройки яблоки были доступнее картофеля. Строительство газовой пушки интересный проект, но сначала предупреждение. Вы строите газовую пушку на свой страх и риск и берете на себя ВСЮ ответственность за постройку, применение, последствия применения этого устройства, а также за причиненный ущерб. Авторы использовали устройство только для отпугивания ворон и птиц уничтожающих урожай на дачном участке. Так как цены на продукт первой необходимости картофель этим летом в стране зашкаливали, то для испытаний пушки применялись упавшие с деревьев яблоки, что никак не изменило свойств устройства, правда дало ему название Apple Gun. При строительстве конструкции Apple Gun обобщен опыт строительства картофельных пушек (potato guns) накопленный в интернете. Выбрана самая простая и бюджетная схема (менее 1000 руб.) строительства газовой пушки своими руками. В процессе испытаний выявлены слабые стороны и внесены некоторые усовершенствования. Покупка деталей пушки займет больше времени, чем ее строительство.

Как сделать Apple Gun своими руками

Детали и инструменты. В строительном магазине в отделе сантехники покупаем следующие детали:

— труба сливная диаметр 50мм длина 1 метр;

— переходник 50 — 100 мм;

— соединитель 100-100 мм;

— ревизия 100 мм, надо покупать только дорогую ревизию для наружного применения коричневого цвета, да это будет больше половины стоимости деталей, но пушка будет безопаснее (подробности в тексте);

— заглушка 100 мм, тоже лучше для надежности купить коричневого цвета.

Проверьте, все резиновые уплотнители должны быть на месте, они входят в комплект детали. На деталях не должно быть никак механических повреждений или следов ударов. Бережно обращайтесь с деталями после покупки.

Также необходимо подготовить герметик, саморезы для гипрока с широкой головкой длиной не менее 30 мм, армированный скотч, кухонную пьезозажигалку, два куска медного провода в хорошей изоляции, изоленту.

Из инструмента потребуется шуруповерт, а лучше отвертка. Дрель со сверлом диаметром 1,5 мм. Клеящий термопистолет. Кусачки.

Ревизия 100 мм

Детали и инструмент

Комплект деталей Apple Gun

Порядок сборки Apple Gun

Порядок сборки немного отличается от показанного на фото и видео, но опыт приходит в процессе работы. Но сначала лучше поттренироваться собирать детали без герметика, чтобы оценить свои силы и получит навык сборки.

1. Смазываем герметиком внутреннюю часть соединителя 100 — 100 мм за резиновым уплотнителем как показано на фото. Своими руками соединяем деталь с ревизией. Соединитель продвигаем внутрь до упора.

2. Смазываем герметиком вторую сторону соединителя и вставляем переходник 100-50 мм. Определитесь с расположением ствола. Переходник должен упереться торцом в ревизию — это обязательно.

3. Смазываем герметиком фланец ревизии и вставляем заглушку.

4. Аналогичным образом вставляем трубу 50 мм ствола в переходник до упора. С расширяющейся части трубы сразу снимаем резиновое кольцо уплотнителя.

5. Оставляем конструкцию в покое до схватывания герметика.

Нанесение герметика

Соединение

6. Соединять детали саморезами обязательно! Для соединения саморезами сверлим в местах крепления отверстия тонким сверлом и в эти отверстия закручиваем саморезы. Закручивать надо аккуратно, чтобы не провернуть саморез в пластмассе при окончательной закрутке. Места установки саморезов показаны на фото. Ствол прикручен двумя саморезами, соединитель с переходником и ревизией соединен 6 саморезами. Особое внимание уделить заглушке. Из-за коротких стенок крепить приходится через резиновый уплотнитель. При креплении четырмя саморезами был замечен подрыв крепления. Заглушка крепится на восьми саморезах. Рекомендую замотать расширенную часть Apple Gun и крепление ствола армированным скотчем, заглушка прикручивается скотчем обязательно!

Ствол закреплен саморезами

Закрепление соединителя

Заглушка закреплена

Порядок доработки пьезозажигалки

Не заморачиваемся всяким электронным поджигом. Применять электронику и аккумулятор мы не будем. Устройство должно быть простым и надежным и оно есть — пьезозажигалка. Устройство работает и не дает осечек им пользуется весь мир. Просто надо иметь опыт и желание донести эту искру внутрь объема. За основу взята самая дешевая кухонная зажикалка (37 руб). Поверьте, пьезо узел на такой или золотой с бриллиантами зажигалке один и тот же.

1. Разбираем зажигалку.

2. Извлекаем пьезоузел, аккуратно обращаемся с удлиняющим проводком выходящим из пьезоузла.

3. Готовим два удлиняющих провода, хорошо если хотя бы один провод будет высоковольтным (отрезается от строчного трасформатора сломанного телевизора).

4. Подсоединяем удлиняющие проводники к пьезоэлементу и изолируем. Никаких скруток между собой или петель на проводниках категорически быть не должно. Это дополнительные индуктивности и емкости, которые ослабят искру.

5. Собираем пьезозажигалку, зачищаем на длине ~5 мм концы проводников и размещаем их на расстоянии 5 мм друг от друга. Щелкаем зажигалкой — должна проскакивать сочная искра. Если нет — значит где-то что-то собрали неверно.

Пьезозажигалка разобрана

Установка системы поджига на Apple Gun

Система поджига

Основная ошибка при строительстве картофельных пушек — это подвод напряжения внутрь через металлические элементы. Как правило после нескольких выстрелов такая пушка надолго замолкает из-за потери искры. Данная конструкция лишена этого недостатка. На расстоянии 40 мм от торца заглушки сверлим два отверстия и вводим туда проводники на длину 40-50 мм. Фиксируем провода в отверстиях термоклеем. После схватывания клея формируем искровой промежуток и проверяем искру. Иска будет проскакивать с характерным звуком. Для подстраховки место ввода проводников стянуто армированным скотчем в два слоя.

Испытания Apple Gun

Самый ответственный этап проверки мини пушки. В качестве топлива найден на полке следующий баллон освежителя. Конструкция бюджетная и применение другого типа топлива не предусматривалось.

Основные правила

Работать только на открытом воздухе вдали от людей, построек и легко воспламеняющихся предметов. Работать только в средствах защиты, особенно глаз. Не направлять устройство в сторону людей, животных или сооружений. Не заглядывать в ствол при закрученной крышке ревизии. Яблоко выпущенное из устройства может нанести повреждения (разбить стекло) или травмы. При осечке сразу открутить крышку. Постоянно помнить, что устройство сделано из пластмассы и может разрушиться, особо опасны направления расположения крышки и заглушки. После каждого выстрела осматривайте устройство на предмет появления повреждений или смещения деталей. При наличии даже подозрений на повреждение, прекратить испытания.

1. Проверка системы зажигания. Выстрел происходит от взрывного горения в камере смеси воздуха и газа. Важно соблюдать пропорцию — небольшое количество газа даст только хлопок, большое количество может разрушить пушку или вообще не сработать. Требуемое количество газа определяется только опытным путем.

2. Установим пушку на рогульку или опору направлением вверх. Пшикнем в камеру небольшое количество освежителя и не закручивая крышку дадим искру, из горловины должно вырваться пламя.

3. Продуем пушку или подождем удаления газов. Предупреждаем ближайшее окружение о громком звуке. Добавляем газ и закручиваем плотно крышку до упора ! Проверяем безопасное направление выстрела. Искра. Получилось? Если да, проверьте конструкцию. Если нет. Откройте крышку и не заглядывая внутрь дайте искру. Если загорелось, значит газа было добавлено больше чем надо или пушка не была продута. Если не загорелось, продуваем пушку. Даем искру. Проверяем наличие искры и сохранение искрового промежутка 5 мм. Внимание! Серые завинчивающие крышки уже хорошо отлетают на холостых выстрелах. На испытаниях серая крышка улетела на 15 метров, найдена через 3 дня, резиновое уплотнение не найдено до сих пор. Эффектен холостой выстрел в ночное время.

Картофельная пушка, по англ. - Potato cannon или Potato gun - самое любимое развлечений тех, кто обожает и по мастерить, и по хулиганить, и при этом хочет остаться в рамках закона. Наверное, к такому хобби плохо отнесутся суровые российские менты, но, успешно зародившись в Америке, картофельная пушка так же успешно распространилась по всему миру, лишь в немногих странах наложили запрет.

Для такой пушки вам понадобится: ПВХ трубы, которые применяются в сантехнике. А именно - крышка, муфта, переходник, труба диаметром 50 и тройник диаметром 110. Так же под рукой необходимо иметь: ножовку по металлу, нож, жидкие гвозди, скотч.

Начинаем потихоньку собирать , этот агрегат. На 110 тройнике с торцовой стороны насаживаем крышу, перед этим намазав клеем. С противоположной стороны, тоже на клей, насаживаем муфту. Закрепив муфту, даём немного клею подсохнуть и в нее вставляем переходник с 110 на 50 трубу. С боку будет накручиваться крышка, её по инерции не нужно клеить.

Далее будем делать дуло к картофельной пушке. Берём 2 метра пластиковой тубы с диаметром 50 и разрезаем пополам. Вторую половину разрезаем ножом вдоль. Затем разрезанную трубу одеваем на целую. Таким образом мы усилили тонкую трубу нашего ствола. Далее, этот ствол армируем скотчем. После того как вы намотали 2-3 слоя скотча, дуло вклеиваем в камеру сгорания (ту деталь, что мы первую делали) и ещё раз проходим скотчем.

После того как все детали пластика собраны, приступим к начинке. В камеру сгорания после того, как просверлили отверстия, вкручиваем шуруп. Между ним и проводом будет проскакивать искра. В качестве источника искры, была выбрана дешёвая пьезозажигалка для газовых плит. От пьезоэлемента идёт два проводка, один прикручиваем к шурупу, второй на расстоянии 5мм от него. Саму зажигалку прикручиваем к корпусу пушки скотчем, оставив свободной кнопку искры.

Принцип действия и первые испытания картофельной пушки

Берём картофель немного по больше диаметра ствола и с усилием запрессовываем в него. Далее необходимо чем ни будь протолкнуть далее. Для этой цели можно смастерить шомпол из лыжной палки. Картофель проталкиваем до конца ствола, но не в самую камеру сгорания. Для этого на шомполе можно сделать засечку, что бы видно было докуда заталкивать снаряд.

Затем берём аэрозольный баллончик с ацетоном, откручиваем крышку, немного забрызгиваем в камеру сгорания и закрываем обратно. Нажимаем на кнопку пьезозажигалки, взрыв снаряд выталкивается горящими парами ацетона.

• Если вашему местному хозяйственному магазину не доставили точные детали, не волнуйтесь. Вы, вероятно, сможете использовать многократные части (например, редукторы, муфты и т. д.), чтобы достигнуть того, что делают перечисленные части.
• Дулозарядное огнестрельное оружие использует "упаковочный материал" - участки ткани, чтобы обернуть снаряды и сформировать хорошую печать с баррелем. То же самое понятие может быть применено к картофельному оружию, если другие используются боеприпасы, которые нельзя разрезать. Возможности бесконечны.
• Попробуйте новые боеприпасы! Картофель многочислен, но если вы живете около грецкого ореха...
• После резки труб, снимите заусенцы наждачной бумагой или файлом.
• Есть много инструкций в интернете, просто зайдите Google "Картофельные инструкции по орудию". Есть много применений к этому орудию, поэтому весело проведите время и экспериментируйте, но будьте в безопасности и умны!
• Винт вставляется в ствол, где он соединяется с камерой сгорания, и будет препятствовать патронам, из за этого он протаранит слишком далеко, и попадет в камеру.
• Объем камеры сгорания пропорционален силе выстрела, длинная камера производит неэффективную волну сжатия, делайте камеру сгорания маленькой и толстый.
• Если вы никогда не работали с ПВХ, купите лом ПВХ и несколько дешевых соединителей, так чтобы вы могли практиковать соединение, прежде чем строить свой гранатомет. Поверните каждый клеевой шов на четверть оборота, будто вы толкаете его вместе.
• Слишком много движущего газа так же плохо, как если бы его было мало. Если будет перемещено слишком много кислорода, то воспламенение не произойдет. Методом проб и ошибок вы будете учиться использовать оптимальное количество топлива в вашем отдельном дизайне.
• Терминология труб часто запутывающая. Вот несколько используемых сокращений: FIPT - Внутренняя резьба; MIP - Наружная резьба; ГНЕЗДО - гнездо промаха; ПРОМАХ - непереплетенная труба, используйте клей, для защиты сустава; ЗАТЫЧКА - мужчина надевает втулку и т.д.; Перебор - вне диаметра; ID - в диаметре (измерения трубы ПВХ обычно измеряется в ID, таким образом, Перебор будет больше, чем 2 дюйма).
• Если что-то должно быть плотно закрыто, используйте клейкую ленту. Она начинается как лента, но после того, как вы использовали пушку лента превращается в очень липкий клея, который держит вещи закрытыми.
• Мир сантехники может быть запутанным и неорганизованным, так что не бойтесь попросить у сотрудников магазина помощи.
• Первоначальное зажигание в камере сгорания должно быть близко к центру камеры для формирования эффективной волны сжатия и передачи энергии взрыва.
• Чтобы получить максимальный поток через клапан, читайте направления клапана. Это часто связано с поворотом ручки или манжета на клапане.
• Следуйте инструкциям на клее, и клейте обильно как на трубе и розетке. Не используйте клей или клеящий раствор на резьбе; оберните в пару слоев тефлоновой уплотнительной лентой.
• Чем длиннее ствол, тем больше сила сгорания ускорит снаряд. Слишком короткий барреля будет отнимать мощность. Однако, если ствол слишком длинный, расширяющиеся газы начинают терять давление и трение снаряда в стволе начинает замедлять его. Найдите оптимальную длину для вашей собственной конфигурации, методом проб и ошибок.
• Клей Кристи, рекомендуемый ниже, является сильным клеем с одним шагом, но требует, чтобы вы работали быстро. Тщательно распланируйте и будьте готовы к соединению, как только вы примените клей.

и, придя от нее в полный восторг, обещали в будущем построить более совершенный образец. И вот спустя три года нас вновь потянуло к овощной артиллерии. В прошлый раз мы остались довольны точностью и дальностью стрельбы, а теперь решили улучшить скорострельность. Напомним: чтобы зарядить нашу первую классическую пушку, необходимо было отвинтить ствол, продуть казенную часть насосом, установить в ствол картошку, подать газ из баллончика и оперативно собрать оружие.

Снаряды для загрузки в магазин нужно готовить заранее. Они вырезаются из крупных картофелин с помощью отрезка трубы диаметром 63 мм с заточенными краями. В конструкции пушки мы использовали четыре типа труб. 63-миллиметровая труба используется в качестве ствола. Камера сгорания имеет диаметр 90 мм. Дуга, соединяющая казенную часть и хвост, сделана из 50-миллиметровой трубы. Из нее же изготовлен досылатель, который должен входить в ствол и проталкивать в него картошку. Наконец, перемычки магазина отрезаны от трубы диаметром 25 мм.

На полностью автоматическую пушку мы замахнуться пока не решились. Хотя такие конструкции существуют. Они управляются компьютерным контроллером, а все операции по перезарядке выполняют многочисленные сервоприводы. Картофельная пушка не дает серьезной отдачи, энергию которой можно было бы направить на механическую перезарядку, так что мы ограничились перезарядкой ручной, но облегченной магазином на шесть снарядов, автоматической системой продувки и подачи газа в камеру сгорания.

Орудие с турбонаддувом

Чтобы перезарядить нашу пушку, стрелок отводит камеру сгорания назад, взявшись за специальную рукоятку. При этом из-под корпуса высвобождается продувочное окно, которое оказывается точно под вентилятором. Вентилятор автоматически включается и продувает камеру сгорания, наполняя ее воздухом и освобождая от продуктов сгорания. В это время стрелок поворачивает магазин, устанавливая очередную картофелину напротив входа в ствол.

На схеме серым цветом показаны трубы, углы и тройники, а коричневым — переходные кольца. При подборе компонентов будьте внимательны: в каталогах указываются внешние диаметры труб и переходных колец. Это значит, что переходное кольцо с параметрами 90х63 мм надевается на 63-миллиметровую трубу, но не входит в 90-миллиметровую — только в подходящий тройник или муфту с соответствующим внутренним диаметром.

На корпусе закреплен баллон с пропан-бутановой смесью. К нему подсоединена трубка, другой конец которой закреплен точно над продувочным окном. На заключительном этапе зарядки стрелок коротким нажатием на кнопку баллончика подает в камеру сгорания газ. Благодаря работе вентилятора весь газ попадает в камеру и хорошо смешивается с воздухом. Теперь нужно быстро, пока газ не вылетел из отверстия досылателя, толкнуть камеру сгорания вперед и закрепить рукоятку в запорном механизме. При этом досылатель, прикрепленный к камере сгорания спереди, пройдет через цилиндр магазина и протолкнет картофелину в ствол. Все, пушка готова к выстрелу.

Автоматика включения вентилятора устроена очень просто. Когда камера сгорания отводится назад на полный ход, установленная на ней кнопка упирается в корпус. Фактически именно кнопка служит ограничителем хода казенной части назад. Ту же роль при движении вперед выполняет рукоятка. Важнейшая часть конструкции — запорный механизм. Он представляет собой привинченный к корпусу уголок, за который заводится рукоятка. Без такого замка во время выстрела камера сгорания, вместо того чтобы отправить вдоль ствола картошку, сама откатится назад.

Магазин — самая сложная часть конструкции. Он сделан из переходного кольца, отрезков 25-миллиметровой трубы, шести цилиндров, вырезанных из 90-миллиметровой трубы, и двенадцати седелок. Конструкция абсолютно надежно собирается на клею. Заметьте, что центральное переходное кольцо закрепляется на оси между двумя такими же муфтами. Они также фиксируются с помощью клея. Диаметр цилиндров значительно превосходит диаметр досылателя, чтобы было проще проталкивать его к стволу. Картошка удерживается в центре цилиндра поролоновыми подушечками.

Конструктор сантехника

Какое счастье, что на свете существуют трубы и фиттинги из поливинилхлорида! Как решение для устройства водопровода они совершенно не популярны, зато любители технического творчества могут соорудить из них все, что душе угодно. Работа с трубами ПВХ напоминает игру в конструктор: для сборки требуется минимум слесарных работ, так как из имеющегося в продаже многообразия фиттингов можно подобрать готовые «кирпичики» практически для любой конструкции.

Подбирая комплект труб и фиттингов, нужно помнить следующее. Во‑первых, выбирать следует трубы для напорного водоснабжения, а не для канализации. Последние не предназначены для работы под давлением, поэтому сделанная из них пушка может взорваться. Во‑вторых, не стоит путать трубы ПВХ с более распространенными полиэтиленовыми трубами, для соединения которых необходим специальный сварочный аппарат. Трубы и фиттинги ПВХ предназначены для клеевого соединения. Важно помнить, что клей из полихлорвинила вызывает раздражение слизистой оболочки глаз и дыхательных путей, поэтому работать с ним нужно в респираторе, в хорошо проветриваемом помещении.

Наконец, подбирая переходные кольца для соединения труб разного диаметра, следует быть очень внимательным, чтобы не перепутать внутренний и внешний диаметры. Глядя на схему, можно подумать, что в конструкции нашей пушки слишком много лишних деталей, тех самых переходных колец. Это связано как раз с желанием подобрать элементы совпадающих диаметров, чтобы их можно было легко собирать без какой-либо слесарной доработки.

Два длинных самореза, вкрученных в трубу под углом друг к другу, образуют отличную систему зажигания. Саморезы лучше винтов, потому что они не развинчиваются и имеют заостренный конец, что благоприятно сказывается на формировании искры. Поворачивая их в ту или иную сторону, можно регулировать зазор между ними. Особенность этой конструкции — «намертво» заклеенная камера сгорания. Поэтому прежде чем приклеивать к трубе заглушку, следует убедиться, что система зажигания собрана и работает, а рукоятка привинчена надежно и не собирается разбалтываться. Починить заклеенную камеру сгорания в случае поломки будет проблематично. По схожей причине не стоит использовать некачественное топливо: лак для волос или дезодорант. Это быстро приведет к загрязнению электродов, которые уже нельзя будет почистить.

Совсем без слесарных работ нам обойтись не удалось. Дело в том, что наша пушка предполагает ряд подвижных соединений, а ни один из стандартных фиттингов не предназначен для сквозного прохождения трубы через него. Напротив, все переходные кольца имеют муфтовые соединения — специальные упоры, закрепляющие фиттинг на конце трубы для простоты монтажа. Эти упоры нам пришлось сточить с помощью бормашины.

Кроме труб и фиттингов из ПВХ, подобрать которые поможет схема, для постройки пушки понадобится 8-сантиметровый компьютерный вентилятор, 9-вольтовая батарейка, пьезоэлектрическая кухонная зажигалка, несколько металлических уголков и крепежных профилей, а также баллончик с пропан-бутановой смесью для туристических горелок, который можно приобрести в спортивном магазине.

С системой подачи газа нам крупно повезло. На одном из завалявшихся в редакции баллончиков с краской, была кнопка с распылителем, диаметр которого точно соответствовал толщине аквариумного шланга, который также лежал без дела с незапамятных времен. Осталось лишь надеть шланг на кнопку, а кнопку — на баллон с пропан-бутановой смесью.

Веселый газ

Топливовоздушная смесь — капризная штука. Научиться подавать в камеру сгорания ровно столько газа, сколько нужно, — это главный навык картофельного стрелка. Слишком бедная смесь не сможет воспламениться, слишком богатая — тоже. Хочется призвать всех экспериментаторов к осторожности, признавшись для примера в собственном разгильдяйстве. Упражняясь в стрельбе холостыми, мы изрядно переобогатили смесь. Отчаявшись ее поджечь, мы оставили пушку с закрытым затвором. Вернувшись чуть позже, попробовали вновь пощелкать зажигалкой. За это время лишний газ выветрился, смесь в камере сгорания хорошо перемешалась. В результате орудие шарахнуло так, что у половины сотрудников на этаже еще полдня звенело в ушах. Так мы не без радости узнали, что наша пушка способна стрелять с куда большей силой, чем мы думали, а также то, что никогда нельзя стрелять в помещении даже холостыми. Да и на улице мы теперь всегда используем наушники или беруши.

Большинство компьютерных кулеров рассчитаны на напряжение 12В, но при этом отлично работают от 9-вольтовой батарейки. Не стоит пугаться, что из вентилятора выходит четыре провода. Чтобы заставить его работать, черный провод нужно подсоединить к минусовому контакту батарейки, а желтый — к плюсовому. Вентилятор включается кнопкой, которая закреплена на камере сгорания. Когда казенная часть отводится назад для перезарядки, кнопка упирается в корпус, запуская процесс продувки.

Собирая пушку, мы ожидали, что расплачиваться за удобство перезарядки придется дальнобойностью. Многозарядная пушка конструктивно сложнее классической, и в ее конструкции есть «узкое место» в буквальном смысле слова: это досылатель, диаметр которого меньше диаметра ствола. Кроме того, продувочное окно и тот же досылатель — места потенциальной утечки рабочих газов. Именно поэтому мы настоятельно не рекомендуем использовать оружие для стрельбы с рук.

Наши прогнозы оказались ошибочными. Сквозная продувка с помощью вентилятора обеспечила лучшее наполнение камеры сгорания кислородом и лучшее смешивание воздуха с газом. Поэтому давление в камере при сгорании смеси выросло, а вместе с ним увеличилась и дальность стрельбы. Так что можем смело рекомендовать вам повторить наш опыт. Дерзайте, но соблюдайте осторожность!

Принцип действия

Работа картофельных пушек основана на тех же принципах что и в огнестрельном оружии , но с меньшим рабочим давлением. По способу приведения снаряда в движение все изделия можно разделить на четыре типа:

• С воспламенением топливо-воздушной смеси (пироэлектрические). Производительность ограничена энергией сгорания смеси.
• За счет энергии сжатого газа (обычно воздуха) с выпуском через клапан. Такие установки, как правило, называют пневматическими катапультами , и их мощность ограничивается давлением воздуха, получаемого за счёт компрессора , ручного насоса или сжатого газа в баллоне.
• За счет взрыва бомбы из сухого льда Их мощность ограничена использованными материалами и размерами сухого льда.
• Гибридного или комбинированного типа - с использованием энергии сжатой топливо-воздушной смеси. В этом случае мощность ограничена только механической прочностью используемых материалов.

Пироэлектрические системы

Картофельные пушки с воспламенением топливо-воздушной смеси являются наименее сложными конструкциями. Они состоят из четырёх компонентов:

• Топливная система
• Камера сгорания
• Система воспламенения

Для производства выстрела, оператор проталкивает шомполом снаряд (например картофель) в ствол, впрыскивает топливо в камеру сгорания (чаще всего, аэрозоли или пропан), и активирует систему воспламенения, в качестве которой чаще всего используется пьезоэлемент газовой зажигалки . Воспламенившаяся смесь создаёт горячие газы, которые, расширяясь, выталкивают снаряд из ствола. Дальность выстрела сильно различается и зависит от многих факторов (тип топлива, соотношение воздух/топливо, объем камеры сгорания) и в общем случае не превышает 100 до 200 метров, хотя известны факты стрельбы на расстояние до 500 метров .

Усовершенствованные системы могут содержать устройства для дозировки пропана для более точного соотношения газов в топливо-воздушной смеси, вентиляторы в камере сгорания для эффективного смешивания топлива с воздухом и ускорения удаления отработавших газов из камеры сгорания после стрельбы, несколько искровых разрядников , для сокращения времени горения, и высоковольтные источники зажигания (электрошокеры , вспышки фотоаппаратов).

Пироэлектрические системы, как правило, наименее мощные, чем их пневматические и гибридные аналоги.

Пневматические системы

Пневматические пушки немного сложнее из-за необходимости изготовления полностью герметичной системы. Сама пушка состоит из следующих компонентов:

• Заправочный клапан.
• Воздушный резервуар.
• Клапан сброса давления.
• Ствол.

В пневматической пушке, воздух подается в воздушный резервуар. После того, как в камере будет достигнуто необходимое давление, открывается клапан сброса давления и сжатый воздух выталкивает снаряд из ствола.

Впускной клапан, используется доступного типа, таких как клапан Шредера или Преста (использующиеся обычно в автомобильных или велосипедных шинах), или другого типа, позволяющие быстро соединять и разъединять воздушный резервуар с источником сжатого воздуха.

Клапан сброса давления часто является одним из различных коммерчески доступных типов, таких как шаровой кран , клапан опрыскивателя оросительной системы .

Пневматические картофельные пушки, как правило, более мощные, чем пироэлектрические. Типичная пироэлектрическая система создает, в среднем, давление в камере сгорания около 210 кПа, в пике 500-700 кПа, в то время как пневматическая пушка может работать при давлениях в районе 700 кПа. В последнее время стали все чаще использовать даже более высокое давление, иногда до 3,4 МПа и выше.

Диапазон стрельбы пневматической пушки более изменчив, чем пироэлектричекой, в связи с увеличением возможностей изменения компонентов. Средняя дальность выше из-за большей мощности. Максимальная дальность стрельбы некоторых образцов достигает более 1000 метров .

Системы на сухом льде

В современных системах используется взрывной метод запуска: в пластиковую бутылку с водой добавляют и небольшое количество сухого льда, быстро закрывают и опускают в ствол закрытый с одного конца. Затем вставляется снаряд. Вода ускоряет сублимацию сухого льда и давление газа в конечном итоге разрывает бутылку и запускает снаряд. Давление разрыва стандартной пластиковой бутылки 1,4 и 2,1 МПа на открытом воздухе, но после заключения в трубу может быть выше .

В связи с особенностями работы конструкции необходимо соблюдать дополнительные меры безопасности:

Другим способ использования сухого льда в картофельных пушках является использование возгонки для создания давления до выпускного клапана, размещённого между стволом и резервуаром с сухим льдом. Давление за клапаном может достигать свыше 5,5 МПа. Выстрел производится открытием клапана. Хотя этот метод является более управляемым и безопасным, чем использование взрывающейся пластиковой бутылки или разрывной мембраны (при условии использования соответствующих давлению трубопроводов и иных материалов), он ограничен тем, что выпускные клапана, такие как шаровые краны, имеют небольшой проходной диаметр. Кроме того, время их открытия намного больше чем время взрыва бутылки, следовательно на снаряд будет воздействовать меньший поток газа. Однако, это компенсируется тем, что такая конструкция может работать при давлении более чем вдвое превышающем давление взрыва типичной бутылки с сухим льдом .

Гибридные системы

Основными компонентами гибридных систем являются:

• Топливная система (пропан).
• Заправочный воздушный клапан.
• Один или несколько датчиков давления (манометры).
• Камера сгорания высокого давления.
• Открываемый давлением разрывной клапан (разрушаемая мембрана).
• Ствол.
• Система воспламенения топливо-воздушной смеси.

Гибридная система объединяет в себе пироэлектрические и пневматические системы. Она использует энергию воспламенения предварительно сжатой топливо-воздушной смеси, для получения большей мощности выстрела при том же объеме камеры сгорания.

Для производства выстрела оператор сначала устанавливает разрушаемую мембрану между стволом и камерой сгорания, затем закачивает необходимое количество топлива и воздуха. При поджигании топливо-воздушной смеси мембрана разрушается и снаряд выталкивается из ствола. Гибридные системы способны производить выстрел мощнее чем пироэлектрические или пневматические, поскольку возникающее, в момент выстрела, давление, выше, чем в пироэлектрической системе (для большинства видов топлива), а ударная волна движется быстрее, чем она может в пневматический, из-за более высокой температуры. Снаряды, выпущенные с помощью гибридной пушки способны преодолеть звуковой барьер .

Гибридные пушки, использующие топливно-воздушной смесь с давлением в два раза выше атмосферного, называются «использующие 2-х кратную смесь». Могут быть использованы смеси с более высоким давлением, и они будут производить выстрелы большей мощности. Но для более эффективного использования количество топлива и горючего газа должно быть точно измерено, поэтому необходимо использовать датчики давления воздуха и топлива.

Преодоление звукового барьера

Редко когда картофельная пушка обладает достаточной энергией для того, чтобы скорость снаряда смогла превысить скорость звука , хотя зафиксировано несколько таких случаев. Как правило, используются конструкции гибридного типа. Но некоторые варианты пневматической пушки тоже смогли добиться такого результата, либо с помощью газов низкой плотности, таких как гелий , либо за счёт сочетания высокого давления с быстрым клапаном .

Возможность преодоления звукового барьера снарядом связана со скоростью движения молекул газа, выталкивающих его из ствола. Если в стволе снаряд двигается со скоростью звука или близкой к ней, то молекулы из которых состоит газ просто не могут двигаться с той же скоростью, чтобы обеспечить соответствующее ускорение. Проблема решается за счет увеличения скорости молекул, следующими способами:

• Использованием легких молекул, например гелия в пневматических системах.
• Нагреванием газов до высоких температур, таким образом давая им больше энергии.
• Использование стали в конструкции в сочетании с более высоким давлением, 5,5 МПа и выше, но это достаточно сложно. Хотя с помощью углекислого газа можно достичь таких давлений, но он не подходит из-за высокой плотности.

Самая высокая зафиксированная скорость составляет 933,3 м./с. (приблизительно в =2,7) 16,6-граммовыми пластиковыми пулями калибром 20 мм из гибридной пушки с использованием, предварительно сжатой до 20 МПа смеси воздуха и пропана .

Практическое применение

Хотя картофельные пушки создаются, в основном, как развлечение, существуют другие устройства, которые работают на аналогичных принципах во многих других областях.

Индустрия развлечений

• Рекламные пушки на спортивных мероприятиях: портативные пневматические пушки, работающие на сжиженном углекислом газе стали постоянным элементом больших спортивных игр в США, где они используются для заброски упакованных предметов с рекламой игр (таких как футболки) в аудиторию. Такие «воздушные пушки», как их часто называют, сделаны из более качественных материалов, чем в обычные пневматические картофельные, но они используют те же принципы работы.
• Пушки для спецэффектов: в кино и театральных постановках, пневматические пушки часто используются вместо огнестрельных, без использования снарядов. Они имеют различное управление, от простого шарового крана, до электронного дистанционного, в зависимости от конкретных требований.

Промышленность

В качестве оружия

Примечания

1. (May 2009) «Internal ballistics of a pneumatic potato cannon ». European Journal of Physics 30 (3): 453–457. DOI :10.1088/0143-0807/30/3/003 . Проверено 15 August 2011.
2. (July 2004) « ». American Journal of Physics 72 (7): 961–963. DOI :10.1119/1.1710063 . Проверено 15 August 2011.
3. (Spring 2005) «The Potato Cannon: Determination of Combustion Principles for Engineering Freshmen ». Chemical Engineering Education 39 (2): 156–159. Проверено 15 August 2011.
4. (November 2007) « ». The Physics Teacher 45 (8): 496–7. DOI :10.1119/1.2798362 . Проверено 15 August 2011.
5. Gurstelle, William.