Принцип работы

Работа картофельных пушек основана на тех же принципах что и в огнестрельном оружии (снаряд приводит в движение смесь газов, находящихся под большим давлением), 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 (принцип работы такой пушки подробно описан в нашей предыдущей статье).
• 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.

​В этот раз мы займёмся сборкой пироэлектрической пушки. Принцип работы такой пушки достаточно прост: в камере сгорания пушки происходит воспламенение топливной смеси. Полученный в результате газ выталкивает снаряд.

Наша пушка будет состоять из трёх компонентов:

• Камера сгорания
• Система воспламенения
• Ствол

Для производства выстрела, необходимо протолкнуть шомполом снаряд (например картофель) в ствол, впрыснуть топливо в камеру сгорания (чаще всего, аэрозоли или пропан), и активировать систему воспламенения, в качестве которой чаще всего используется пьезоэлемент газовой зажигалки. Воспламенившаяся смесь создаёт горячие газы, которые, расширяясь, выталкивают снаряд из ствола.

Сборка прототипа картофельной пушки

Для того, чтобы свести к минимуму риски работы с пушкой, мы начнём с малого: соберём миниатюрный образец картофельной пушки, который будет стрелять виноградом (:

Начнём со сборки камеры сгорания и дульной части нашей пушки (системой воспламенения топливной смеси займёмся позже). Для этого нам понадобятся:

• Фитинг, муфта, 2 заглушки для ПВХ труб диаметром 50 миллиметров;
• Полипропиленовая труба, длиной 50-70 см, и диаметром 16-20 миллиметров;
• Герметик или "жидкие гвозди";
• Строительный нож;

​

Начнём со сборки камеры сгорания. Для этого нам нужно установить заглушку в фитинг для ПВХ труб:

Не забываем надёжно герметизировать конструкцию. Для этого наносим слой герметика на все скрепляемые детали.

Далее аналогичным способом соединяем фитинг с муфтой (не жалеем герметика, его излишки совсем несложно убрать после высыхания):

Камера сгорания готова! Пришло время для сборки дула нашей пушки. Для надёжности соединения дула с камерой сгорания, был найден изображенный ниже переходник, подходящий под диаметр полипропиленовой трубы.

Используя строительный нож или сверло большого диаметра, вырезаем во второй заглушке отверстие для установки дула нашей пушки. Полипропиленовую трубу склеиваем с нашим переходником. Полученную конструкцию, при помощи герметика или жидких гвоздей, соединяем с заглушкой: 

После высыхания полученной конструкции, можно соединить дуло с камерой сгорания нашей пушки: наносим герметик, устанавливаем в свободный конец муфты.

Пришло время заняться системой поджига топливной смеси. Для этих целей можно использовать и обычный пьезоэлемент с выведенными внутрь корпуса пушки контактами. Но в ходе испытаний прототипа пушки, такая система часто давала сбои, поэтому было решено использовать уже проверенную систему: автомобильную свечу зажигания в паре со старой магнето (вместо магнето можно использовать всё тот же пьезоэлемент от зажигалки).

Для установки свечи мы должны просверлить в нашей пушке отверстие одинакового с резьбой свечи диаметра.   

Далее следует установить свечу в отверстие. Места соединения традиционно промазываем герметиком. Для увеличения надёжности соединения можно установить гайку чуть большего диаметра с внутренней стороны свечи, предварительно смазав резьбу свечи герметиком. 

Для соединения с магнето можно использовать старый свечной провод, либо обычные высоковольтные провода (для избежания пробоя диэлектрика в ненужных местах).

Осталось лишь дополнительно укрепить конструкцию саморезами (вкручивать их необходимо в местах соединения элементов нашей пушки). И... наша пушка готова!

Во избежание риска при работе с данной пушкой следует производить её запуск с безопасного расстояния (10-15 метров). В связи с этим рекомендуется использовать длинные соединительные провода. Внимание! Ни в коем случае не производите стрельбу с рук!

Испытания

Убедитесь, что дети, родственники, домашние животные и соседи находятся на безопасном расстоянии от пушки! 

Порядок действий при работе  с пушкой:

1. Распылите небольшое количество лака для волос или другой спирто- или ацетоносодержащей смеси в камеру сгорания пушки;
2. Плотно закройте крышку камеры сгорания;
3. Поместите в ствол пушки снаряд (для мини-модели идеально подошёл незрелый виноград);
4. Надёжно установите пушку; Ни в коем случае не направляйте дуло пушки на людей или животных! 
5. Отойдите на безопасное расстояние;
6. Подайте искру в камеру сгорания (проверните ротор магнето, либо подайте искру с пьезоэлемента);

Количество топливной смеси необходимо подбирать опытным путём. При недостатке или переизбытке смеси пушка просто не сработает. В этом случае необходимо открыть крышку камеры сгорания, хорошенько продуть её (до полного выветривания топливной смеси) и повторить пункты 1-6, при этом необходимо уменьшить либо увеличить количество впрыскиваемой смеси. 

И в качестве бонуса видео испытаний "старшей сестры" нашей миниатюрной картофельной пушки, сборку которой мы только что рассмотрели. Данная пушка уже стреляет не виноградом, а настоящим картофелем, чем полностью оправдывает свое название.

Картофельные снаряды устремляются ввысь на расстояние ~100 метров (как три девятиэтажки!) и приземляются обратно только спустя 10 секунд.

​P.S.: В настоящее время полным ходом идут испытания на дальность стрельбы и убойную силу наших конструкций. Так что ждите новые видео отчеты испытаний картофельных пушек от команды "Наука детям"...