«Наши руки не для скуки» – пожалуй, подходящий лозунг для людей, занимающихся конструированием необычных механизмов под названием «картофельная пушка». Что интересно, эти люди не одиночки – в мире существуют целые ассоциации энтузиастов, которые когда-то не наигрались в войнушку и до сих пор сохранили детское желание чем-нибудь бабахнуть, желательно погромче. И картофельная артиллерия предоставляет им такую возможность.
Картофельная пушка – самодельное оружие, которое приводится в действие с помощью сжатого воздуха или энергии, возникающей при воспламенении смеси горючего газа и кислорода. Изобретение межнациональное: potato cannon, spud cannon, spudzooka, cañón de papa, canon à pommes de terre… Особенно впечатляюще звучит на немецком: das Kartoffelkanone. Я-я, натюрлих.
РАЗВЛЕЧЕНИЕ ЗАРОДИЛОСЬ в США сразу после Второй мировой. Первоначально это была детская игрушка spud gun – пластмассовый пневматический пистолет, стрелявший цилиндриками из картофеля. Цилиндрик выдавливали из клубня стволом пистолета, поэтому он идеально подходил к внутреннему диаметру ствола, обеспечивая отличное прилегание без щелей (в оружейном деле это называется «обтюрация»). Такая герметичность позволяла создать довольно высокое давление воздуха при нажатии курка, и цилиндрик летел далеко.
Но это все забава для детей. Во взрослую жизнь принцип этой игрушки шагнул тогда, когда в мире широко распространились пластмассовые водопроводные трубы и баллончики с газом. Почему именно они? Картофельная пушка – прежде всего развлекательное устройство, и цена его должна быть как можно ниже. Мало кто готов выложить серьезные деньги за специфическое удовольствие. А благодаря недорогим деталям такое увлечение стало развиваться. Стоимость простой пушки не превышает $30.
Картофельная пушка с топливовоздушной смесью
КОНСТРУКЦИЯ картофельной пушки, в общем-то, примитивна и почти не отличается от старинных орудий, гремевших на полях сражений в Средние века. Водопроводная труба с одной стороны заглушена (казенник, или камера сгорания), с другой – открыта (ствол). Только в качестве метательного состава берется не порох, а менее могучие вещества, позволяющие изготавливать ствол не из металла, а из пластика.
Чаще всего используются пушки с воспламеняемой топливовоздушной смесью; второй тип стреляет за счет энергии сжатого газа (обычно воздуха); третий – за счет взрыва «бомбы» из сухого льда; а самые редкие экземпляры – гибридного, или комбинированного типа – используют энергию сжатой топливовоздушной смеси.
Ее конструкция уже давно устоялась и, можно сказать, стала классикой. Это самый бюджетный из всех картофелеметов. Ствол и камера сгорания сделаны из пластмассовых водопроводных и канализационных труб, система воспламенения – из пьезозажигалки (автомобильных катушек зажигания, электрошокеров), а в качестве горючей смеси идет всякая всячина: газ из баллончиков, дезодоранты-аэрозоли и лаки для волос, средство для запуска двигателей в мороз, бензин.
К ТРУБЕ ДИАМЕТРОМ чуть меньше средней картофелины присоединяется труба большего диаметра, именуемая камерой сгорания. Со стороны дула вставляется картофелина пошире трубы. При вдавливании этот снаряд обдирается и оказывается плотно вставленным, а картофельный сок действует как смазка. В камеру сгорания с другой стороны впрыскивается горючая смесь. Камера быстро закручивается крышкой, на которой закреплен пьезоэлемент от газовой зажигалки с кнопкой снаружи. Дальше просто: нажимаешь на кнопку, газ воспламеняется и расширяется, толкая картофелину, и картофелина вылетает.
ИЗ СПАРТАНСКОЙ ПРОСТОТЫ такой конструкции вытекает ее главный недостаток – ненадежность и капризность при стрельбе. К примеру, в идеале состав топливной смеси должен строго соответствовать правилам стехиометрии – науки расчета количественных соотношений между массами (объемами для газов) веществ в смеси. На практике же этим никто не заморачивается, и газ в камеру брызгают на глазок, что дает нестабильный выстрел: то чересчур сильный, то вообще картофелина не вылетела из ствола. Также картину портит простая система поджога из газовой зажигалки: искра пьезоэлемента маломощна и поджигает смесь через раз, а бывает, и через десять. Поэтому многие люди, намучившись с пьезоэлементами, переходят на электрошокеры, дающие мощный непрерывный разряд.
ТИПОРАЗМЕРОВ ПУШЕК на топливовоздушной смеси множество – от маленьких, из которых можно палить дома, до здоровенных, при выстреле из которых закладывает уши. Но существует предел по мощности, обусловленный тем, что энергия сгорания смеси не превышает определенного значения. И энтузиасты для увеличения мощности выстрела стали делать пневматические картофельные пушки.
Пневматические картофельные пушки
Они практически идентичны пушкам на газовоздушной смеси, но есть отличия из-за необходимости делать полностью герметичную систему, что усложняет и удорожает конструкцию. К стволу и казеннику добавляются заправочный клапан, воздушный резервуар, клапан сброса давления и вся обвязка. Воздух подается в резервуар, и когда в камере достигается необходимое давление, открывается клапан сброса давления и сжатый воздух выталкивает снаряд из ствола.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ картофельные пушки обычно более мощные, чем на топливно-воздушной смеси. Типичная пироэлектрическая система создает в камере сгорания среднее давление около 210 кПа, в пике 500–700 кПа, в то время как пневматическая пушка может работать при давлении выше 700 кПа. В последнее время стали использовать еще более высокое давление – до 3,4 МПа и выше. Диапазон стрельбы пневмопушек шире, чем у аналогов на топливно-воздушной смеси. Максимальная дальность выстрела отдельных образцов превышает километр.
Картофельная пушка с сухим льдом
В такой пушке применяется возгонка сухого льда (твердой фракции диоксида углерода) водой для получения давления газа, толкающего картофелину. Сейчас для стрельбы используется взрывной метод. В пластиковую бутылку с водой добавляют немного сухого льда, быстро закрывают и опускают в ствол, закрытый с одного конца. Затем вставляется заряд. Вода ускоряет сублимацию сухого льда, давление газа очень быстро растет и в итоге разрывает бутылку. Давление разрыва стандартной пластиковой бутылки составляет 1,4–2,1 МПа на открытом воздухе (сравните с 700 кПа на топливно-воздушной смеси), но после заключения в трубу может быть выше, и БУМММ получается просто замечательный.
НЕТ ПРЕДЕЛА СОВЕРШЕНСТВУ, и некоторые совсем оглохшие, но счастливые энтузиасты хотят еще большего экстрима. У них олимпийский лозунг: Citius, Altius, Fortius! – и они берутся за изготовление пушек гибридного типа.
Гибридная картофельная пушка
Гибридная система объединяет в себе принципы работы топливовоздушных и пневматических систем. Здесь используется энергия воспламенения предварительно сжатой топливовоздушной смеси, что позволяет получить большую мощность выстрела при том же объеме камеры сгорания. Естественно, такая система сложнее и гораздо дороже.
Основные части гибрида:
– топливная система (пропан);
– заправочный воздушный клапан;
– один или несколько манометров;
– камера сгорания высокого давления;
– разрывной клапан (разрушаемая мембрана);
– система воспламенения топливовоздушной смеси.
CНАЧАЛА УСТАНАВЛИВАЮТ разрушаемую мембрану между стволом и камерой сгорания, затем закачивают необходимое количество топлива и воздуха. При поджигании топливовоздушной смеси давление растет, мембрана разрушается и снаряд вылетает из ствола. Гибридные системы могут стрелять мощнее, чем топливовоздушные или пневматические, поскольку возникающее в момент выстрела давление выше, чем в пироэлектрической системе (для большинства видов топлива), а ударная волна движется быстрее, чем в пневматической системе, из-за более высокой температуры. Снаряды, выпущенные из гибридной пушки, способны преодолеть звуковой барьер!
КАЛИБР ТАКИХ ПУШЕК существенно больше, и палят из них уже не картофелинами, а… тыквами. Дальность стрельбы внушает уважение. На чемпионате мира Punkin Chunkin в 2013 году установили рекорд, не побитый до сих пор: пушка Adult Air забросила тыкву на расстояние 1431 м, то есть почти полтора километра. Конструкции таких орудий монструозны и очень смахивают на германскую пушку Колоссаль, которая обстреливала Париж в Первую мировую войну.
КАРТОФЕЛЬНАЯ ПУШКА, при всей своей внешней нелепости, – все-таки довольно опасная штука. Случаются и травмы: к примеру, германские СМИ недавно писали, что в Баварии 55-летняя женщина, выгуливая собаку на опушке леса, получила серьезные повреждения – картофелина попала ей в бедро. Неоднократно отмечалось, что страдают сами конструкторы: то половину уха кому-нибудь оторвет, то обожжет при слишком большом заряде газа. Да, случаи единичные, но они есть. Поэтому у правоохранительных органов складывается определенное отношение к такому занятию: в Тюрингии картофельные пушки запретили, а еще в 15 землях Германии над этим работает прокуратура.
ЧТО ТУТ СКАЗАТЬ? Жалко будет, если везде запретят. Подобные развлечения – отличная возможность реализовать свой потенциал конструктора, развить не только умственные способности, но и навыки работы с инструментом. Ведь каждому человеку, строящему картофельную пушку, приходится импровизировать, экспериментировать с горючим и материалами, и процесс этот постоянен! Будем надеяться, что запрет не последует, ведь, как пел Высоцкий, «так лучше, чем от водки и от простуд». Это в самом деле лучше.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
