Tun de cartofi ( ing. „tun de cartofi”, „tun spud”, „spudzooka” ) - pistol de încărcare prin bot , alimentat cu aer comprimat sau datorită energiei generate de aprinderea unui amestec de gaz combustibil și aer ( oxigen ) [ 1] [2] [3] [4] , pentru a da proiectilelor viteză mare [5] . Este destinat în principal filmărilor distractive cu felii de cartofi sau alte obiecte. La utilizare, trebuie avută grijă, deoarece un proiectil care lovește o persoană poate duce la răni care pun viața în pericol [6] .
Funcționarea pistoalelor cu cartofi se bazează pe aceleași principii ca și armele de foc , dar cu o presiune de funcționare mai mică. Conform metodei de punere în mișcare a proiectilului, toate produsele pot fi împărțite în patru tipuri:
Pistoale de cartofi cu aprindere a amestecului combustibil-aer sunt cele mai puțin complexe modele. Sunt formate din patru componente:
Pentru a trage o împușcătură, operatorul împinge un proiectil (de exemplu, un cartof) în țeavă cu o tijă, injectează combustibil în camera de ardere (de obicei aerosoli (cel mai adesea se folosește un agent de curățare cu spumă) sau propan ) și activează sistemul de aprindere. , care este cel mai adesea folosit ca element piezoelectric al unei brichete cu gaz sau ca o brichetă piezoelectrică pentru aragaz. Ca urmare a aprinderii amestecului aer-combustibil, se formează gaze fierbinți de combustie, care, extinzându-se, împing proiectilul în afara țevii. Raza de tragere variază foarte mult și depinde de mulți factori (tipul de combustibil, raportul aer/combustibil, volumul camerei de ardere etc.) și, de regulă, nu depășește o distanță de 100 până la 200 de metri, deși sunt cunoscute fapte de tragere. la o distanţă de până la 500 de metri [7 ] .
Sistemele avansate pot include dispozitive de măsurare a propanului pentru un raport mai precis al gazelor din amestecul combustibil-aer, ventilatoare în camera de ardere pentru a amesteca eficient combustibilul cu aerul și pentru a accelera eliminarea gazelor de eșapament din camera de ardere după ardere, mai multe spații de scânteie. pentru a reduce timpul de ardere și sursele de aprindere de înaltă tensiune ( pistoale paralizante , blițurile camerei ).
Corpul (camera de ardere, țeava) unor astfel de tunuri este de obicei asamblat din părți din țevi de canalizare din plastic de diferite diametre (adaptor 110/50, revizuire diametru 110 mm, dop 110 mm, țeavă 50 mm în diametru, 2 metri lungime). Pentru rezistență, întreaga structură este întărită cu șuruburi autofiletante, etanșant etc.
Sistemele piroelectrice tind să fie mai puțin puternice decât omologii lor pneumatice și hibride.
Pistoale cu aer comprimat sunt puțin mai complicate din cauza necesității de a realiza un sistem complet etanș . Arma în sine constă din următoarele componente:
Într-un pistol cu aer comprimat, aerul este furnizat unui rezervor de aer. După ce presiunea necesară este atinsă în cameră, supapa de limitare a presiunii se deschide și aerul comprimat împinge proiectilul din țeavă.
Se folosește o supapă de admisie de un tip disponibil, cum ar fi o supapă Schrader sau Presta (utilizată de obicei la anvelopele de mașini sau de biciclete ) sau un alt tip care vă permite să conectați și să deconectați rapid un rezervor de aer de la o sursă de aer comprimat.
Supapa de limitare a presiunii este adesea unul dintre diferitele tipuri disponibile comercial, cum ar fi o supapă cu bilă , o supapă de pulverizare a sistemului de irigare .
Pistoalele pneumatice pentru cartofi sunt de obicei mai puternice decât cele piroelectrice. Un sistem piroelectric tipic creează o presiune medie în camera de ardere de aproximativ 210 kPa, 500-700 kPa de vârf, în timp ce un pistol cu aer poate funcționa la presiuni de aproximativ 700 kPa. Recent, au fost folosite din ce în ce mai mult presiuni și mai mari, uneori până la 3,4 MPa și mai mari.
Raza de tragere a unui pistol cu aer comprimat este mai variabilă decât a unui pistol piroelectric datorită capacității crescute de a schimba componente. Intervalul mediu este mai mare datorită puterii mai mari. Raza maximă de tragere a unor probe ajunge la mai mult de 1000 de metri [8] .
Pistolul cu gheață carbonică folosește sublimarea fracției solide de dioxid de carbon pentru a produce presiunea gazului pentru a propulsa proiectilul.
Cea mai simplă modalitate de a trage este să încărcați gheață uscată în butoi, bine închisă de culpă și să plasați un proiectil închis ermetic de la botul țevii. Când presiunea dioxidului de carbon sublimat din gheață carbonică atinge un anumit nivel, proiectilul va fi suflat din butoi. Presiunea în astfel de dispozitive nu este foarte mare, deoarece pentru o lovitură este suficient ca un gaz comprimat să depășească forța de frecare statică a proiectilului în țeavă [9] .
Sistemele moderne folosesc o metodă de lansare explozivă: o cantitate mică de gheață carbonică este adăugată într-o sticlă de apă de plastic, închisă rapid și coborâtă într-un butoi închis la un capăt. Apoi proiectilul este introdus. Apa accelerează sublimarea gheții carbonizate, iar presiunea gazului rupe în cele din urmă sticla și lansează proiectilul. Presiunea de spargere a unei sticle standard de plastic este de 1,4 - 2,1 MPa în aer liber, dar după ce este închisă într-o țeavă poate fi mai mare [9] .
Datorită particularităților designului, trebuie respectate măsuri suplimentare de siguranță:
O altă modalitate de a folosi gheața carbonică în tunurile de cartofi este utilizarea sublimării pentru a presuriza până la o supapă de evacuare plasată între butoi și rezervorul de gheață carbonică. Presiunea din spatele supapei poate ajunge la peste 5,5 MPa. Tragerea se face prin deschiderea supapei. Deși această metodă este mai ușor de gestionat și mai sigură decât utilizarea unei sticle de plastic care explodează sau a unui disc de spargere (cu condiția să se utilizeze conducte adecvate și alte materiale), este limitată de supapele de aerisire cu orificiu mic, cum ar fi supapele cu bilă . În plus, timpul de deschidere a acestora este mult mai lung decât timpul de explozie a sticlei, prin urmare, proiectilul va fi afectat de un flux de gaz de mai puțină intensitate. Cu toate acestea, acest lucru este compensat de faptul că acest design poate funcționa la mai mult decât dublul presiunii de explozie a unei sticle tipice de gheață carbonică [9] .
Principalele componente ale sistemelor hibride sunt:
Sistemul hibrid combină principiile de funcționare ale sistemelor piroelectrice și pneumatice. Utilizează energia de aprindere a unui amestec combustibil-aer precomprimat, ceea ce vă permite să obțineți mai multă putere de tragere cu același volum al camerei de ardere.
Pentru a trage o împușcătură, operatorul instalează mai întâi o membrană destructibilă între butoi și camera de ardere, apoi pompează cantitatea necesară de combustibil și aer. Când amestecul combustibil-aer este aprins, presiunea crește, membrana se prăbușește și proiectilul este împins în afara țevii. Sistemele hibride sunt capabile să tragă focuri mai puternice decât sistemele piroelectrice sau pneumatice deoarece presiunea generată în momentul tragerii este mai mare decât într-un sistem piroelectric (pentru majoritatea combustibililor), iar unda de șoc se deplasează mai repede decât într-un sistem pneumatic datorită temperatură mai mare. Proiectilele trase din tunul hibrid sunt capabile să spargă bariera sunetului [10] .
Pistolele hibride care utilizează un amestec combustibil-aer la presiunea atmosferică de două ori sunt numite „folosind un amestec de două ori”. Pot fi folosite amestecuri cu presiune mai mare și vor produce fotografii mai puternice. Pentru o utilizare eficientă, cantitatea de aer și gaz combustibil trebuie măsurată cu precizie, astfel încât trebuie utilizate manometre pentru aer și combustibil.
Este rar ca un tun de cartofi să aibă suficientă energie pentru ca un proiectil să depășească viteza sunetului , deși au fost înregistrate câteva astfel de cazuri. De obicei, se folosesc modele hibride. Cu toate acestea, unele versiuni ale pistolului cu aer comprimat au reușit să realizeze acest lucru fie prin utilizarea gazelor cu densitate scăzută ( heliu [11] [12] ), fie prin combinarea presiunii ridicate cu o supapă rapidă [13] .
Capacitatea proiectilului de a depăși bariera acustică se datorează vitezei moleculelor de gaz care împing proiectilul din țeavă. Dacă proiectilul din țeava se mișcă la sau aproape de viteza sunetului, atunci moleculele de gaz pur și simplu nu se pot mișca cu aceeași viteză pentru a asigura o accelerație adecvată. Problema este rezolvată prin creșterea vitezei moleculelor în următoarele moduri:
Cea mai mare viteză înregistrată este de 933,3 m/s (aproximativ 2,7 M ) la tragerea cu gloanțe de plastic de 20 mm (greutate 16,6 g) dintr-un tun hibrid folosind un amestec de aer și propan precomprimat la 20 MPa [14] .
Deși tunurile de cartofi sunt create în primul rând ca mijloc de divertisment, există dispozitive care funcționează pe principii similare în multe alte domenii.
În timpul protestelor de masă din Ucraina , opoziția a făcut un tun cu cartofi pentru a apăra clădirea administrației orașului Kiev pe care a confiscat-o [16] . Cartofii, în acest caz, au fost folosiți doar ca vad , iar pietrele învelite în ziar au fost folosite ca proiectile.