Вакуумная пушка своими руками

Вакуумное оружие — модель вакуумной пушки

Здесь я опишу вакуумное оружие, которое может разогнать шары для пинг-понга до скорости, достаточной, чтобы пройти через фанеру и алюминиевую банку. Этот «вакуумная пушка» была продемонстрирована в колледже в классе физики, так как она включает в себя множество основных понятий физики, как законы Ньютона, давление воздуха, и динамика частиц.

В Интернете достаточно много этих демонстраций из класса колледжа, но детали конструкции описываются немного отрывочно. Некоторые источники утверждают, что мяч для пинг-понга достигает скорости свыше скорости звука (340 м/сек, или 760 миль/ч), но другие, выполняя математический анализ, доказывают, что предельная скорость около 280 м/с (625 миль/ч). Я сделал баллистический маятник и провел много тестов измерения скорости, и моя средняя скорость составила 378 м/с (845 миль/ч). Так что я собираюсь утверждать, что достиг сверхзвуковой скорости, но признаю — есть некоторое противоречие.

Такое вот предупреждение: На такой скорости даже мяч пинг-понга очень опасен. Речь идет о снаряде, летящем так быстро, как пуля винтовки. Если вы решили построить это вакуумное оружие, вы должны относиться к нему с уважением и применять соответствующие меры безопасности.

К ним относятся:
Установите устройство так, чтобы никто не мог оказаться впереди или позади пушки.
Надевайте защитные очки и берегите глаза.
Не ставьте никакую часть вашего тела перед или позади пушки.

ОЧЕНЬ ВАЖНО: пушка может и будет стрелять в неожиданное время, особенно во время экспериментов в самом начале.

Шаг 1: Как это работает

Основа «пушки» 1 1/2″ ПВХ труба 6 футов длиной. Мяч пинг-понга находится на ближнем конце, и оба конца уплотнены тонкой пластиковой или алюминиевой фольгой. Затем воздух откачивается из трубы с помощью вакуумного насоса. Когда печать на ближнем конце разрывается, воздух при атмосферном давлении устремляется в трубу и выталкивает шар через уплотнение в дальнем конце.

Ключевым понятием является то, что мяч проходит через вакуум в трубе, поэтому нет сопротивления воздуха. При полном атмосферном давлении на одной стороне шара и без сопротивления с другой стороны, мяч получает ускорение около 5000 g.

На фото показано как выглядит установка.

Шаг 2: Части и инструменты

Единственный большой проблемой установки является вакуумный насос. Тот, который я купил, стоил около $100. Чем выше вакуум, тем лучше результаты. В идеале желательно применить двухступенчатый насос. Многие вакуумные насосы доступны на EBay, они обычно используются в холодильной отрасли.

А также:
Защитные очки,
Средства защиты органов слуха,
Шесть футов длиной 1 1/2″ трубы ПВХ, внутренним диаметром 40мм (важно).
Муфта соединительная для 1 1/2″ трубы ПВХ.
Тонкие пластинки пластика и алюминиевой фольги.
Вакуумные трубки и фитинги, я использовал 1/4″ размера.
Манометр низкого давления (опция).
Пинг-понг шары, много. Будьте уверены, что они стандартного размера — 40мм (1.57″). Если шары будут диаметром 38мм, они не будут работать так же хорошо.
Основные инструменты из магазина, ничего особенного.

Шаг 3: Сделайте держатели для уплотнений

Эта часть является наиболее сложной — уплотнения должны быть совершенно герметичными, но при надрезании разрыва быстро разрушаться. Они должны быть легко восстанавливаемы.

Есть несколько методов, как сделать заглушку, я перечислю то, что лучше всего работало у меня.

Лучше всего, чтобы бутерброд фольги был зажат между двумя квадратами 1/4″ фанеры или МДФ. Я вырезал 2″ дыру в центре квадратов. Показаны зажимы вместе с канцелярскими зажимами-клипсами. Я использую это уплотнение на ближнем конце.
На дальнем конце я обернул фольгой 1 1/2″ трубу, а затем плотно надел поверх фольги соединительную 1 1/2″ ПВХ муфту. Морщины на фольге в этом случае являются плохим качеством, они могут вызвать небольшие утечки вакуума или преждевременный разрыв. Когда вакуумный насос является активным и уплотнения на месте, ожидайте преждевременные разрывы в любое время, на любом конце!

Сначала я использовал пластмассовую пленку, доступную в магазинах тканей, для дальнего торцевого уплотнения, а теперь использую алюминиевую фольгу для уплотнения как показано ниже. Вы можете использовать пластиковую пленку, как на фото, но я обнаружил, что лучше всего работает фольга алюминия и позволяет получить самую высокую скорость.
Плоский квадрат уплотнения работает лучше всего. С вакуумным насосом всё просто — просто удерживайте уплотнение на конце трубы, и вакуум сделает все остальное.

Шаг 4: Подготовка пушки

Установка шланга вблизи одного конца трубы (на ближнем конце). Я использовал 1/8″ NPT х 1/4″ штуцер для шланга и латунный фитинг. Соединение должно быть герметичным.
Концы трубы должны быть ровными и гладкими.

В зависимости от типа насоса может потребоваться установка обратного клапана между насосом и трубой. Мой насос пришел с запорным клапаном.

Шаг 5: Стрельба из пушки

1. Поместите мяч для пинг-понга в «ближнем» конце трубы, сразу за уплотнением.
2. Поместите уплотнение на «дальнем» конце (см. фото в шаге 3).
3. Установите цели, алюминиевые банки, например.
4. Наденьте защитные очки и средства защиты органов слуха.
5. Включите вакуумный насос.
6. Держите прямоугольник с уплотнением около открытого конца трубы. Вакуумом уплотнение будет притянуто и его будет уже не оторвать. Два фото показывают два типа уплотнения на «ближнем конце», удерживаемые вакуумом. Я теперь здесь использую алюминиевую фольгу.
7. Подождите, пока максимальный вакуум не будет достигнут, затем сделайте прокол в ближайшем торцевом уплотнении. Раздастся громкий хлопок.

Основная фотография показывает результат стрельбы, когда мяч легко прошел через алюминиевую банку. При максимальном вакууме почти 30″ ртутного столба, мяч будет так же легко проходить через две банки. Другие фотографии показывают ближайшее уплотнение при полном вакууме.

Помните — эти уплотнения могут разорваться совершенно неожиданно на этом этапе.

Шаг 6: Тестирование скорости

Так как я ранее сделал заявления о достижении шарами для пинг-понга сверхзвуковой скорости, мне нужно описать, как эти скорости были измерены.

Я сделал «баллистический маятник»; устройство, которое когда-то использовали для измерения начальной скорости пули винтовки, но сейчас в основном используется в физике в старших классах для демонстрации принципов сохранения импульса и энергии. Снаряд ударяет в блок, и удерживается внутри блока. Блок + снаряд поворачиваются из-за импульса снаряда. Вертикальный набор высоты блока измеряется, и при умножении на массу блока + снаряда, представляет потенциальное увеличение энергии. С помощью следующего уравнения вычисляется скорость снаряда:

Скорость = (m + M) / м (√ 2gh)

Где:
m = масса снаряда, в килограммах (масса пинг-понг мяча = 2,4 г = 0,0024 кг),
M + m = масса снаряда, в килограммах (1,32 кг),
g = ускорение свободного падения, 9.81,
h = увеличение вертикальной высоты, метров, высота за вычетом подъёма от тестов с воздухом. (2,5 см = 0,025 м).

В скобках приведены средние значения из моих тестов.

«Баллистический маятник представляет собой устройство для измерения импульса [снаряда], из которого можно вычислить скорость и кинетическую энергию. Баллистические маятники в значительной степени устарели в современном мире измерительной техники, где сейчас применяются хронографы, которые позволяют проводить прямое измерение скорости снаряда. Хотя баллистический маятник считается устаревшим, он использовался в течение значительного периода времени и привёл к большим достижениям в науке баллистике. Баллистический маятник рассматривается сегодня в физике старших классов, благодаря своей простоте и полезности в демонстрации свойств импульса и энергии». (Из Википедии).

Фотографии ниже показывают баллистический маятник, который я сделал.
Линии на панели на заднем плане для измерения высоты, в сантиметрах.
Лазерный указатель показывает высоту положения блока. На фотографиях, первый показывает высоту перед выстрелом, вторая показывает максимальную высоту сразу после выстрела. Видеокамера записывает действия.
Последняя фотография показывает, как мяч для пинг-понга поймали в блоке.

В дополнение к импульсу от мяча, есть импульс, передаваемый блоку от воздуха, выходящего из пушки. Я сделал несколько экспериментальных прогонов с использованием только воздуха и вычитал эту среднюю высоту (0,03 см) в тестах с шарами пинг-понга.

Источник

Воздушная винтовка своими руками или как получить ремня за велосипедный насос.

Мы уже с вами разговаривали о вещах, которые мы любили взрывать. Предлагаю вам вспомнить то, из чего мы любили стрелять в нашем веселом детстве! Поехали!!

Ну и начать предлагаю непосредственно с оружия, озаглавливающего нашу тему — «воздушка из насоса». Все мы ходили в тир и стреляли из воздушек по мишеням. Иметь такую дома было непозволительной роскошью. И вот подобную, правда стреляющую картошкой, забитой с силой в дуло, можно было увидеть во времена нашего детства в СССР.

Увидев однажды, как ребята стреляют из подобного ружья, естественно, мне захотелось такую же. Выяснив, что изготавливается она из куска шалевки (основная часть — приклад, цевье и рукоять) и насоса, да плюс пару резинок и проволока — показалось сперва, что нет ничего проще ее собрать.

Ну а на самом деле — разобрать насос, спилить основание, что бы из основной части получилась трубка. В одну сторону запаять мелкую трубку из поршневой части — вот тут то и возникли основные трудности: сделать нужно это вакуумно — любой пропуск воздуха уничтожает всю затею на корню. Вместо поршню выстругать деревянный «толкачь», так как основной пошел на дуло. Ну и приладить все это дело на деревянную основу, натянуть резинку и сделать с помощью гвоздя и проволоки спусковой крючок.

В видео ниже можно более подробно посмотреть технику сбора данного оружия.

Конечно же в то время: то ли в силу моего небольшого возраста, то ли кровости рук у меня ничего не получилось. А вот большую взбучку от испорченных двух насосов мне от деда пришлось получить!

Но были «стрелялки», которые мы собирали по 5 штук на день. Иногда правда было опять же туговато с «материалом» для производства. Представляю вам «Стрелялку рябиной» !

Делалась данная «хлопалка» из лампочного патрона и напальчника. Иногда можно было встретить такие, как на фото — вместо напальчника использовали шарик шарик, все по той же причине — из дома уже все напальчники были вынесены, а новые в аптеке не продавали: завидев толпу ребят, которым по зарез надо было 20 штук напальчников, аптекарши уже знали, на что пойдет из продажа. Ну и естественно не продавали.

Но из напальчников были самые точные и мощные — не болталось лишней резины и ничего не мешалось. Ах — как же красиво красовались «попадания» с такой стрелялки на белых футболках, особенно из рябины-черноплодки. Да била, как больно!

P.S. Самое примечательное, что данное «оружие» дожило и до наших дней. Правда вместо патрона используют незаменимую пластиковую бутылку.

Ну тут все просто в конструировании. Но опять же — основную составляющую — жгут, не всегда было легко достать.

Были еще разные виды жгута. Особенно ценился зеленый и желтый — самый прочный и эластичный. Самый же плохой — серый. Очень часто рвался. «Шкурат » очень хорошо вырезался из «языков» старых ботинок. Ну и изолента для обмотки.

Так же были рогатки в проволочном исполнении. И если из обычных стреляли камешками, то из проволочных стреляли кусочками согнутой проволоки либо бумаги.

Источник

Изобретатель-любитель создал вакуумную пушку (видео)

Диаметр ствола орудия — около десяти сантиметров, а его мощности хватает, чтобы уничтожить арбуз.

Американский изобретатель-любитель, ведущий свой канал на Youtube под ником NightHawkInLight и специализирующийся на создании необычных видов оружия, создал вакуумную пушку большого калибра. Диаметр ствола орудия, стреляющего пластиковыми чашками, — около десяти сантиметров. Это оружие способно наносить серьёзные повреждения, правда, только на небольшом расстоянии из-за несовершенства баллистических качеств снаряда.

Основой подобного оружия является обычная труба из поливинилхлорида (ПВХ). На её ближнем к оператору конце находится «снаряд». Оба конца трубы уплотняют фольгой или тонким пластиком. Затем из трубы при помощи вакуумного насоса выкачивается воздух. Оператор разрывает фольгу на своей стороне трубы, и атмосферное давление загоняет воздух внутрь неё, разгоняя «снаряд» и заставляя его пробить фольгу на дальнем конце.

Американский изобретатель создал в гараже вакуумную пушку, стреляющую пластиковыми кружками, способными разбить арбуз

Снаряд проходит трубу, не встречая сопротивления, и разгоняется поступающим воздухом до очень большой скорости. Как именно работает устройство, можно увидеть из представленного видеоролика. Смотрится это впечатляюще, учитывая, что основную работу делает атмосферное давление.

Ролики изобретателей-любителей очень популярны по всему миру. В погоне за просмотрами они стараются изобрести самые, казалось бы, невозможные вещи. Например, группа энтузиастов Kreosan из Луганска создала велосипед с реактивным двигателем. Сам реактивный двигатель, сконструированный изобретателями-любителями, представляет собой простой металлический баллон, заполненный селитрой.

Источник