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DIYer:Flagella

制作时间:3天

制作难度:★★☆☆☆

GEEK指数:★★★☆☆

  这个制作分两部分,首先是制造一门能够将马铃薯加速到超音速的大炮,其次是为大炮配上炮架让它更像二战年间的榴弹炮。把土豆大炮做到这种地步之后威力强大,发射时如巨雷轰鸣,并且一不小心弹丸就会飞出视距之外。大炮的多数部件能在城市管网的供应店里找到,一些来自家的宝,剩下的一些可以在屋子周边找到。即使没有焊接经验也能顺利做出这门大炮,很多部件只需要拧在一起并用环氧胶密封就能工作。唯一的困难是需要修补不少漏气的地方,但这并不难做到。

  单位转换:1英寸=25.4毫米|

1 大炮原理

  关于原理部分,参考了一段来自网络的教学视频。

 

    通常所见的马铃薯枪通过混合气体在大气压下燃烧推进弹丸,威力比较小。大威力一些的通过压缩空气发射弹丸。而这里要制作的是两种方法的组合,混合两种高压气体并点燃,这意味着更多的燃料和氧化剂在燃烧室内部反应,比起其他两种马铃薯枪会产生高得多的压力。

    一门混合方法的土豆大炮有四个主要部件:-炮管-燃烧室-计量系统-点火系统操作过程:首先计量系统将燃料和空气混合物注入燃烧室。可燃混合物被连接到电击枪的火花塞产生火花点燃。燃烧的混合气体产生足够的压力打破隔板,通过炮管将弹丸抛射出去。设计要点:任何土豆大炮最重要的是燃烧室和炮管的容积比。实验表明容积比1.5:1时能量的利用率比较高。接下来需要考虑炮管长度。长的炮管能够增加弹丸加速时间,但也会增加燃烧室的体积,所以需要权衡出一个实用的炮管长度。选择管子时我用了尽可能大直径的管子,这样在加注燃料时不需要加压过高也能加入很多燃料。更多的点火器可以增加大炮的威力。同时爆发的压力波增加了气体的压强和速度。

    我现在用了两个火花塞,但是剩下的空间还够装两个以上。我的资料主要来源于下面的网站:

http://www.spudfiles.com/spud_wiki/index.php?title=Hybrid_launcher

http://www.burntlatke.com/http://www.spudtech.com/

2 制造炮管

    炮管用2.5英寸的的SCH40(壁厚12.7mm)钢管,63英寸长,内容积估计有300立方英寸。在炮管一端有着螺纹,能够连接到2.5英寸的接头管上(见图)。大多数螺纹都能用聚四氟乙烯生料带密封好,剩下的泄漏点可以用环氧树脂堵好。


3 制造燃烧室

    燃烧室分为5个部分一段34英寸长的4寸SCH40钢管,两头都有螺纹。一个4英寸管帽一个4英寸到2.5英寸的渐缩管一段2.5英寸的接头管一个连接器,这边只装上一半重要的是燃烧室要密封,并能够承受60psi到100psi的压力。注意:在混合气体燃烧时钢管要承受超过300psi的压力,所以这有些危险性,要留够余量。


4 计量系统

 

    计量系统的作用是以正确的比例将燃料和空气注入燃烧室。最简单的方法是计算管内的容积然后注入相应的气体。步骤12将解释如何操控计量系统。计量系统也许是大炮最复杂的部分,想让它工作顺利需要相当多的努力。

    在使用螺纹部件时,知道有哪些不同的螺纹是很重要的,这里同时使用了压缩螺纹(FIP)和标准管螺纹(MIP),所以有时需要转接。这是我个人的设计,能想到别的好方法的话也可以。

    零件清单如下:

4英寸到3/4英寸黄铜鞍管

3/4英寸90度弯管

3/4英寸到2英寸的渐缩管

3/4英寸球阀,2个

3/4英寸,24英寸长的两端螺纹管

3/4英寸黄铜接头

3/4英寸到1/2英寸转接管

1/2英寸黄铜接头

1/2英寸至1/4英寸转接管

1/4英寸黄铜接头,3个

1/4英寸黄铜三通,3个

1/4英寸压力表(标准管螺纹,MIP)

1/4英寸Schrader簧载式阀门(压缩螺纹,FIP)

1/4英寸FIP MIP转接头(连接Schrader阀到黄铜三通)

1/4英寸稳压器,带压力表

1/4英寸压缩连接器与MIP的转接头(将管道末端连接到聚乙烯软管)

1/4英寸聚乙烯管,长5英尺

1/4英寸压缩连接器(连接到火炬头末端)

    丙烷铅笔形火炬头稳压器不一定需要,因为火炬头已经提供了调节流量的功能。但是它很方便,并且可以提供更精确的测量结果。按照下面几张图片装配这些零件。

5 点火系统

    多点火器:在炮膛内制造一串火花最简单的方法是使用高压电源,比如电击枪。电击枪直接连接到两个火花塞,能够这么做的原因是火花塞自带高压绝缘。将火花塞拧紧到炮膛上钻出的两个洞里,然后用环氧胶粘好。用7/16英寸的钻头为火花塞钻孔,并用1/2英寸的螺纹丝锥攻丝。接下来把电击枪的一根线连接到一个火花塞的外引脚上,在炮膛内把两个火花塞相连,最后把第二个火花塞连接到电击枪的另一根引线上。按下电击枪的扳机时,应该同时打出两个巨大的电火花。

6 最后的工作

 

    所有的部件都有螺纹,所以可以拧在一起并用聚四氟乙烯生料带密封。当所有的部件组装完毕(除了端盖),你需要将计量系统通过黄铜鞍管连接到燃烧室。在安装鞍管的位置钻一个3/4英寸的洞,用环氧胶粘紧鞍管,并在周围涂上液态的硅胶密封。最好用一个木块支撑计量管路。像上面说的一样为火花塞钻孔并连线。所有炮膛内的东西安装完毕之后拧上端盖。大炮完工之后可以试着给系统加压并用肥皂水检漏。泄漏气体的地方会产生很多气泡。在燃烧室和炮膛之间需要隔板,最简单的方法是将一张锡纸折叠8~10层然后夹在连接器中间。

7 榴弹炮设计

    我希望设计的榴弹炮兼具实用性和风格性。说实话这么大号的炮也必须有个支撑架用来承受反作用力。炮架需要下面几个功能:-在开炮时支撑炮身。-能够将炮口抬高到指定的角度。-合适的运输手段。-避免开炮时后退过多距离。大部分材料从自家周边弄到所以几乎不用钱。


8 轮/轴和基座

    轮子:在我的院子里有两个旧轮胎,旧的手推车轮应该也可以。我在轮子的两边各装了一块木板并在中间钻孔。这样就能让一根1.5英寸的钢管从中间穿过。轴:一根1,5英寸粗的钢管,两端用紧固器固定。间隔:两个3英寸长的ABS管作为垫片隔开车轮和基座。基座:按照车轴和炮管设计了木制框架。这部分需要很坚固,因为它承受了很大的重量。基座的各面由2到8层木板拧为一体,制成了如图所示2英尺宽,2英尺高的基座。

9 下架

    下架能在炮架张开时保持平衡,并允许收起炮架后拖曳移动。它是用6.5英尺长的木板加上门板铰链制成的


10 上架

    这一部分直接支撑着炮管所以很重要。主要部分是两块用螺丝安装在一起形成V形的板材。在不同的部位插入不同大小的垫块用来成型,垫块要足够厚才能形成容纳炮管和燃烧室的空间。


11 完成制作

    首先将两个下架安装到基座上。然后给上架做一个支撑,将它架到穿过基座的钢管上。最后找两根长的绳索或者货物肩带从两边将上架捆紧在基座上,这提供了一些灵活性,可以拧紧一个的同时松开另一边加垫片来调整炮管的角度。在炮管上覆盖一些木料并用弹力绳扎紧固定,防止开炮的时候炮管飞离炮架。


12 开炮

    首先安放炮架并固定角度。然后将炮身安装在炮架上,确保安全。将锡纸制成的隔板装入钢连接件中间。充气倍率 燃气压力 (PSI) 空气压力 (PSI)x1 30 15x2 60 or 2 charges of 30 30x3 90, or 2 charges of 45 45x4 2 charges of 60 60当想要开火的时候,首先打开丙烷气阀,直到燃烧室内的压力达到供气管压。改用空气压缩机注入一定量的空气。

具体的混合比计算方法可以参看这里:http://www.spudfiles.com/spud_wiki/index.php?title=Stoichiometric

然后站远一点,打开电击枪,按下按钮,听响吧!其实,可以用发胶代替丙烷!

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channelId 1 1 土豆炮 1 大家期待的土豆炮教程来了。话不多说,诸位赶紧看吧。