Bramborové dělo ( angl. "potato cannon", "spud cannon", "spudzooka" ) - úsťová nabíjecí pistole , poháněná stlačeným vzduchem nebo v důsledku energie vzniklé zapálením směsi hořlavého plynu a vzduchu ( kyslíku ) [ 1] [2] [3] [4] , aby střely měly vysokou rychlost [5] . Je určen především pro zábavnou střelbu s bramborovými plátky nebo jinými předměty. Při použití je třeba dávat pozor, protože střela zasáhne osobu může vést k život ohrožujícím zraněním [6] .
Ovládání bramborových zbraní je založeno na stejných principech jako střelné zbraně , ale s menším provozním tlakem. Podle způsobu uvedení střely do pohybu lze všechny produkty rozdělit do čtyř typů:
Bramborové pistole se zapalováním směsi paliva a vzduchu jsou nejméně složité konstrukce. Skládají se ze čtyř složek:
K výstřelu obsluha zatlačí nabijákem do hlavně projektil (například brambor), vstříkne palivo do spalovací komory (obvykle aerosoly (nejčastěji se používá pěnový čistič) nebo propan ) a aktivuje zapalovací systém. , který se nejčastěji používá jako piezoelektrický prvek plynového zapalovače nebo piezozapalovače pro plynový sporák. V důsledku zapálení směsi vzduch-palivo se tvoří horké spaliny, které při expanzi vytlačují střelu z hlavně. Dostřel střelby se velmi liší a závisí na mnoha faktorech (druh paliva, poměr vzduch/palivo, objem spalovací komory atd.) a zpravidla nepřesahuje vzdálenost 100 až 200 metrů, i když jsou známá fakta o střelbě na vzdálenost až 500 metrů [7] .
Pokročilé systémy mohou zahrnovat zařízení pro měření propanu pro přesnější poměr plynů ve směsi paliva a vzduchu, ventilátory ve spalovací komoře pro účinné míchání paliva se vzduchem a urychlení odvodu výfukových plynů ze spalovací komory po zapálení, několik jiskřišť pro zkrácení doby hoření a vysokonapěťové zdroje zapálení ( paralyzéry , blesky fotoaparátů ).
Tělo (spalovací komora, hlaveň) těchto zbraní je obvykle sestaveno z dílů plastových kanalizačních trubek různých průměrů (adaptér 110/50, průměr revize 110 mm, zátka 110 mm, trubka průměr 50 mm, délka 2 metry). Pro pevnost je celá konstrukce vyztužena samořeznými šrouby, tmelem atd.
Pyroelektrické systémy bývají méně výkonné než jejich pneumatické a hybridní protějšky.
Vzduchovky jsou trochu složitější kvůli nutnosti vyrobit kompletně utěsněný systém. Samotná zbraň se skládá z následujících součástí:
Ve vzduchové pistoli je vzduch přiváděn do vzduchojemu. Po dosažení požadovaného tlaku v komoře se otevře přetlakový ventil a stlačený vzduch vytlačí střelu z hlavně.
Používá se sací ventil dostupného typu, jako je ventil Schrader nebo Presta (obvykle používaný v pneumatikách automobilů nebo jízdních kol ), nebo jiný typ, který umožňuje rychlé připojení a odpojení vzduchového zásobníku od zdroje stlačeného vzduchu.
Přetlakový ventil je často jedním z různých komerčně dostupných typů, jako je kulový ventil , ventil postřikovače zavlažovacího systému .
Pneumatické pistole na brambory jsou obvykle výkonnější než pyroelektrické. Typický pyroelektrický systém vytváří průměrný tlak ve spalovací komoře asi 210 kPa, vrchol 500-700 kPa, zatímco vzduchová pistole může pracovat při tlacích v oblasti 700 kPa. V poslední době se stále častěji používají ještě vyšší tlaky, někdy až 3,4 MPa a vyšší.
Dosah střelby vzduchové zbraně je variabilnější než pyroelektrické zbraně díky zvýšené schopnosti výměny součástí. Průměrný dosah je vyšší díky většímu výkonu. Maximální dostřel některých vzorků dosahuje více než 1000 metrů [8] .
Pistole na suchý led využívá sublimaci pevné frakce oxidu uhličitého k vytvoření tlaku plynu k pohonu projektilu.
Nejjednodušší způsob střelby je naložit suchý led do hlavně těsně uzavřené od závěru a umístit hermeticky uzavřený projektil z ústí hlavně. Když tlak oxidu uhličitého sublimovaného ze suchého ledu dosáhne určité úrovně, projektil bude vyražen z hlavně. Tlak v takových zařízeních není příliš vysoký, protože pro výstřel stačí, aby stlačený plyn překonal statickou třecí sílu střely v hlavni [9] .
Moderní systémy používají metodu explozivního spouštění: do plastové láhve s vodou se přidá malé množství suchého ledu, rychle se uzavře a spustí se do sudu uzavřeného na jednom konci. Poté se vloží projektil. Voda urychluje sublimaci suchého ledu a tlak plynu nakonec roztrhne láhev a vystřelí projektil. Trhací tlak standardní plastové lahve je na volném vzduchu 1,4 - 2,1 MPa, po uzavření do potrubí však může být vyšší [9] .
Vzhledem ke zvláštnostem konstrukce je třeba dodržovat další bezpečnostní opatření:
Dalším způsobem použití suchého ledu v bramborových dělech je použití sublimace k natlakování až k výfukovému ventilu umístěnému mezi barelem a zásobníkem suchého ledu. Tlak za ventilem může dosáhnout přes 5,5 MPa. Výstřel se provádí otevřením ventilu. I když je tato metoda ovladatelnější a bezpečnější než použití explodující plastové láhve nebo trhacího kotouče (za předpokladu použití správného potrubí a jiných materiálů), je omezena odvzdušňovacími ventily s malým průměrem , jako jsou kulové ventily . Doba jejich otevření je navíc mnohem delší než doba exploze láhve, proto bude střela ovlivněna proudem plynu menší intenzity. To je však kompenzováno skutečností, že tato konstrukce může pracovat při více než dvojnásobném tlaku výbuchu typické láhve se suchým ledem [9] .
Hlavní součásti hybridních systémů jsou:
Hybridní systém kombinuje principy fungování pyroelektrických a pneumatických systémů. Využívá zapalovací energii předem stlačené směsi paliva a vzduchu, což umožňuje získat větší výkon střely při stejném objemu spalovací komory.
K výstřelu obsluha nejprve nainstaluje zničitelnou membránu mezi hlaveň a spalovací komoru, poté načerpá potřebné množství paliva a vzduchu. Při zapálení směsi paliva a vzduchu se vytvoří tlak, membrána se zhroutí a střela je vytlačena z hlavně. Hybridní systémy jsou schopny střílet silnější střely než pyroelektrické nebo pneumatické systémy, protože tlak generovaný v okamžiku výstřelu je vyšší než v pyroelektrickém systému (pro většinu paliv) a rázová vlna se šíří rychleji než v pneumatickém systému v důsledku vyšší teplota. Projektily vystřelené z hybridního děla jsou schopny prolomit zvukovou bariéru [10] .
Hybridní zbraně používající směs paliva a vzduchu při dvojnásobném atmosférickém tlaku se nazývají „použití směsi 2x“. Mohou být použity směsi s vyšším tlakem a budou produkovat silnější výstřely. Pro efektivní využití je nutné přesně měřit množství vzduchu a hořlavého plynu, proto je nutné používat tlakoměry vzduchu a paliva.
To je vzácné pro dělo brambory mít dost energie pro projektil překročit rychlost zvuku , ačkoli nemnoho takových případů bylo zaznamenané. Obvykle se používají hybridní konstrukce. Některé verze vzduchové pistole toho však dokázaly dosáhnout buď použitím plynů s nízkou hustotou ( helium [11] [12] ) nebo kombinací vysokého tlaku s rychloventilem [13] .
Schopnost střely překonat zvukovou bariéru je dána rychlostí molekul plynu vytlačujících střelu z hlavně. Pokud se projektil v hlavni pohybuje rychlostí zvuku nebo blízkou rychlosti zvuku, pak se molekuly plynu jednoduše nemohou pohybovat stejnou rychlostí, aby zajistily adekvátní zrychlení. Problém je vyřešen zvýšením rychlosti molekul následujícími způsoby:
Nejvyšší zaznamenaná rychlost je 933,3 m/s (přibližně 2,7 M ) při střelbě 20 mm plastovými kuličkami (hmotnost 16,6 g) z hybridní zbraně za použití směsi vzduchu a propanu předem stlačeného na 20 MPa [14] .
Přestože bramborová děla vznikají především jako prostředek zábavy, existují zařízení, která na podobných principech fungují i v mnoha dalších oblastech.
Během masových protestů na Ukrajině vyrobila opozice bramborové dělo na obranu budovy kyjevské městské správy, které se zmocnila [16] . Brambory byly v tomto případě použity pouze jako vatička a kameny zabalené v novinách byly použity jako projektily.