News | FAQ | Theory | Design | Links

Design - будущее пневмопушек

Каково же дальнейшее развитие ручных самодельных пневмопушек?

Повышение давления путем использования в качестве рабочего тела СО2, повышение эксплуатационных характеристик и улучшение дизайна - все это, в сущности, лишь количественные улучшения базовой конструкции, количественно увеличивающие его ТТХ. Но только ли в этом направление стоит работать или есть некие другие, более обширные и перспективные области?

В качестве дальнейшего развития пневмопушек перспективны два различных направления - создание пневмопушек большого калибра для метания, например, стеклянных и пластиковых бутылок на большие расстояния.

С другой стороны, не менее перспективным направлением является создание скорострельных, многозарядных магазинных, автоматических и полуавтоматических пневмопушек.

Об этих двух направлениях и поговорим.

Крупнокалиберные пушки в общем и целом идентичны обычным дротикометам, разница состоит лишь в конструкционных материалах, используемых для их постройки. Создание воздушного бутылкомета потребует, в отличие от базовой конструкции, большего вложения денег. Дело в том, что наиболее просто собирать такую гаубицу из пластиковых водопроводных труб нужных диаметров, которые покупаются в магазинах сантехники. При калибре 10-15см и длине ствола в 1,5 метра затраты на материалы (включая, помимо ствола, толстые трубы для создания воздушной камеры, заглушки и переходники) могут достигать 500р. Так же, для нагнетания больших объемов воздуха при более низком давлении потребуется соответствующий насос, и, по желанию изготовителя, возможно захочется установить многокамерный глушитель чтобы орудие не насиловало слух. В остальном же конструкция крупнокалиберной пневмогаубицы совершенно идентична конструкции обычной ручной пневмопушки, поэтому на этом рассказ о крупнокалиберных девайсах закончу.

Куда больший интерес как с технической, так и с эксплуатационной точки зрения представляют многозарядные автоматические пневмопушки.

Воздух для метания дротиков в автоматической пневмопушке будет поступать из редуктора давления, который в свою очередь будет запитываться от более крупного баллона с более высоким давлением. Так как давление воздуха в редукторе будет постоянно, то мощность всех выстрелов так же будет постоянной. Рассчитать объемы и давления системы при заданном расходе воздуха на выстрел, требуемом давлении и количестве выстрелов довольно просто, так что на этом останавливаться особо не буду.

 

Вариант редуктора давления. Красным показана резиновая мембрана

Трудности при создании автоматической пневмопушки возникают при проектировании системы боепитания - уж очень капризны дротики - в магазин, как патроны их не сложишь, в ленту в домашних условиях не собрать, а засовывание в ствол по одиночке не позволит вести стрельбу очередями. Я долго думал над этой проблемой и пришел к выводу, что для дротиков наиболее приемлем плоский барабанный магазин, расположенный сверху. В центре барабан имеет втулку с пропилами по периферии, куда своим острием вставлены дротики. Магазин расположен сверху над стволом и в том месте, где дротики располагаются вдоль ствола точно над ним проделано загрузочное отверстие, через которое дротики под действием силы гравитации должны проваливаться в ствол. Для запирания дротика в канале ствола можно использовать либо классический болтовой затвор, который будет проталкивать дротик вперед и собою закрывать прорезь, либо вращающийся затвор - кусок трубы, надевающейся сверху на основной ствол и имеющий прорезь, аналогичную прорези в стволе. При вращении такой затвор будет последовательно открывать и закрывать отверстие в стволе. Такой затвор предпочтительнее, так как потенциально может обеспечить более высокую скорострельность.

 

Схема барабанного боепитания

Но самым трудоемким  элементом конструкции является спусковой механизм и автоматика. В автоматической пневмопушке требуется обеспечить целый ряд вещей: автоматическую перезарядку, автоматическую подачу дротиков (поворот магазина с каждым выстрелом), автоматический взвод спускового механизма и так же обеспечение требуемого темпа стрельбы. Кроме того, не на последнем месте надежности системы и синхронность работы ее элементов!

Работу автоматики, в простейшем случае можно организовать за счет отбора части энергии воздуха при помощи воздушного цилиндра с поршнем. Так как давления воздуха в нашей пневмопушке в сотни раз ниже давления газов в автомате Калашникова, то отбор воздуха придется производить не от середины ствола, а от самого пневмоклапана. Конечно, это отберет аж до 50% мощности, а что делать? Для обеспечения автоматической стрельбы придется чем-то пожертвовать

Общая идея работы автоматики на сжатом воздухе  

Но, помимо автоматического дротикомета, который, подозреваю, уже успел навести на тебя тоску, существует еще и другой вариант автоматического пневматического стреляющего девайса. Дротики - очень капризный для автоматики боеприпас - они длинные, конические и все чуть-чуть, да разные. Наиболее предпочтительными для автоматики являются шарики. Свинцовые. Но разгонять свинцовые шары низким давлением, с которым мы работаем - совершенно неблагодарное дело - для придания шарам хоть сколь ни будь заметной скорости потребуется ствол длиной в несколько метров! И, к тому же, для каждого выстрела такой шары придется герметично изолировать в стволе - т.е. по прежнему геморрой с организацией автоматики.

Для метания стальных или свинцовых шариков можно применить следующий способ: сжатый воздух не толкает шар напрямую, а воздействует на поршень большого калибра, развивая при этом огромную силу. Поршень обладает максимально малой массой и жестко соединен с легким стержнем, который, двигаясь внутри трубки-ствола, непосредственно толкает свинцовый шар. При этом достигается сразу несколько вещей: во первых, поршень обладает большой площадью и позволяет при низком давлении развить гораздо большее усилие, чем при толкании шара воздухом напрямую. Во вторых, по этой же причине длина разгонного пути становиться небольшой. В третьих, не требуется герметичной изоляции метаемого шара в стволе и для боепитания можно применить простейший трубчатый или бункерный гравитационный магазин. Недостатком такой системы является лишь некоторый проигрыш в КПД - масса поршня и толкателя соизмерима с массой самой пули и поэтому пуля забирает лишь часть энергии, сообщенной воздухом.

Схема шарометного пневмоавтомата

Для возврата поршня в исходное положение можно использовать слабую возвратную пружину, а в качестве клапана - простейший ударный клапан, шток которого выходит внутрь цилиндра. Тогда работа автоматики будет предельна проста: в исходном положении поршень максимально выдвинут вперед и застопорен спусковым механизмом, возвратная пружина сжата. При нажатии спускового крючка поршень под действием пружины движется назад (для устранения сопротивления воздуха можно использовать либо синхронизированный клапан, либо неплотно прилегающую манжеты, разжимающуюся лишь при повышенном давлении воздуха). Поршень ударяет собой по штоку клапана и внутрь цилиндра поступает порция сжатого воздуха. Кроме того, толкатель, отодвинувшись в крайне заднее положение, открывает собой боковое отверстие, через которой на линию ствола из магазина поступает очередной шар. Далее все просто - под действием сжатого воздуха поршень с силой движется вперед и выбрасывает шар. Избыточное давление воздуха в цилиндре сбрасывается через боковые отверстия. При этом, если спусковой крючок по прежнему нажат, не фиксируясь в крайне переднем положении поршень повторяет цикл.

Такая конструкция позволяет создать достаточно компактный и надежный пневматический автомат. Конечно, тяжелые (5-10грамм) свинцовые и стальные шары обладают более низкими, чем дротики, характеристиками (ниже точность и проникающая способность), однако такая метательная установка, тем не менее, будет являться серьезным метательным оружием - некий аналог рогатки, стреляющей очередями.

И еще одно направление, потенциально полезное для всех типов пневмопушек вообще - переход на использование различных источников давления, отличных от воздушного насоса. Думаю - суть проблемы предельно ясна - с ростом размеров, калибра и\или давления накачивать пневмодевайс приходиться все дольше и труднее - так, например, накачка 70мм бутылкомета - это усиленная физическая работа почти на четверть часа!

Все источники давления, могущие каким либо концом быть примененными в пневмопушках, по типу действия можно разделить на: электрические, баллонные, помповые, химические и окислительные (быстрого сгорания).

К электрическим относятся различные электрифицированные воздушные компрессоры. Баллонные представляют собой емкости со сжатым газом. Это различные баллоны с пропаном, кислородом :-), баллоны для заправки зажигалок, СО2 огнетушители (наиболее приемлемы) и т.д.

Помповые источники давления представляют собой помпу большого размера, давление в которой кратковременно создается быстродвижущимся к дну цилиндра поршнем. Точно так же, как производиться стрельба иголками из одноразовых шприцов или работает пружинно-поршневая пневматика, в которой пули вылетают за счет импульсного давления, создаваемого при движении поршня мощной пружиной.

К химическим источникам давления относятся различные шипучки - газовыделение при взаимодействии с водой негашеной извести или карбида, при взаимодействии уксуса с содой, при растворении в воде быстрорастворимой таблетки и т.д.

С окислительными источниками все еще проще - повышенное давление возникает в результате сгорания чего-либо. Пневмопушка на основе окислительного источника давления - это уже фактически огнестрел.

Теперь рассмотрим достоинства и недостатки различных типов источников давления.

Электрические источники давления позволяют получать давление воздуха заданной величины, просты в эксплуатации, но не всегда по карману и тяжелы, так как для их питания придется таскать с собою АКБ от автомобиля. Но в общем и целом наиболее пригодны для пневмопушки, так как обладают высокой энергоемкостью (количеством выстрелов с одной зарядки АКБ), стабильностью (очень важна для точности стрельбы) и мощностью (в зависимости от типа компрессора могут выдавать давление до 150атм).

Баллонные источники питания очень просты в применении - для выстрела достаточно лишь кратковременно соединить их объем с объемом ствола при помощи ударного клапана, позволяют сделать оружие многозарядными и компактным, но более дороги в эксплуатации, давление может зависеть от температуры и наполненности баллона. Особое место занимают СО2 баллоны огнетушители - давление паров СО2 постоянно и стабилизируется за счет постоянного их пополнения из жидкой фазы СО2, баллон с СО2 обеспечивает очень большое количество выстрелов, можно осуществлять их перезаправку на специальных станциях. К недостаткам СО2 следует отнести сильную зависимость давления от температуры и ограничение максимальной скорости вылета снарядов - не более 250м\с.

Помповые источники давления теоретически НЕ ИМЕЮТ ограничений по максимальной скорости вылета снарядов, просты в исполнении (кусок трубы с поршнем и куча резиновых жгутов\пружин), быстро могут быть приведены в боевую готовность, не зависят от электро- либо газоснабжения. К недостаткам следует отнести высокую отдачу за счет массивных подвижных частей (снижает кучность стрельбы оружия), большие усилия для взведения при высокой мощности оружия (нужен механизм взведения) и значительные габаритные размеры.

Схема механизмов пневмопушки на основе помпы

Химические источники давления являются одними из самых простых и дешевых в изготовлении и производстве. Поставил в открывающийся баллон консервную банку с водой, кинул в нее кусок карбида и быстро закрыл баллон крышкой. Недостатки очевидны - трудно контролировать давление, повышенная взрывоопасность, повышенная температуры газов (может разрушить конструкцию), в случае использования уксуса с содой сильное загрязнение.

Окислительные источники давления позволяют получить очень высокую мощность. Взрыв смеси пропана с воздухом в рабочей камере способен вытолкнуть из ствола даже очень тяжелый снаряд. Однако все это относится к пневмопушкам весьма условно - точнее, не относиться вовсе! Конструирования домашних крупнокалиберных орудий на основе сгорания газовоздушных смесей - это уже несколько другое направление хоббийного пушкостроения, называемое на западе spudgun.

Итак, конструкция пушки определена, источник давления выбран - что же дальше? Какова же область применения пневмопушек?

Пожалуй, это самый обширный вопрос пушкостроения. Пушка, изготовленная по внешнему образу и подобию реального образца может с успехом использоваться в ролевых играх, стреляя небольшими деревянными болванками с пенопластовыми наконечниками, будучи привезенная на дачный участок будет служить неплохим развлечением для веселящейся компании друзей и знакомых (лишь бы не продырявить по пьянее крышу соседского дома!), а при желании может быть даже продана в качестве действующей модели какому-нибудь музею.

К более приземленным способам применения можно отнести даже такие серьезные задачи, как охрана дачного участка от незаконных вторжений (устрашающий вид орудия либо острое нежелание вора получить пустой пластиковой (а то и стеклянной!!!) бутылкой по голове), пневмопушка так же может вести успешную борьбу с дачными вредоносными птицами и грызунами и, в конце концов, просто обеспечивать приятное времяпрепровождения за стрельбой по баночкам и бутылкам.

23.07.2003 ADF

 


Designed by ADF, (C) 2003

Сайт создан в системе uCoz