DIYer:Flagella

製作時間:3天

製作難度:★★☆☆☆

GEEK指數:★★★☆☆

　　這個製作分兩部分，首先是製造一門能夠將馬鈴薯加速到超音速的大炮，其次是為大炮配上炮架讓它更像二戰年間的榴彈炮。把土豆大炮做到這種地步之後威力強大，發射時如巨雷轟鳴，並且一不小心彈丸就會飛出視距之外。大炮的多數部件能在城市管網的供應店裏找到，一些來自家的寶，剩下的一些可以在屋子周邊找到。即使沒有焊接經驗也能順利做出這門大炮，很多部件只需要擰在一起並用環氧膠密封就能工作。唯一的困難是需要修補不少漏氣的地方，但這並不難做到。

　　單位轉換：1英寸=25.4毫米|

1 大炮原理

　　關於原理部分，參考了一段來自網絡的教學視頻。

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    通常所見的馬鈴薯槍通過混合氣體在大氣壓下燃燒推進彈丸，威力比較小。大威力一些的通過壓縮空氣發射彈丸。而這裡要製作的是兩種方法的組合，混合兩種高壓氣體並點燃，這意味著更多的燃料和氧化劑在燃燒室內部反應，比起其他兩種馬鈴薯槍會産生高得多的壓力。

    一門混合方法的土豆大炮有四個主要部件：-炮管-燃燒室-計量系統-點火系統操作過程：首先計量系統將燃料和空氣混合物注入燃燒室。可燃混合物被連接到電擊槍的火花塞産生火花點燃。燃燒的混合氣體産生足夠的壓力打破隔板，通過炮管將彈丸拋射出去。設計要點：任何土豆大炮最重要的是燃燒室和炮管的容積比。實驗表明容積比1.5：1時能量的利用率比較高。接下來需要考慮炮管長度。長的炮管能夠增加彈丸加速時間，但也會增加燃燒室的體積，所以需要權衡出一個實用的炮管長度。選擇管子時我用了盡可能大直徑的管子，這樣在加注燃料時不需要加壓過高也能加入很多燃料。更多的點火器可以增加大炮的威力。同時爆發的壓力波增加了氣體的壓強和速度。

    我現在用了兩個火花塞，但是剩下的空間還夠裝兩個以上。我的資料主要來源於下面的網站：

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

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

2 製造炮管

    炮管用2.5英寸的的SCH40（壁厚12.7mm）鋼管，63英寸長，內容積估計有300立方英寸。在炮管一端有著螺紋，能夠連接到2.5英寸的接頭管上（見圖）。大多數螺紋都能用聚四氟乙烯生料帶密封好，剩下的泄漏點可以用環氧樹脂堵好。

3 製造燃燒室

    燃燒室分為5個部分一段34英寸長的4寸SCH40鋼管，兩頭都有螺紋。一個4英寸管帽一個4英寸到2.5英寸的漸縮管一段2.5英寸的接頭管一個連接器，這邊只裝上一半重要的是燃燒室要密封，並能夠承受60psi到100psi的壓力。注意：在混合氣體燃燒時鋼管要承受超過300psi的壓力，所以這有些危險性，要留夠余量。

4 計量系統

    計量系統的作用是以正確的比例將燃料和空氣注入燃燒室。最簡單的方法是計算管內的容積然後注入相應的氣體。步驟12將解釋如何操控計量系統。計量系統也許是大炮最複雜的部分，想讓它工作順利需要相當多的努力。

    在使用螺紋部件時，知道有哪些不同的螺紋是很重要的，這裡同時使用了壓縮螺紋（FIP）和標準管螺紋（MIP），所以有時需要轉接。這是我個人的設計，能想到別的好方法的話也可以。

    零件清單如下：

4英寸到3/4英寸黃銅鞍管

3/4英寸90度彎管

3/4英寸到2英寸的漸縮管

3/4英寸球閥，2個

3/4英寸，24英寸長的兩端螺紋管

3/4英寸黃銅接頭

3/4英寸到1/2英寸轉接管

1/2英寸黃銅接頭

1/2英寸至1/4英寸轉接管

1/4英寸黃銅接頭，3個

1/4英寸黃銅三通，3個

1/4英寸壓力錶（標準管螺紋，MIP）

1/4英寸Schrader簧載式閥門（壓縮螺紋，FIP）

1/4英寸FIP MIP轉接頭（連接Schrader閥到黃銅三通）

1/4英寸穩壓器，帶壓力錶

1/4英寸壓縮連接器與MIP的轉接頭（將管道末端連接到聚乙烯軟管）

1/4英寸聚乙烯管，長5英尺

1/4英寸壓縮連接器（連接到火炬頭末端）

    丙烷鉛筆形火炬頭穩壓器不一定需要，因為火炬頭已經提供了調節流量的功能。但是它很方便，並且可以提供更精確的測量結果。按照下面幾張圖片裝配這些零件。

5 點火系統

    多點火器：在炮膛內製造一串火花最簡單的方法是使用高壓電源，比如電擊槍。電擊槍直接連接到兩個火花塞，能夠這麼做的原因是火花塞自帶高壓絕緣。將火花塞擰緊到炮膛上鑽出的兩個洞裏，然後用環氧膠粘好。用7/16英寸的鑽頭為火花塞鑽孔，並用1/2英寸的螺紋絲錐攻絲。接下來把電擊槍的一根線連接到一個火花塞的外引腳上，在炮膛內把兩個火花塞相連，最後把第二個火花塞連接到電擊槍的另一根引線上。按下電擊槍的扳機時，應該同時打出兩個巨大的電火花。

6 最後的工作

    所有的部件都有螺紋，所以可以擰在一起並用聚四氟乙烯生料帶密封。當所有的部件組裝完畢（除了端蓋），你需要將計量系統通過黃銅鞍管連接到燃燒室。在安裝鞍管的位置鑽一個3/4英寸的洞，用環氧膠粘緊鞍管，並在周圍涂上液態的硅膠密封。最好用一個木塊支撐計量管路。像上面説的一樣為火花塞鑽孔並連線。所有炮膛內的東西安裝完畢之後擰上端蓋。大炮完工之後可以試著給系統加壓並用肥皂水檢漏。泄漏氣體的地方會産生很多氣泡。在燃燒室和炮膛之間需要隔板，最簡單的方法是將一張錫紙折疊8~10層然後夾在連接器中間。

7 榴彈炮設計

    我希望設計的榴彈炮兼具實用性和風格性。説實話這麼大號的炮也必須有個支撐架用來承受反作用力。炮架需要下面幾個功能：-在開炮時支撐炮身。-能夠將炮口抬高到指定的角度。-合適的運輸手段。-避免開炮時後退過多距離。大部分材料從自家周邊弄到所以幾乎不用錢。

8 輪/軸和基座

    輪子：在我的院子裏有兩個舊輪胎，舊的手推車輪應該也可以。我在輪子的兩邊各裝了一塊木板並在中間鑽孔。這樣就能讓一根1.5英寸的鋼管從中間穿過。軸：一根1，5英寸粗的鋼管，兩端用緊固器固定。間隔：兩個3英寸長的ABS管作為墊片隔開車輪和基座。基座：按照車軸和炮管設計了木制框架。這部分需要很堅固，因為它承受了很大的重量。基座的各面由2到8層木板擰為一體，製成了如圖所示2英尺寬，2英尺高的基座。

9 下架

    下架能在炮架張開時保持平衡，並允許收起炮架後拖曳移動。它是用6.5英尺長的木板加上門板鉸鏈製成的

10 上架

    這一部分直接支撐著炮管所以很重要。主要部分是兩塊用螺絲安裝在一起形成V形的板材。在不同的部位插入不同大小的墊塊用來成型，墊塊要足夠厚才能形成容納炮管和燃燒室的空間。

11 完成製作

    首先將兩個下架安裝到基座上。然後給上架做一個支撐，將它架到穿過基座的鋼管上。最後找兩根長的繩索或者貨物肩帶從兩邊將上架捆緊在基座上，這提供了一些靈活性，可以擰緊一個的同時鬆開另一邊加墊片來調整炮管的角度。在炮管上覆蓋一些木料並用彈力繩紮緊固定,防止開炮的時候炮管飛離炮架。

12 開炮

    首先安放炮架並固定角度。然後將炮身安裝在炮架上，確保安全。將錫紙製成的隔板裝入鋼連接件中間。充氣倍率 燃氣壓力 (PSI) 空氣壓力 (PSI)x1 30 15x2 60 or 2 charges of 30 30x3 90, or 2 charges of 45 45x4 2 charges of 60 60當想要開火的時候，首先打開丙烷氣閥，直到燃燒室內的壓力達到供氣管壓。改用空氣壓縮機注入一定量的空氣。

具體的混合比計算方法可以參看這裡：http://www.spudfiles.com/spud_wiki/index.php?title=Stoichiometric

然後站遠一點，打開電擊槍，按下按鈕，聽響吧！其實，可以用髮膠代替丙烷！