如何建造達文西發明的蒸氣動力大砲 如何建造達文西發明的蒸氣動力大砲

如何建造達文西發明的蒸氣動力大砲

如何建造達文西發明的蒸氣動力大砲

現代人熟知的李奧納多·達文西是一位藝術家和文藝復興時期的全才,但實際上他最初的職業是軍事工程師。達文西設計了許多極具原創性的武器,他的筆記本裡滿是各種裝置的圖紙和草圖,例如第一支燧發槍、135英尺寬的投石機和速射弩。他最有趣的構想之一是蒸氣動力大砲。

達文西將這項發明命名為「阿基米德之雷」(Architronito),以紀念他的靈感來源-希臘科學家阿基米德。阿基米德發明了一種蒸汽動力武器,用於保衛他的家鄉敘拉古免受入侵者的侵害。據達文西所述,阿基米德的武器利用蒸汽動力,將重達一塔蘭特(約50磅)的大型彈丸以幾乎與現代火藥大砲相同的速度和動量發射出去。

雖然達文西的構想,就像他設計的許多新穎武器一樣,從未在實際戰鬥中使用過,但蒸汽確實進入了現代戰爭。

全速前進

雖然也有一些較為現代的蒸汽炮實例,但這種炮的設計概念從未取得多少成功。其中最著名的當屬19世紀美國內戰期間投入使用的溫安斯蒸氣砲。溫安斯砲利用蒸汽動力驅動一個高速旋轉的砲筒,以每分鐘近250發的速度發射砲彈。

一百年後,英國皇家海軍在二戰期間於部分艦艇上試用了一種蒸汽動力手榴彈發射器。這種名為霍爾曼發射器的武器由一根4.5英尺長的管道組成,管道安裝在一個旋轉支架上,並透過一個腳踏閥門與船隻的蒸汽鍋爐相連。一旦低空飛行的敵機開始攻擊,水兵就會將一枚實彈手榴彈放入管道中。他們會拉動並操控兩個大型鐵把手,將旋轉的管道對準來襲的戰鬥機。然後,在敵機俯衝的瞬間,他們會猛踩踏板。一股巨大的高壓蒸汽會從閥體中噴湧而出,將手榴彈發射到敵機附近,他們希望能夠將其擊落。

這的確是個巧妙、簡單又便宜的主意。但大多數有機會使用霍爾曼投彈器的水手都對它評價不高。這玩意兒用起來笨重,瞄準也困難。許多水手認為霍爾曼投彈器對自己的危害遠大於對敵人的危害。不過,也有記載說,水手們曾用馬鈴薯炮向其他英國船隻射擊,以此作為一種娛樂方式——這或許使霍爾曼投彈器成為已知最早的馬鈴薯炮技術。

DIY Architronito

迷你蒸汽炮
威廉·古斯特爾

受歷史先例的啟發,我決定自己製作一門蒸氣砲——一門更注重娛樂而非殺傷力的砲。我嘗試了各種設計,最後決定採用簡單直接的方案,用3/8吋的鐵管接頭、一個球閥和一個虎鉗就能輕鬆組裝起來。

令我驚訝的是,少量水轉化為蒸氣後,竟然能產生驚人的能量。我只在蒸氣砲的儲水箱裡煮沸了一兩湯匙水,它產生的能量就足以將一顆.38口徑的鋼珠射過後院。真難以想像,一門全尺寸的蒸氣砲能產生多麼強大的威力!

這款 Architronito 微型蒸汽炮的工作原理與阿基米德、達文西和霍爾曼的發明相同。簡單來說,當水在封閉的容器中加熱時,會變成蒸氣並對容器壁施加壓力。當容器的閥門打開時,蒸氣會推動砲管內的任何物體,將其發射出去。

它們確實能飛。我用彈道測速儀測量了彈丸的速度。使用5毫升水,加熱約30秒,我測得的平均槍口初速約為每秒65英尺。

測試蒸汽炮的速度
威廉·古斯特爾

製作自己的迷你 Architronito

安全

雖然我自製的Architronito武器不如歷史上的同類武器致命,但在製作和使用時仍應採取安全預防措施。請遵守以下規則,並運用您的常識。

  • 你需要用丙烷噴槍加熱管道。這會讓管道變得非常燙。在管道冷卻之前,請勿觸摸。冷卻可能需要幾分鐘。
  • 水量不要超過5至10毫升。
  • 金屬球在蒸氣噴射的作用下,以極高的速度射出砲管。砲口前方100碼範圍內必須清空人員、動物和易碎物品,或使用適當的射擊背景。
  • 永遠不要直視砲管。
  • 配戴安全眼鏡和耐熱手套。
  • 安全操作丙烷噴燈。請閱讀並遵循丙烷噴燈製造商的使用說明。
  • 本項目不適合兒童使用。僅限成人使用或成人嚴密監護下使用。
  • 您的經驗可能與我們不同。意外時有發生,事情也可能出錯。因此,請自行承擔風險進行此項目。

工具和材料

材料
威廉·古斯特爾

所有管道和配件均為標準壁厚的鑄鐵管,並採用NPT(美國國家標準管螺紋)螺紋。大多數五金行出售的配件應該都適用。

  • 10吋長,3/8吋直徑的管接頭
  • 4吋長,3/8吋直徑的管接頭
  • 3/8吋直徑管彎頭
  • 帶有3/8英吋NPT開口的球閥
  • 變徑管,3/8吋外螺紋NPT轉1/4吋內螺紋NPT
  • 2英吋長,1/4英吋直徑的管接頭
  • 1/4吋管三通
  • 壓力表,1/4吋NPT接口
  • 洩壓閥,1/4吋NPT接口
  • 管道密封劑
  • 金屬鉗口虎鉗
  • 安全眼鏡
  • 耐熱手套
  • 丙烷噴燈
  • 一定數量的7/16吋鋼球。鋼球可以從McMaster-Carr或亞馬遜等網站在線訂購。
  • 管鉗

指示

組裝圖
威廉·古斯特爾
  1. 依照組裝圖所示連接管件和閥門。務必確保所有管件都擰緊,無洩漏。連接不良的接頭會洩漏高溫蒸汽,導致性能下降。

  2. 找一個安全、合適的地方來測試你的蒸氣砲。

  3. 將大砲牢牢夾在虎鉗中。砲管與水平面至少成 15 度角,但不得超過 45 度角。

  4. 打開球閥。倒入5到10毫升水,確保水能到達閥門後方的儲水槽。

  5. 戴上安全眼鏡和耐熱手套。

  6. 關閉球閥。使用丙烷噴槍加熱砲筒的儲氣罐部分。加熱時,請注意觀察壓力表,並仔細檢查接頭周圍是否有洩漏。如果發現洩漏,請等待裝置冷卻後再修復接頭。當壓力表讀數達到 20 PSI 時停止加熱。切勿超過 20 PSI。

  7. 如果沒有洩漏,請快速打開球閥進行試射。然後裝填鋼球,並依照步驟 4 至 6 向目標發射。警告:請務必遵守安全說明,並自行承擔發射大砲的風險!

以下是實際應用範例: