Самоделки --> Гидропневматическое ружъе (Б.Рассказов) Спортсмен подводник №48
В выпуске № 6 "Библиотечки спортсмена-подводника" (М., Изд-во ДОСААФ, 1964) была опубликована конструкция зарубежного гидравлического ружья, работающего по закрытому циклу, то есть без расхода сжатого воздуха, который играет роль мощной пружины. Воздух сжимается закачиваемой в ружье водой. Эта вода и выталкивает при выстреле гарпун из ствола. В той конструкции сжатый воздух отделяется от закачиваемой воды мешком из армированной резины.
В последующих выпусках "Спортсмена-подводника" было опубликовано несколько конструкций самодельных ружей, в которых объем с воздухом отделялся от закачиваемой воды отрезком резинового шланга. В предлагаемой здесь конструкции ружья баллон высокого давления изготавливается из стальной трубки, а сжатый воздух от воды отделяется поршнем с самоуплотняющимися манжетами. Таким образом, избавляемся от резиновых деталей, работающих на растяжение - сжатие и имеющих ограниченную растяжимость.
Рис. 1. Общий вид тыльной части ружъя:
Первое ружье подобной конструкции было изготовлено в 1965 году Г. П. Петиным. Автору этого ружья принадлежит идея замены армированной мембраны поршнем, а также конструкция спускового механизма. Схема работы ружья показана на рис. 3.
Рис. 2. Сборочный чертеж ружъя:
1 - рабочий целиндр; 2 - поршень (титан); 3 - ствол; 4 - гарпун; 5,6 - клапан (фторопласт); 7 - основной сборочный узел; 8 - заглушка с резьбовым отверстием (латунь); 9 - винт холостого спуска; 10,11 - самоуплотняющиеся манжеты; 12 - крышка рабочего цилиндра; 13,21,24,28 - уплотнительные шайбы; 14,25,29 - пружины клапанов; 15 - передняя центрирующая втулка (дюраль); 16 - предохранительный кожух ствола (дюраль); 17,18 - промежуточные центрирующие втулки (эбонит); 19 - хвостовик гарпуна; 20 - ось-запор спускового механизма; 22 - гайка прижимная; 23 - кольцо; 26 - клапан штока водяного насоса (латунь); 27 - седло клапана (латунь); 30 - корпус водяного насоса; 31 - трубка водяного насоса; 32 - шток водяного насоса (латунь); 33 - рукоятка; 34 - спусковой крючок; 35 - ось спускового крючка; 36 - пружина спускового крючка.
Рис. 3. Схема ружъя:
1 - рабочий цилиндр; 2 - поршень; 3 - ствол; 4 - гарпун;
Перед выстрелом в рабочий цилиндр 1 через клапан заканчивается вода с помощью насоса, расположенного на ружье. Под давлением воды поршень 2 сдвигается и дополнительно сжимает воздух. Выход воды в ствол 3 перекрыт хвостовиком гарпуна 4. При выстреле гарпун освобождается спусковым механизмом, и выход в ствол открывается. Сжатый воздух толкает поршень, поршень - воду, вода - гарпун из ствола.
Диаметр рабочего цилиндра приходится выбирать из соображений наличия самоуплотняющихся манжет. Лучше всего использовать манжеты от гидравлических систем отечественных автомобилей. Можно, конечно, изготовить их и самому вулканизацией сырой резины в металлической пресс-форме. Но сделать качественные манжеты в кустарных условиях довольно сложно.
Условно можно считать, что максимальная сила боя ружья достигается при объеме закачиваемой воды, равном объему ствола. Это должно соответствовать примерно половине объема рабочего цилиндра и достигаться за 10 качков водяного насоса. Из этих соображений выбирается объем рабочего цилиндра и рабочий объем насоса. При максимальной закачке воды давление воздуха в рабочем цилиндре увеличивается вдвое.
В ружье описываемой конструкции ствол имеет внутренний диаметр 8,2 мм, рабочий цилиндр - внутренний диаметр 20 мм, трубка водяного насоса - 8 мм. Нам удалось подобрать для ствола трубку из нержавеющей стали с внутренним диаметром 8,2 мм и внешним - 10,2 мм и пруток для гарпуна диаметром 7,8 мм. Зазор в 0,4 мм обеспечивает свободный ход гарпуна в стволе без ощутимого люфта.
Рис. 4. Схема спускового механизма:
1 - винт крепления тяги; 2 - собачка; 3 - предохранитель; 4 - защелка; 5 - ось-запор; 6 - штифт-ограничитель; 7 - лескосбрасыватель; 8 - тяга к спусковому крючку.
После изготовления, а также в процессе эксплуатации ружье периодически следует испытывать на повышенное давление с полутора-двухкратной перегрузкой. Испытание можно производить только жидкостью, так как разрыв ружья воздухом очень опасен. Удобно использовать ручной насос (пресс), служащий для опрессовки гидравлических систем тракторов типа "Беларусь" и позволяющий получать давление до 400 кгс/см2. Для испытаний из рабочего цилиндра ружья удаляется поршень. Потом полость ружья заполняется маслом. Через клапан, служащий для начальной закачки ружья воздухом, подается из пресса масло.
Технические данные ружъя:
- вес ружья - 1800 г;
- длина без гарпуна - 925 мм;
- начальное давление в рабочем цилиндре - 100 кгс/см2;
- максимальное давление в ружье - 200 кгс/см2;
- объем рабочего цилиндра - 75 см3;
- объем ствола - 40 см3.
Сборочный чертеж ружья приведен на рис. 2. Для упрощения на нем не показаны: горпун с леской и амортизатором; детали спускового механизма; рычаг и тяги водяного насоса. Эти детали сложности не представляют.
Водяной насос.
При выдвигании штока 32 вода по его внутреннему каналу через клапан 26 поступает в трубку 31. Во время рабочего хода клапан создавшимся давлением и пружиной 29 прижимается к седлу 27, перекрывая воде выход. Кроме того, седло прижимает уплотнительную шайбу 28 к торцу штока. Шайба сплющивается и плотно прижимается к внутренней поверхности трубки насоса, обеспечивая герметизацию. Как только созданное давление превысит усилие пружины 25 и давление воды, уже закачанной во внутреннюю полость ружья, клапан 6 отойдет от седла, и вода из трубки насоса начнет поступать во внутреннюю полость. При этом поршень 2 в рабочем цилиндре 1 сместится, дополнительно сжав воздух в левой части цилиндра. Во время обратного хода штока клапан 6 закрывает воде выход, шайба расслабляется, а в трубку насоса поступает очередная порция воды.
Седло 27, клапан 26 через пружину 29 и шток 32 собраны вместе с помощью шпильки. Паз на седле позволяет ему двигаться относительно штока, сжимая или освобождая шайбу 28. Внутренняя полость ружья на выходе из насоса уплотнена шайбой 24.
Для холостого спуска полость ружья соединена с внешней средой сквозным отверстием в заглушке 8. В рабочем состоянии этот канал закрыт винтом холостого спуска 9. Насечка на головке винта позволяет ввинчивать или вывинчивать его пальцами. Выкрутив винт, мы выпускаем воду из внутренней полости ружья, то есть разряжаем его.
Выход в ствол уплотнен шайбой 21, прижатой гайкой 22. Отверстие перекрывается хвостовиком гарпуна 19, прижатым к шайбе 21 запорно-спусковым механизмом. При закачке воды давление последней дополнительно прижимает шайбу к хвостовику.
На рабочий цилиндр 1 спереди навинчивается крышка 12 с уплотнительным кольцом 13 и клапаном 5 с пружиной 14. Резьбовой штуцер на крышке служит для подключения рабочего цилиндра к насосу при начальной закачке воздуха.
Передняя центрирующая ствол втулка 15 имеет три выступа: мушку, крючок для намотки лески и выступ с отверстием для пропускания лески к месту ее крепления. Так как бой ружья сильный, то во избежание обрыва гарпуном леска прикрепляется к гайке крышки 12 рабочего цилиндра через амортизатор. Амортизатор представляет собой отрезок тонкого шланга из вакуумной резины или кусок резиновой трубки. Леска крепится к гарпуну примоткой тонким капроном и промазкой клеем 88.
Так как основной добычей в море является кефаль, по которой чаще всего стреляют из засады, а значит, вдоль дна или снизу вверх, то рыба пробивается навылет и остается на леске. Поэтому наконечник гарпуна не имеет у нас никаких зацепов и установлен жестко. Вместо гарпуна диаметром 8 мм можно использовать гарпун диаметром 7 или 6 мм. Для этого отверстие с резьбой нужно сделать на хвостовике гарпуна, а на гарпуне наружную резьбу. Однако при такой замене точность боя заметно снижается.
Рукоятка ружья 33 изготовлена из двух пластин дюраля толщиной 4 мм. Она закрепляется в двух нижних точках винтами М4 и в верхней точке осью рычага водяного насоса.
Сверху натянута резинка от ручки газа мотоцикла "Ява".
Запорно-спусковой механизм.
Спусковой крючок 34 устанавливается на оси 35 между пластинами рукоятки. Пружина 36 толкает его в исходное положение. В нижней части спускового крючка установлена резьбовая шпилька, проходящая через паз в щечке рукоятки. К этой шпильке крепится проволочная тяга 8 (рис. 4). Тяга винтом 1 крепится к нижнему плечу собачки 2. Собачка своим зубом фиксирует защелку 4, наклепанную на ось-запор 5 спускового механизма. Ось-запор представляет собой цилиндрический стержень, срезанный в средней части до полуцилиндра. Кромка полуцилиндра входит в паз хвостовика гарпуна, прижимая его к уплотнительной шайбе на выходе в ствол. С противоположной от защелки стороны в оси-запоре вырезан паз, в котором винтом МЗ крепится лескосбрасыватель 7. Предохранитель 3 применен простейшего кулачкового типа.
В исходном состоянии ось-запор прижимает хвостовик гарпуна к уплотнению на выходе в ствол, обеспечивая герметизацию внутренней полости ружья. Это положение фиксируется защелкой и собачкой. Когда в ружье закачивается вода, то ее давление стремится вытолкнуть гарпун из ствола.
При выстреле спусковой крючок через тягу поворачивает вокруг оси собачку, освобождая тем самым защелку и ось-запор, а следовательно, и гарпун с хвостовиком. Под давлением воды гарпун начинает двигаться вперед, поворачивая кромкой паза хвостовика ось-запор с защелкой и лескосбрасывателем. Ось-запор выходит из зацепления с хвостовиком, с детали 7 сбрасывается леска, гарпун выталкивается из ствола. Штифт 6 при этом ограничивает угол поворота оси запора.
Характерной особенностью этого спускового механизма является то, что при заряженном ружье приложенное к гарпуну усилие не меша-ет, а помогает сработать спуску, что делает его довольно легким.
Технология изготовления деталей и выбор материала.
Все детали, материал которых в подписи рис. 2 не указан, изготавливаются из нержавеющей стали. Наиболее сложной частью ружья является основной сборочный узел 7. Поэтому на рис. 5 приведены чертежи его после токарной обработки, на рис. 6 - после фрезерной и слесарной. При этом для упрощения чертежей не показаны резьбы, а на виде сверху и спереди опущена часть подробностей.
Рассмотрим назначение отверстий в узле 7 (рис. 6, деталь 76): а - диаметр 4,2 мм, служит для установки предохранителя спускового механизма; Ь - отверстие для осизапора; с - имеет резьбу МЗ для установки оси запорной собачки; d - имеет резьбу МЗ для штифта-ограничителя хода защелки; е - диаметр 4,2 мм, служит для оси рычага водяного насоса; f - диаметр 10 мм, образует канал между рабочим цилиндром и выходом в ствол с резьбой Ml2 в нижней части для заглушки 8 с каналом холостого спуска.
Приливы (выступы) на основном сборочном узле 7 служат для крепления рукоятки и рычага водяного насоса. Основная задача при обра-ботке детали 7 - снять как можно больше металла для уменьшения ее массы.
Все детали, не требующие разборки при эксплуатации ружья, собираются на эпоксидной смоле. Таким способом заглушка 8, рабочий ци-линдр 1, ствол 3 и предохранительный кожух 16 собираются на основном сборочном узле 7. Передняя 15 и промежуточные 17, 18 центриру-ющие втулки также устанавливаются на смоле наглухо. Трубка 31 водяного насоса вклеивается в корпус 30.
Для увеличения жесткости конструкции можно соединить предохранительный кожух 16 и рабочий цилиндр 1 хомутом. Внутреннюю поверхность рабочего цилиндра и трубки насоса перед сборкой желательно отполировать. Для смазки в рабочий цилиндр заливается немного тормозной жидкости.
Клапаны 5 и 6 представляют собой фторопластовые цилиндрики с коническим концом. Седлами для клапанов являются кромки перекрываемых отверстий. Пружины клапанов 14, 25, 29 изготавливаются из нержавеющей упругой проволоки. Мы используем проволоку из нержавеющей стали или неотожженного нихрома или константана. Пружина клапана 14, а также 25 крепится либо стопорным кольцом, либо разжатым крайним витком пружины. Для более быстрой опрессовки клапанов 5 и 6 по седлу желательно перед установкой пружины ударить по клапану торцом какого-либо стержня диаметром 5 мм. Клапан 26 притирается к седлу 27 на токарном станке дрелью или вручную. Для закрепления в патроне на плоской части та-релки клапана предусмотрен техно-логический выступ, который после притирки можно срезать.
Все детали спускового механизма, кроме спускового крючка, сделаны из нержавеющей стали.
Рычаг насоса изготавливается либо из дюралевой трубки, срезанной по длине, либо из швеллера с наклепанными боковинами. Такой профиль позволяет рычагу плотно лечь сверху ружья, что обеспечивает малое искажение прицельной линии. Шток насоса соединяется с рычагом тягами, изготовленными из листовой нержавеющей стали толщиной 1 мм. Место крепления тяг к рычагу и длину его плеч лучше всего подобрать практически на картонной модели рычага и тяг. Соотношение плеч рычага позволяет без чрезмерных усилий создать давление в рабочем цилиндре до 200 кгс/см2. Расположение оси рычага и места крепления тяг показаны на рис. 1.
Ружье, о котором было рассказано, сделать довольно сложно, но эту сложность окупает целый ряд его достоинств. Ружье имеет сравнительно небольшой вес, хорошую точность и большую силу боя. Силу боя к тому же можно регулировать. Большое удобство дает наличие холостого спуска. Ружье заряжается только в воде - значит более безопасно.
Самоделки --> Гидропневматическое ружъе (Б.Рассказов) Спортсмен подводник №48
