감자 대포

감자 대포, 포테이토 캐넌(potato cannon), 즉 감자 총, 포테이토 건(potato gun) 또는 감자 발사기, 포테이토 런처(potato launcher)는 공기총처럼 공기압(공기식)을 사용하거나 가연성 가스(연무질, 프로페인 등)의 연소를 사용하여 일반적으로 감자와 같은 발사체를 발사하는 파이프 기반의 캐넌이다. 간단한 설계는 한쪽 끝이 밀봉된 파이프로 구성되며, 다른 쪽 끝에는 파이프의 직경을 낮추는 감속기가 있고, 그 감속기에는 그에 상응하는 더 작은 직경의 파이프인 총포신이 부착되어 있다. 일반적으로 발사체는 발사관에 장전된 후 연료 또는 공기압(때로는 둘 다)을 사용하여 발사체를 대포 밖으로 추진한다.

감자 대포의 기원은 제2차 세계 대전 당시 선박용 대공전 무기였던 홀먼 프로젝터(Holman Projector)로 거슬러 올라간다.

작동 방식
연소
연소식 감자 대포는 일반적으로 가장 복잡하지 않은 설계를 가지며, 네 가지 기본 요소는 다음과 같다.
 연료-공기 혼합물
 연소실
 점화원
 총포신

발사하려면 작업자가 발사체를 총포신에 장전하고, 연소실에 연료(예: 연무질 또는 프로페인)를 추가한 다음, 점화원(종종 압전기 바비큐 점화기를 사용)을 작동시킨다. 그러면 연료-공기 혼합물이 점화되어 뜨거운 팽창 가스를 생성하고, 이 가스가 발사체를 총포신 밖으로 밀어낸다. 대포의 사거리는 사용된 연료의 종류, 연료/공기 비율의 효율성, 연소실/총포신 비율, 발사체의 비행 특성을 포함한 여러 변수에 따라 달라진다. 일반적인 거리는 이며, 이상의 사거리를 가진 대포 사례도 보고되었다.

공기식
섬네일|공기식 감자 대포
섬네일|대형 공기식 설계:
발사체는 총구(사진 없음)에 장전된 후 대포(2번 위치)에 부착된다. 공기 저장소(3번 위치)는 슈레이더 밸브(4번 위치)를 사용하여 까지 채워진다. 솔레노이드 밸브(1번 위치)가 열리면 저장소의 공기가 발사체로 전달되어 총구 밖으로 발사된다.

공기식 대포의 사거리는 구성 요소의 가능한 변형이 증가함에 따라 연소식 감자 대포의 사거리보다 더 다양하다. 더 큰 힘 때문에 일반적인 사거리는 약간 더 길지만, 일부 고출력 공기식 대포의 최대 사거리는 이상이라고 알려져 있다.

하이브리드
발사하기 위해 작업자는 먼저 압력으로 작동되는 밸브를 준비한 다음 정상적인 연료량의 몇 배와 그에 상응하는 더 많은 공기를 주입한다. 점화원이 작동되면 연소로 인한 압력이 주 밸브를 열게 하고, 방출된 연소 가스와 함께 발사체를 총포신 밖으로 추진한다. 하이브리드 방식은 연소 총기(대부분의 연료의 경우)보다 더 높은 압력을 생성하고, 충격파가 공기식(대부분의 가스의 경우)보다 더 빠르게 이동할 수 있기 때문에 연소식 또는 공기식 감자 대포보다 더 높은 속도를 낼 수 있다. 하이브리드 방식에 의해 발사된 발사체는 음속장벽을 깼다.

드라이아이스
섬네일|사용 중인 PVC 드라이아이스 대포. 강화를 위해 바닥에 1.5kg(3.3파운드)의 콘크리트가 부어졌고, 하부(가장 높은 압력) 부분을 단단하게 만들기 위해 플라스틱 슬리브가 사용되었다.

가장 오래된 예시들은 단순히 드라이아이스 조각들을 한쪽 끝이 닫힌 튜브에 떨어뜨린 후 발사체를 꽉 끼워 다른 쪽 끝을 밀봉하는 방식이다. 승화하는 드라이아이스에서 발생하는 이산화탄소의 압력이 충분히 높아지면 발사체가 튜브 밖으로 날아간다.

진공

주요 재료
플라스틱
 PVC-U (폴리염화 비닐, 비가소화): 사용 가능성과 비교적 저렴한 비용으로 인해 매우 인기가 높다. PVC 파이프는 다양한 크기와 압력 등급으로 제공된다. 그러나 산업에서는 압축 공기 적용에 불법이다. 압력 하에서 손상되면 플라스틱이 폭발적으로 파열될 수 있기 때문이다.
 ABS (아크릴로니트릴 부타디엔 스타이렌): 또 다른 인기 있는 플라스틱 배관 재료로, PVC보다 비싸고 덜 일반적이지만 동일한 크기와 압력 등급으로 제공된다. PVC와 달리 고장 시 산산조각 나지 않고 찢어지기 때문에 압축 공기 시스템에 사용된다.

금속
 황동: 황동 피팅은 연료 시스템과 같은 작은 부품의 제작에 감자 대포에 자주 사용된다. 작은 파이프 피팅에 가장 흔한 재료 중 하나이기 때문이다. 때로는 감자 대포의 큰 부품들이 전적으로 황동으로 가공되기도 한다.

밸브 종류
공기식
 퀵 덤프 밸브(Quick Dump Valve)는 감자 발사를 위한 밸브 선택지에 최근 추가된 것이다. QDV는 스풀의 한쪽 끝이 총열을 향하도록 압력 하에서 균형을 이루는 스풀 밸브이다. 스풀은 수동으로 불균형하게 만들어 스풀 끝과 총열 안의 발사체 사이에 압력이 발생하게 한다. 그러면 공기압이 스풀을 뒤로 밀고 발사체를 앞으로 밀어낸다. 밸브는 파일럿 압력 없이 작동되므로, 파일럿 압력이 방해하지 않고 밸브가 빠르게 열린다. 현재 시판되지 않으며 대부분의 피스톤 밸브처럼 아마추어 제작자가 직접 만들어야 한다.

대안적인 설계로는 박격포처럼 날카로운 발사체를 사용하여 파열판을 뚫거나 수동 천공 장치를 사용하여 디스크의 파열을 유발하는 방식도 사용되었다.

또한, 니크롬 선을 사용하여 가열을 통해 파열을 유발하는 전기식 파열판 대포도 제작되었다.

연결
용접, 납땜 및 접착
 솔벤트 용접: 솔벤트 피팅을 사용하여 유사한 플라스틱을 연결하는 데 사용되며, 솔벤트는 플라스틱의 폴리머 사슬을 일시적으로 용해시키고 결합할 부품을 함께 가져온다. 다시 경화되면 각 부품의 폴리머 사슬이 얽히면서 단단한 용접부를 형성한다.

음속장벽
감자 대포가 음속장벽을 깰 만큼 강력한 경우는 드물지만, 특수 설계를 사용하여 이러한 일이 발생하는 사례가 있다. 사용되는 감자 대포는 일반적으로 하이브리드형이지만, 일부 공기식 대포도 헬륨과 같은 특수 저밀도 가스를 사용하거나 빠른 밸브와 고압을 결합하여 이러한 위업을 달성했다. 연소식 설계가 초음속을 달성한 사례도 한 건 보고되었다.

감자 대포에서 기록된 최고 발사체 속도는 20mm 플라스틱 탄환이 의 공기와 프로판 혼합물을 사용한 하이브리드 대포에서 (음속의 약 2.7배)으로 발사된 것이다.

관련된 진공 바주카포와 드 라발 노즐을 사용하여 초음속 속도를 얻었다. 이것은 또한 가스의 밀도를 크게 낮추는 것에 의존한다.

실용적인 용도
감자 대포는 레크리에이션 목적으로 만들어지고 사용되지만, 많은 다른 분야에서 동일한 원리로 작동하며 더 진지한 용도로 사용되는 다른 장치들도 있다.

엔터테인먼트
 홍보용 스포츠 대포: 병에 담긴 CO2로 작동하는 휴대용 공기식 대포는 미국의 대형 스포츠 경기에서 티셔츠나 포장된 음식과 같은 물품을 관중에게 발사하는 데 흔히 사용된다. 이러한 대포는 위험할 수 있다. 2018년 6월, 필리 파나틱(Phillie Phanatic)은 핫도그 대포로 팬에게 부상을 입혔다.

산업
섬네일|일반적인 프로페인 총 새 쫓는 기계
 충격관: 극초음속 및 초음속 연소 램제트 엔진을 테스트하는 데 사용된다.

안전
감자 대포는 본질적으로 위험하며, 부실하게 제작되거나 사용될 경우 안전 문제를 야기할 수 있다. 발사체나 고장난 총은 위험할 수 있으며, 사람이 맞을 경우 두개골 골절, 안구 적출, 실명 등 생명을 위협하는 부상을 초래할 수 있다.
합법성
호주
퀸즐랜드주에서는 감자 대포를 제조하거나 소지하는 것이 형사 범죄이며, 법적으로 등록하거나 면허를 받을 수 없다.
 같이 보기 
 
 
 
 
 
 
 대나무 대포
 보가 (소음기)
 버블 링
 보텍스 링 건
 에어 보텍스 캐논
 빅뱅 캐논

 각주 

 외부 링크 
 공기식 감자 대포의 작동 방식 —국립 고자기장 연구소의 오디오 슬라이드쇼
 감자 대포 제작 지침 — 감자 대포 계획, 애니메이션, 제작 방법
 

분류:공압무기
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