如何制造达芬奇发明的蒸汽大炮

列奥纳多·达·芬奇，现代人最熟悉的人物是艺术家和文艺复兴时期的人物，但实际上他以军事工程师的身份谋生。达·芬奇设计了许多极具创意的武器，他的笔记本里满是各种设备的图纸和草图，例如第一支燧发枪、135 英尺宽的投石机和速射连发弩。他最有趣的概念之一是蒸汽动力大炮。

达芬奇将这项发明命名为 Architronito（意为“阿基米德的雷霆”），灵感来自希腊科学家阿基米德，他发明了一种蒸汽动力武器来保护自己的家乡锡拉丘兹免受入侵者的侵扰。据达芬奇称，阿基米德的武器利用蒸汽动力投掷一个重达一塔兰特（约 50 磅）的大型射弹，其速度和动量几乎与现代火药驱动的大炮一样大。

尽管达芬奇的想法和他设计的许多新奇武器一样从未用于实战，但蒸汽确实在现代战争中得到了应用。

全速前进

虽然有几种更现代的蒸汽炮，但这一概念从未取得多大成功。最著名的一种是 19 世纪美国内战期间部署的温南蒸汽炮。温南蒸汽炮利用蒸汽动力旋转快速旋转的鼓，以每分钟近 250 发的速度发射炮弹。

一百年后，英国皇家海军在二战期间在其部分舰船上试用了蒸汽驱动的手榴弹投掷器。这种武器被称为霍尔曼投掷器，由一根 4.5 英尺长的管道组成，管道安装在旋转支架上，通过脚踏阀连接到舰上的蒸汽锅炉。一旦低空飞行的敌机开始攻击，水手们就会将一颗实弹手榴弹扔进管道。他们会拉动并操纵两个大铁把手，将旋转的管道瞄准攻击的战斗机。然后，在敌人俯冲的瞬间，他们会踩下踏板。巨大的高压蒸汽会从阀体中喷涌而出，将手榴弹推向敌机，他们希望将敌机从空中击落。

这是一个聪明、简单且廉价的想法。但大多数有机会发射霍尔曼发射装置的水手对此并不看好。该装置使用起来很麻烦，而且很难瞄准。许多水手认为霍尔曼对自己的危险性大于对敌人的危险性。但有报道称，水手们将向其他英国船只发射土豆作为一种消遣方式——这可能使霍尔曼成为已知最早的土豆炮技术体现。

DIY 建筑设计

受到历史案例的鼓舞，我决定制造自己的蒸汽炮——一种乐趣大于杀伤力的蒸汽炮。我尝试了各种设计，最后决定采用一种简单直接的构造，只需 3/8 英寸的铁管接头、球阀和老虎钳即可组装。

令我惊讶的是，少量的水转化为蒸汽就能产生惊人的能量。当我在蒸汽炮的储水箱中煮一两汤匙水时，它产生的能量足以将一颗 .38 口径的钢球射过后院。人们只能想象一台全尺寸蒸汽炮的威力有多大！

这款 Architronito 微型蒸汽炮的工作原理与阿基米德、达芬奇和霍尔曼的发明相同。基本上，当水在封闭的水箱中加热时，它会变成蒸汽并对容器壁施加压力。当水箱的阀门打开时，蒸汽会推动桶内的任何物体，使其飞起来。

它们确实能飞。我用弹道计测量了射弹的速度。使用 5 毫升水和约 30 秒的加热时间，我测得的平均枪口速度约为每秒 65 英尺。

制作你自己的微型 Architronito

安全

虽然我的 DIY Architronito 设计并不像历史武器那样致命，但在建造和使用它时，你仍然应该采取安全预防措施。遵守这些规则，并运用你的常识。

• 您需要用丙烷喷灯对管道加热。这会使管道变得非常热。在管道冷却之前不要触摸它。冷却可能需要几分钟。
• 使用的水不要超过5至10毫升。
• 金属球连同推动它的蒸汽喷射以相当快的速度射出炮管。清除大炮前方 100 码范围内的人员、动物和易碎物品，或使用可接受的射击背景。
• 永远不要低头看着大炮的炮管。
• 戴上安全眼镜和耐热手套。
• 安全使用丙烷喷灯。阅读并遵循丙烷喷灯制造商的说明。
• 本项目不适合儿童使用。应由成人使用或在成人密切监督下使用。
• 您的经历可能与我们不同。意外时有发生，事情可能会出错。因此，请自行承担此项目的风险。

工具和材料

所有管道和管件都是标准壁厚的铁，带有 NPT（国家管螺纹）螺纹。大多数五金店出售的管件应该都适用。

• 10 英寸长 3/8 英寸直径的管接头
• 4 英寸长 3/8 英寸直径的管接头
• 3/8 英寸直径的管道弯头
• 带 3/8 英寸 NPT 开口的球阀
• 管道减径器，3/8 英寸 NPT 外螺纹至 1/4 英寸 NPT 内螺纹
• 2 英寸长 1/4 英寸直径的管接头
• ¼ 英寸三通管
• 压力表，¼ 英寸 NPT 连接
• 压力释放阀，1/4 英寸 NPT 连接
• 管道密封剂
• 金属钳口虎钳
• 安全眼镜
• 耐热手套
• 丙烷喷灯
• 一定数量的 7/16 英寸钢球。钢球可从 McMaster-Carr 或亚马逊等网站在线订购。
• 管钳

指示

1. 按照装配图所示将管件和阀门连接在一起。所有配件必须拧紧且无泄漏，这一点非常重要。连接不良的接头会泄漏热蒸汽并导致性能不佳。

2. 找到一个安全、合适的区域来测试你的蒸汽炮。

3. 将大炮牢固地夹在虎钳中。炮管与水平面的夹角至少应为 15 度，但不得超过 45 度。

4. 打开球阀。倒入5至10毫升水，确保水到达阀门后面的储水器部分。

5. 戴上安全眼镜和耐热手套。

6. 关闭球阀。使用丙烷喷灯加热大炮的储罐部分。加热时，观察压力表，仔细检查接头周围是否有泄漏。如果有泄漏，请等待设备冷却后再修复接头。当压力表读数为 20 PSI 时停止加热。不要超过 20 PSI。

7. 如果没有泄漏，请快速打开球阀试射大炮。然后装上钢球，按照步骤 4 到 6 向目标射击。警告：请遵守安全说明，自行承担射击大炮的风险！

实际操作如下：