Английский разработчик Том Стэнтон сконструировал уникальную баллистическую машину, способную разогнать крошечный заряд до гиперзвуковой отметки. Несмотря на малый вес снаряда – всего 4 грамма – в ходе тестирования он достиг скорости примерно 1248 километров в час, что значительно превышает скорость звука.

Стэнтон получил широкую известность благодаря своим инженерным проектам, которые он демонстрирует на платформе YouTube. Его канал привлекает аудиторию более чем в полтора миллиона человек. Он разрабатывал разнообразные механические устройства, включая летательный аппарат с пневматической силовой установкой, велосипед, оснащённый двигателем Стирлинга, а также механизмы, использующие энергию маятника.

В этот раз инженер поставил перед собой задачу выяснить границы возможностей модернизации средневекового осадного орудия при использовании современных технологий и материалов.

Первоначально требушет был предназначен для метания массивных каменей, которые применялись для разрушения укреплений. Принцип его действия основан на использовании противовеса: когда груз падает под воздействием гравитации, накопленная энергия передаётся через систему рычагов и пращу к лёгкому снаряду, приводящему в движение механизм с большой скоростью.

Основное препятствие для работы данного устройства – гравитация. На нашей планете свободно падающее тело набирает скорость, ускоряясь приблизительно на 9,81 метра в секунду каждый следующий момент времени падения. Следовательно, простое увеличение веса противовеса не дает возможности неограниченно повышать быстроту снаряда. Для достижения лучших результатов Стэнтону потребовалось внести изменения в конструкцию самого требушета.

Специалист применил систему блоков с передаточным числом 3:1, что позволило скорректировать взаимодействие между перемещением противовеса и движением метательного рычага. Сам этот рычаг должен был одновременно выдерживать значительные нагрузки и оставаться достаточно легким по весу. Для его создания Стэнтон выбрал углеродное волокно.

Компоненты конструкции инженер изготовил на самодельной машине с числовым программным управлением, которую он ранее собрал своими руками. В процессе тестирования некоторые элементы оказались недостаточно крепкими. После проведения испытаний на прочность Стэнтон модифицировал конструкцию и укрепил наиболее слабые части.

Затем началась серия испытанийЭто осуществлялось путем постепенного увеличения массы противовеса. Специалист наращивал её примерно на 10 килограммов за каждый цикл.

Используя противовес весом десять килограммов, снаряду удалось развить скорость приблизительно шестьсот тридцать четыре километра в час. С увеличением массы противовеса до сорока килограммов, ускорение достигло одиннадцатисот пятьдесят двух километров в час, однако для достижения звуковой скорости не хватило восемьдесят два километра в час.

Дальнейший эксперимент с использованием пятидесятикилограммового противовеса оказался неудачным. Конструкция требушета оказалась недостаточно прочной и была повреждена под воздействием нагрузки. В результате, Стэнтону пришлось вернуться к использованию сорокакилограммового противовеса и снизить массу снаряда до четырёх граммов.

Данная модификация привела к значительному увеличению скорости метания. Во время заключительного теста снаряд достиг примерно двенадцатисот сорок восемь километров в час.

Этот показатель оказался на четырнадцать километров в час превышающим скорость звука, что позволило малогабаритному снаряду впервые за весь эксперимент Стэнтона преодолеть звуковой барьер.

Подтверждением успеха послужили не только данные измерений. В процессе полёта был отчетливо зафиксирован резкий звук и последующее отражение, что указывает на возникновение акустического удара – типичного явления при преодолении звукового барьера.

Проведенные исследования продемонстрировали возможность существенного улучшения древнего принципа действия требушета благодаря применению современных материалов, высокоточным технологиям изготовления и модификации механической конструкции. Однако эта разработка наглядно иллюстрирует базовое ограничение подобных устройств: увеличение энергии и скорости приводит к значительному возрастанию нагрузок на все компоненты системы.

Благодаря этим усилиям специалисту удалось трансформировать историческое осадное орудие в экспериментальную платформу, позволяющую разогнать небольшой снаряд до сверхзвуковой скорости.