Maailman tehokkain NERF-ase: näin paineilmatykki lävistää tölkin

Vaahtomuovitikkoja ampuva NERF-ase on lähtökohtaisesti harmiton lelu: pehmeä tikka ei jätä mustelmaa eikä riko ikkunaa. Juuri siksi internetissä kiertelyä video, jossa NERF-tikka lävistää Red Bull -tölkin alumiinikuoren, herätti aikoinaan niin paljon huomiota. Tässä artikkelissa käymme läpi, mistä kyseisessä videossa oikeasti on kyse, miten tavallinen NERF-ase eroaa videon laitteesta, mitä fysiikkaa tölkin lävistämisen taustalla on – ja ennen kaikkea, miksi vastaavaa tempputa ei kannata yrittää kotona.

Mistä videon „maailman tehokkaimmassa NERF-aseessa” on kyse?

Videon takana on italialainen rakentelija Giacomo „Giaco Whatever” Di Muro, joka tunnetaan YouTube-kanavastaan. Hieno otsikko on kuitenkin hieman harhaanjohtava: videolla näkyvä laite ei ole varsinainen NERF-ase vaan kotitekoinen paineilmatykki, joka sattuu ampumaan tavallista NERF-vaahtomuovitikkaa. Toisin sanoen kyse ei ole tehostetusta lelusta, vaan täysin erillisestä laitteesta, joka käyttää lelun tikkaa ammuksena.

Tykki toimii hyvin korkealla paineella: eri lähteiden mukaan tikan takana oli jopa noin 400 psi (noin 27,6 baaria) paineilmaa tai happea. Tällä paineella vaahtomuovitikka lähti liikkeelle niin suurella nopeudella, että se lävisti energiajuomatölkin ohuen alumiinikuoren. Giaco kuvasi kokeen olevan esitesti tulevaa projektia varten, jossa hän halusi selvittää, kuinka paljon vahinkoa tavallinen NERF-tikka voi riittävällä nopeudella saada aikaan.

Mittakaavan hahmottamiseksi kannattaa muistaa, että 400 psi on valtava paine arkikäytössä. Tavallisen henkilöauton renkaan paine on noin 30–35 psi ja ilmakehän paine merenpinnan tasolla noin 14,7 psi. Giacon laitteessa tikan takana oli siis kymmeniä kertoja renkaan paine. Tällaisen paineen hallittu purkaminen vaatii järeät ja oikein mitoitetut osat; satunnaisista putkista kyhätty säiliö ei ole tarkoitettu moiseen rasitukseen.

Ammuksen nopeudesta on liikkunut isoja lukuja, kuten „Mach 2,3” tai noin 800 metriä sekunnissa. Nämä ovat kuitenkin arvioita, eivät mitattuja arvoja, joten niihin kannattaa suhtautua varauksella. Varmaa on vain se, että nopeus oli moninkertainen tavalliseen NERF-aseeseen verrattuna – muuten tikka ei olisi mitenkään lävistänyt tölkkiä. Alkuperäisen videon ja uutisoinnin löytää muun muassa teknologiasivusto Gizmodon kautta.

Mikä NERF on? Lelun lyhyt historia

NERF on yhdysvaltalaisen leluvalmistaja Hasbron tuotemerkki, ja sen tarina alkaa jo vuodelta 1969. Tuolloin pelisuunnittelija Reyn Guyer kehitteli sisätiloihin sopivaa pallopeliä, ja pelinvalmistaja Parker Brothers päätyi jättämään ideasta jäljelle vain pehmeän vaahtomuovipallon. Noin neljän tuuman kokoinen polyuretaanipallo tuotiin markkinoille vuonna 1970 „maailman ensimmäisenä virallisena sisäpallona”, jolla saattoi pelata rikkomatta huonekaluja tai ikkunoita.

Sana NERF ei ole lyhenne vaan tuotenimi. Varsinaiset ampuma-aseiksi muotoillut „blasterit” tulivat vasta myöhemmin: ensimmäisenä vaahtomuovitikkoja ampuvana mallina pidetään yleensä vuoden 1991 Sharpshooteria. Omistus siirtyi vuosien varrella: Kenner osti Parker Brothersin vuonna 1985, ja Hasbro osti Kennerin vuonna 1991, jolloin NERF päätyi Hasbron hallintaan. Sieltä ovat sittemmin lähtöisin tunnetut tuoteperheet, kuten Elite ja isöillä tikoilla ampuva Mega.

Vuosikymmenten aikana NERFistä on kasvanut maailmanlaajuinen ilmiö. Tuotevalikoimaan kuuluu nykyään vaahtomuovitikkojen lisäksi muun muassa geelikuulia ampuvia malleja, vesipyssyjä ja lisävarusteita, kuten tähtäimiä ja lippaita. Peruslupaus on silti pysynyt samana koko ajan: ammus on pehmeä ja kevyt, jotta sillä voi leikkiä sisätiloissa satuttamatta tai rikkomatta. Tämä suunnitteluperiaate on juuri se, jonka videon paineilmatykki rikkoo täysin.

Yksi sitkeä harhaluulo on, että vaahtomuovipallon olisi kehittänyt leluyhtiö Wham-O. Tämä ei pidä paikkaansa: NERFin juuret ovat Guyerin ideassa ja Parker Brothersin tuotteistuksessa. Jos vanhat ja osin vaaralliset lelut kiinnostavat laajemmin, kannattaa lukea myös kooste aikoinaan vaarallisina kielletyistä leluista.

Miten tavallinen NERF-ase toimii?

Tavallinen NERF-blasteri on hyvin yksinkertainen laite. Useimmat edulliset mallit toimivat jousikäyttöisellä männällä: kun asetta virittää, jousi puristuu kokoon ja lukittuu. Liipaisimen painallus vapauttaa jousen, joka työntää mäntää eteenpäin. Mäntä puristaa putkessa olevan ilman kasaan, ja syntyvä pieni ilmapulssi sinkoaa kevyen vaahtomuovitikan ulos piipusta.

Osassa malleista käytetään sen sijaan pyöriviä svingöitä (flywheel-mekanismi): kaksi sähkömoottorin pyörittämää pyörää tarttuu tikkaan ja kiihdyttää sen liikkeelle kitkan avulla, hieman kuten pallonsyöttökone. Kummassakin tapauksessa energia on pientä ja hallittua – tarkoituksena on, että pehmeä tikka lentää muutaman kymmenen metrin matkan satuttamatta.

Käytännössä tikan lähtönopeus jää maltilliseksi. Hasbro ei julkaise virallisia nopeuksia, mutta harrastajat ovat kronografilla mitanneet vakiovarusteisten tikkojen liikkuvan tyypillisesti vain joitakin kymmeniä kilometrejä tunnissa, ja valmistaja ilmoittaa esimerkiksi Elite-sarjan kantamaksi noin 27 metriä. Tämä riittää hauskaan pihaleikkiin, mutta on valovuosien päässä paineilmatykin lukemista. Vastaavia kevyitä leikkiaseita ovat esimerkiksi hyönteisiä vastaan tarkoitettu suolaa ampuva Bug-A-Salt-ase ja kevyitä ammuksia singahduttava kuminauhoja ampuva minipyssy.

Paineilma ja fysiikka: miksi tikka lävistää tölkin

Tölkin lävistäminen kiteytyy yhteen käsitteeseen: liike-energiaan. Liike-energia riippuu ammuksen massasta ja ennen kaikkea sen nopeudesta, ja nopeus vaikuttaa toiseen potenssiin. Kun nopeus kaksinkertaistuu, energia nelinkertaistuu; kun nopeus kymmenkertaistuu, energia satakertaistuu. Juuri tämä selittää, miksi sama kevyt vaahtomuovitikka voi olla toisessa tilanteessa täysin harmiton ja toisessa lävistää metallia.

Tavallisessa NERF-aseessa tikka liikkuu hitaasti, joten sen energia on pieni ja jakautuu pehmeän kärjen laajalle alalle. Giacon paineilmatykissä tilanne on päinvastainen. Noin 400 psi:n paine työntää tikkaa huomattavasti pidempään ja voimakkaammin, jolloin lähtönopeus moninkertaistuu. Koska energia kasvaa nopeuden neliössä, pieneltä tuntuva nopeuden kasvu riittää muuttamaan vaarattoman lelun ammuksen läpäisykykyiseksi iskuksi.

Kun tällainen tikka osuu ohueen alumiinitölkkiin, suuri energia kohdistuu hyvin pieneen pinta-alaan erittäin lyhyessä ajassa. Paikallinen paine ylittää alumiinin lujuuden, ja materiaali rikkoutuu kärjen kohdalta – aivan kuten mikä tahansa nopea ja riittävän jäykkä ammus tekisi. Fysiikka on tässä mielessä täysin johdonmukaista: ei tarvita taikaa, ainoastaan paljon nopeutta. Sama periaate tekee mistä tahansa arkisesta esineestä vaarallisen, jos sille annetaan riittävästi vauhtia.

Toinen merkitsevä tekijä on kuinka pitkään ja kuinka voimakkaasti ammusta työnnetään. Tavallisessa NERF-aseessa ilmapulssi on lyhyt ja heikko, joten tikka ei ehdi kiihtyä kovin nopeaksi ennen kuin se lentää ulos piipusta. Paineilmatykissä taas suuri paine purkautuu pitkässä piipussa ja työntää tikkaa koko matkan ajan, jolloin lopullinen lähtönopeus kasvaa valtavasti. Ilmiö on sama kuin aidoissa paineilma-aseissa: mitä pidempään ja kovemmin ammusta kiihdytetään, sitä enemmän energiaa se saa.

Juuri tämä erottaa lelun ja aseen toisistaan. Kyse ei ole siitä, että vaahtomuovitikka olisi jotenkin salaa vaarallinen, vaan siitä, että mille tahansa kappaleelle voidaan antaa tuhoisa määrä energiaa, jos sen nopeus nostetaan tarpeeksi korkealle. Lelun turvallisuus perustuu nimenomaan siihen, että sen energia pidetään tarkoituksella alhaisena.

Turvallisuus: miksi kotitekoista paineilmatykkiä ei kannata rakentaa

Vaikka video on vaikuttava, se on hyvä muistutus siitä, että lelun ja aseen raja on ohut. Kotitekoiseen korkeapainelaitteeseen liittyy kaksi erillistä vaaraa. Ensimmäinen on itse painesäiliö ja -putkisto: sopimattomista osista rakennettu, satojen psi:n paineelle viritetty laite voi revetä tai räjähtää hallitsemattomasti ja singota sirpaleita. Tätä riskiä ei näy videolla, mutta se on täysin todellinen.

Toinen vaara on itse ammus. Tölkin lävistävä tikka lävistää paljon hauraampia asioita, kuten ihoa tai silmän. Tämä ei ole teoreettista pelottelua: NERF-aseiden aiheuttamia silmävammoja on raportoitu jo tavallisillakin leluilla. Lääketieteellisessä BMJ Case Reports -julkaisussa kuvattiin vuonna 2017 kolme potilasta, joille tavallinen NERF-tikka aiheutti silmän sisäistä verenvuotoa (hyfeema), kipua ja näön sumentumista. Oireet paranivat noin kuukaudessa, mutta tapaukset saivat lääkärit suosittelemaan suojalaseja ja ikärajojen tarkistamista.

Riski kasvaa, jos leluja muokataan tai käytetään epävirallisia tikkoja. Virginia Techin tutkimuksessa havaittiin, että muiden valmistajien tikat aiheuttivat silmävammoja 2–3 kertaa todennäköisemmin kuin viralliset: samalla nopeudella suurempi massa ja kovempi kärki kohdistavat silmään enemmän rasitusta. Hasbro itse ohjeistaa olemaan tähtäämättä kasvoihin tai silmiin, käyttämään vain virallisia tikkoja ja olemaan muokkaamatta aseita. Nopeutta satakertaistava paineilmatykki vie nämä riskit täysin eri kokoluokkaan.

Sama opetus pätee moneen muuhunkin kotikonstiin: lopputulos voi näyttää hallitulta videolla, vaikka prosessi on vaarallinen. Hyvä esimerkki on se, miksi esimerkiksi kotitekoinen savutin on vaarallinen ja miksi vastaavia kokeiluja ei kannata ottaa harrastukseksi. Jos tykin fysiikka kiinnostaa, sitä kannattaa opiskella turvallisesti – ei rakentamalla korkeapaineasetta kotona.

Kenelle NERF-aseet sopivat ja mitä kannattaa huomioida

Tehdasvalmisteinen NERF-ase on suunniteltu nimenomaan leikkiin, ja oikein käytettynä se on turvallinen ajanviete niin lapsille kuin aikuisillekin. Alla muutama käytännön vinkki ostajalle ja käyttäjälle:

• Tarkista ikämerkintä ja CE-merkki. Euroopassa myytävien lelujen tulee täyttää lelujen turvallisuusvaatimukset, ja ikäsuositus kertoo, kenelle malli on tarkoitettu.
• Käytä suojalaseja. Etenkin ryhmäleikeissä ja läheltä ammuttaessa silmien suojaaminen on halpa vakuutus.
• Pysy virallisissa tikoissa. Halvat kolmannen osapuolen tikat voivat olla kovempia ja painavampia, jolloin osuma sattuu enemmän.
• Älä tähtää kasvoihin. Tämä on valmistajan perusohje ja järkevä pelisääntö kaikissa tilanteissa.
• Älä muokkaa asetta tehokkaammaksi. Virittely vie lelun pois siitä turvallisuusluokasta, johon se on suunniteltu, ja voi rikkoa mekanismin.

Näin NERF-ase pysyy sinä, mitä sen on tarkoituskin olla: harmittomana leikkikaluna. Videon paineilmatykki taas kuuluu insinööritaidon kuriositeetteihin, joita on hauska katsoa mutta joita ei pidä jäljitellä.

Usein kysytyt kysymykset (UKK)

Onko tavallinen NERF-ase vaarallinen?

Oikein käytettynä tehdasvalmisteinen NERF-ase on turvallinen lelu. Pehmeät tikat liikkuvat hitaasti, eivätkä ne yleensä aiheuta vammoja. Poikkeuksena ovat silmät: läheltä ammuttu osuma voi aiheuttaa silmävamman, joten suojalasit ja kasvoihin tähtäämisen välttäminen ovat suositeltavia.

Miksi videon NERF-tikka lävistää tölkin, vaikka lelu ei pysty siihen?

Koska videon laite ei ole tavallinen NERF-ase vaan kotitekoinen paineilmatykki. Noin 400 psi:n paine kiihdyttää tikan moninkertaiseen nopeuteen. Liike-energia kasvaa nopeuden neliössä, joten korkea nopeus riittää lävistämään ohuen alumiinitölkin.

Kuinka nopeasti tavallinen NERF-tikka lentää?

Hasbro ei julkaise virallisia nopeuksia, mutta harrastajien kronografimittauksissa vakiotikat liikkuvat tyypillisesti vain joitakin kymmeniä kilometrejä tunnissa. Valmistaja ilmoittaa esimerkiksi Elite-sarjan kantamaksi noin 27 metriä, mikä on markkinointiluku eikä mitattu nopeus.

Saako NERF-aseita muokata tehokkaammiksi?

Hasbro suosittelee olemaan muokkaamatta aseita ja käyttämään vain virallisia tikkoja. Virittely nostaa tikan nopeutta ja kasvattaa loukkaantumisriskiä, erityisesti silmävammojen osalta, ja voi samalla vaurioittaa itse laitetta.

Kannattaako NERF-pelissä käyttää suojalaseja?

Kyllä. Lääkärit ovat raportoineet NERF-tikkojen aiheuttamista silmävammoista, ja suojalasit suojaavat juuri herkintä kohtaa. Erityisesti läheltä ammuttaessa ja lasten leikeissä silmien suojaaminen on järkevää.