美国工程师新玩法：超音速乒乓球穿透球拍

乒乓如歌 · 2013-2-9 09:24:00

来自美国普渡大学的研究人员正在修改自己的乒乓球枪，利用自制的蒸汽涡轮机设计了超级发射装置，出膛速度可达到超音速，甚至超过了F-16战斗机。研制该装置的目的是展示如何将亚音速的气流转化为超音速。进行这样研究的是该校机械工程师马克等人，他们设计的乒乓球枪可以发射小球，初速度超过了400米每秒，大约为1.2马赫。 科学家们证明了在实验室中通过相对低技术含量的方法可以制造超音速乒乓球枪，马克教授和他的研究生们制作了一个收敛发散的喷嘴，可以将亚音速的气流导入形成超音速流，研究人员认为超音速的乒乓球枪是一个前卫的工具，可以用于演示加速度，显示空气中的压力差。虽然其结构很简单，但是制作起来却是一个极具挑战性的问题，因为它包含了一系列的空气动力学原理，尤其是对其中流体力学的计算。 当前制作的乒乓球枪采用多种低技术的应用，比如几层管道胶带的密封就形成了压力室，并打造了一个拉瓦尔喷嘴，这是航空或者火箭发动机上基本构件，具备收敛和发散功能，可以将小球加速至超音速。拉瓦尔喷嘴是瑞典工程师古斯塔夫·拉瓦尔在1888年设计的，当时仅用于蒸汽涡轮机，但其喷嘴技术可用于当代的超音速喷气发动机。 在空气进入装置时会被压缩，形成的超音速流作用于乒乓球上，研究小组使用高速摄像机测定了小球的初速度，达到了406.4米每秒，差不多为1.23马赫。很显然，这是一个了不起的发射速度，但研究人员警告，该装置只能用于受控的环境中，由于初速度具有很大的动能，所以需要非常小心，否则将像被击穿的乒乓球拍那样，换句话说，不要试图在家里进行这个装置的制造和实验。