超音速的玩具

civiling

今天看到有個(gè)帖子《每秒490米的后果》http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=351745，講解的人提到一個(gè)噴管的截面，想起10年前我的師兄們玩過的一個(gè)東西——拉法爾管。

當(dāng)年為了把成打的皮球吹跑，需要用風(fēng)扇吹，但皮球多了聚在一起的時(shí)候，大功率航模風(fēng)扇也效果欠佳。后來就有人想到用氣動(dòng)。普通空壓機(jī)通常能夠打到1~1.5Mpa。用來吹氣，效果很差，猶如放了個(gè)大響屁，僅一下，就蔫了。
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后來改進(jìn)到用高壓氣體，打到12Mpa。這種壓力就需要到專門的工廠去充氣了，每次充氣是要給錢的。

玩這種高壓氣體，市面上的普通氣閥就都不行了，得用專門的球閥。記得聽說當(dāng)時(shí)是買的德國的球閥。為了瞬間打開球閥，而且是在電控情況下，需要給球閥安裝上另一套氣路，用氣缸來掰開球閥。

即便這樣，由于對(duì)氣嘴的形狀沒有認(rèn)識(shí)，最初覺得越細(xì)越好，做了實(shí)驗(yàn)，效果不理想。后來請(qǐng)專家計(jì)算，這個(gè)專家就是當(dāng)時(shí)機(jī)械學(xué)院的院長。院長用一周左右的時(shí)間，計(jì)算除了一個(gè)適合當(dāng)時(shí)的壓力和使用環(huán)境的噴口，就是附件中的那個(gè)噴嘴了。學(xué)名叫拉法爾管。記得我后來去找他請(qǐng)教這個(gè)問題的時(shí)候，他說我們熱工書本上有。只是我們現(xiàn)在熱工課時(shí)太少，大家如果只關(guān)注考試的“重點(diǎn)”就不會(huì)了解這個(gè)好玩的東西。類似原理的東西，反過來思考用在汽車上，可以減小風(fēng)阻，好處多多。

, [# K: e9 M, t6 u$ y這東西不好做，管內(nèi)最細(xì)的地方直徑僅2.6mm。當(dāng)年我也讓我父親嘗試做過，只能磨仿形刀，磨不好，就搞斷了。后來再北京找了個(gè)N級(jí)車工，那老師傅NB，磨了數(shù)把仿形刀，愣是直接掏出來了。
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& P' [6 `" a$ t' D1 m% e這玩意最后使用的效果是驚人的，理論上氣體出口速度高達(dá)560m/s，現(xiàn)場發(fā)出飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣尖銳的嘯叫聲?？梢园?0個(gè)120g，150mm直徑的玩具皮球一起吹飛14.14米以外的地方。

( @8 Z4 z8 `0 A3 t0 `后來這項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為“危險(xiǎn)”，哈哈。我收藏了一個(gè)，如附件了。有時(shí)候想，為啥國內(nèi)技術(shù)落后？領(lǐng)導(dǎo)感覺危險(xiǎn)就給你禁止掉了……

最近看技術(shù)論壇，有種感覺是理論派的專家和實(shí)踐派的師傅有點(diǎn)互輕。
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8 x+ e5 a. q) t* L' i3 i! q0 n9 X其實(shí)工業(yè)是一個(gè)完整的鏈條，專家的理論，師傅的經(jīng)驗(yàn)都不可或缺。沒有專家，就不會(huì)有人算出拉法爾管的尺寸，甚至連有這東西都不知道，更不用說叫什么名字；沒有那種N級(jí)車工師傅，那玩意就只能是一張理論圖紙。
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逍遙處士

鄙人研究火切機(jī)的割嘴時(shí)，研究過一段時(shí)間的拉瓦爾噴管。其中要研究伯努利方程，和空氣擾動(dòng)的傳播速度（音速），最終通過解微分方程，得出普通方程，不過都忘了。
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5 E% E' U, n7 ^$ U1 Z: e+ P只記得查找過一篇論文，說小直徑的噴管制作方法，就是先用鋁合金車出一個(gè)噴管管道的形狀，然后好像拿去電鍍，什么陽極電解陰極電解的，在表面鍍上厚厚一層金屬“鉻”，有幾毫米厚吧。然后熔掉里面的鋁，噴管管道就形成了。這樣制作，比掏里面的小孔要容易些，也能制作得很精密。
: |0 s( n1 a" i! a' O. @4 s
; y; v/ P2 w* X0 z9 B5 T不得不說，西學(xué)的代數(shù)工具是很有威力的。不過我始終沒有想明白，為什么在噴管的出口段，管道是擴(kuò)張的，但氣流速度卻是增加的，從音速增加到超音速。與常識(shí)相背，難以理解……

我是工程師QW

長見識(shí)了，好

神仙老虎狗

逍遙處士 發(fā)表于 2014-3-9 21:02
- W8 G& ?" E5 v6 M2 N, X9 s鄙人研究火切機(jī)的割嘴時(shí)，研究過一段時(shí)間的拉瓦爾噴管。其中要研究伯努利方程，和空氣擾動(dòng)的傳播速度（音速 ...

回帖也精彩，受教了~

螺旋線

要這么說，樓主屬于“理論派”。“實(shí)踐派”就會(huì)知道那東西在大量的場合應(yīng)用，還會(huì)知道那東西如何加工。
還有渦流管這種東西，通壓縮空氣，一頭出冷風(fēng)，一頭出熱風(fēng)。

angel1399793

漲姿勢了

mrplplplpl

謝謝樓上諸位的帖子,學(xué)習(xí)了

jolinmyiove

長見識(shí)了

13863023496

逍遙處士 發(fā)表于 2014-3-9 21:02
鄙人研究火切機(jī)的割嘴時(shí)，研究過一段時(shí)間的拉瓦爾噴管。其中要研究伯努利方程，和空氣擾動(dòng)的傳播速度（音速 ...

2 Q) @' p! f, E3 e以前看超音速飛機(jī)時(shí)說過，復(fù)制個(gè)解釋你看看。
- L. B* A% g9 }# v7 B; f1 S; J' s; a對(duì)于亞音速氣流，當(dāng)管道收縮時(shí)，氣流速度增加。超音速氣流正相反，若管道收縮，會(huì)引起氣體密度劇烈增加，反而使氣流速度降低。而擴(kuò)張管道則使氣流速度增加。因此，在用收斂噴管將亞音速氣流加速至音速時(shí)，管道應(yīng)變?yōu)閿U(kuò)展的，才能使音速氣流進(jìn)一步加速為超音速氣流。

dotaman

深刻的理論下面還有這么多神奇好玩的東東。。。