超音速的玩具

civiling

今天看到有个帖子《每秒490米的后果》http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=351745，讲解的人提到一个喷管的截面，想起10年前我的师兄们玩过的一个东西——拉法尔管。

当年为了把成打的皮球吹跑，需要用风扇吹，但皮球多了聚在一起的时候，大功率航模风扇也效果欠佳。后来就有人想到用气动。普通空压机通常能够打到1~1.5Mpa。用来吹气，效果很差，犹如放了个大响屁，仅一下，就蔫了。
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" c1 y6 ~/ R! u! ?; j/ A后来改进到用高压气体，打到12Mpa。这种压力就需要到专门的工厂去充气了，每次充气是要给钱的。

玩这种高压气体，市面上的普通气阀就都不行了，得用专门的球阀。记得听说当时是买的德国的球阀。为了瞬间打开球阀，而且是在电控情况下，需要给球阀安装上另一套气路，用气缸来掰开球阀。
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即便这样，由于对气嘴的形状没有认识，最初觉得越细越好，做了实验，效果不理想。后来请专家计算，这个专家就是当时机械学院的院长。院长用一周左右的时间，计算除了一个适合当时的压力和使用环境的喷口，就是附件中的那个喷嘴了。学名叫拉法尔管。记得我后来去找他请教这个问题的时候，他说我们热工书本上有。只是我们现在热工课时太少，大家如果只关注考试的“重点”就不会了解这个好玩的东西。类似原理的东西，反过来思考用在汽车上，可以减小风阻，好处多多。
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1 Z+ G& f; ^$ K8 j) q! [这东西不好做，管内最细的地方直径仅2.6mm。当年我也让我父亲尝试做过，只能磨仿形刀，磨不好，就搞断了。后来再北京找了个N级车工，那老师傅NB，磨了数把仿形刀，愣是直接掏出来了。
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- S( L7 r9 N: c( z" t; ~! i这玩意最后使用的效果是惊人的，理论上气体出口速度高达560m/s，现场发出飞机发动机一样尖锐的啸叫声。可以把10个120g，150mm直径的玩具皮球一起吹飞14.14米以外的地方。

后来这项技术被认为“危险”，哈哈。我收藏了一个，如附件了。有时候想，为啥国内技术落后？领导感觉危险就给你禁止掉了……

) Q5 E, h) r  l: \最近看技术论坛，有种感觉是理论派的专家和实践派的师傅有点互轻。

9 D+ U- ]8 l$ @4 w其实工业是一个完整的链条，专家的理论，师傅的经验都不可或缺。没有专家，就不会有人算出拉法尔管的尺寸，甚至连有这东西都不知道，更不用说叫什么名字；没有那种N级车工师傅，那玩意就只能是一张理论图纸。

逍遥处士

鄙人研究火切机的割嘴时，研究过一段时间的拉瓦尔喷管。其中要研究伯努利方程，和空气扰动的传播速度（音速），最终通过解微分方程，得出普通方程，不过都忘了。

1 h5 Z0 k( C/ g+ `; n. [只记得查找过一篇论文，说小直径的喷管制作方法，就是先用铝合金车出一个喷管管道的形状，然后好像拿去电镀，什么阳极电解阴极电解的，在表面镀上厚厚一层金属“铬”，有几毫米厚吧。然后熔掉里面的铝，喷管管道就形成了。这样制作，比掏里面的小孔要容易些，也能制作得很精密。

; i( O3 a* e) t& V  G# _: L7 C不得不说，西学的代数工具是很有威力的。不过我始终没有想明白，为什么在喷管的出口段，管道是扩张的，但气流速度却是增加的，从音速增加到超音速。与常识相背，难以理解……

我是工程师QW

长见识了，好

神仙老虎狗

逍遥处士 发表于 2014-3-9 21:02
- z+ Q8 c% V4 [: ^9 w# ?鄙人研究火切机的割嘴时，研究过一段时间的拉瓦尔喷管。其中要研究伯努利方程，和空气扰动的传播速度（音速 ...

回帖也精彩，受教了~

螺旋线

要这么说，楼主属于“理论派”。“实践派”就会知道那东西在大量的场合应用，还会知道那东西如何加工。
* O4 q8 N' D. j! s, h; q还有涡流管这种东西，通压缩空气，一头出冷风，一头出热风。

angel1399793

涨姿势了

mrplplplpl

谢谢楼上诸位的帖子,学习了

jolinmyiove

长见识了

13863023496

逍遥处士 发表于 2014-3-9 21:02
鄙人研究火切机的割嘴时，研究过一段时间的拉瓦尔喷管。其中要研究伯努利方程，和空气扰动的传播速度（音速 ...

以前看超音速飞机时说过，复制个解释你看看。
) |9 V5 \# k1 x; y. H对于亚音速气流，当管道收缩时，气流速度增加。超音速气流正相反，若管道收缩，会引起气体密度剧烈增加，反而使气流速度降低。而扩张管道则使气流速度增加。因此，在用收敛喷管将亚音速气流加速至音速时，管道应变为扩展的，才能使音速气流进一步加速为超音速气流。

dotaman

深刻的理论下面还有这么多神奇好玩的东东。。。