壓縮空氣的威力！從戰(zhàn)艦巨炮到工業(yè)神器，揭開空氣炮的沖擊波之謎

如今我們都經(jīng)常在動(dòng)畫片中見到這樣一類的“空氣炮”，一抬手就能把“敵人”轟飛的“神奇”武功,真真切切的讓我們感受到了主角的高超功夫,但如果真真一一的將這種武功在現(xiàn)實(shí)中做到,恐怕還是有很大難度的。

可想而知，如果真的被這玩意兒擊中，后果的確會(huì)讓人“目瞪口呆”——它不是科幻的玩具，而是一種能轟出足以與音速相提并論的驚人的沖擊波的真正的工業(yè)級(jí)的高大上的大殺器，它的威力足以將一頭剛好趕上它的“速度”的小象都掀翻得一干二凈。

回顧歷史就可發(fā)現(xiàn)，空氣炮曾經(jīng)都是真正的“硬貨”，甚至一度成為軍事的重要武器。19世紀(jì)末，美國(guó)海軍“維蘇威號(hào)”巡洋艦裝備了三門巨型空氣炮，能發(fā)射50至500磅的高爆彈，射程最遠(yuǎn)達(dá)4600米。

可謂是將“空中魚雷”立于西班牙軍隊(duì)的頭上，在1895年的實(shí)戰(zhàn)中就將這幾門大炮的威力完全發(fā)揮了出來，它的炮彈靠壓縮的空氣的瞬間的沖擊波就將西班牙軍隊(duì)嚇得叫苦連天，不過當(dāng)時(shí)的空氣炮有個(gè)致命短板：壓縮機(jī)組容易過熱，炮彈精度也差，最終被火藥武器淘汰。

盡管現(xiàn)代的空氣炮已經(jīng)不再在軍事的戰(zhàn)場(chǎng)上大放異彩，但卻卻卻在工業(yè)的領(lǐng)域中卻又得到了廣泛的應(yīng)用。

它的原理說白了就是“壓縮空氣的瞬間爆發(fā)”：通過壓縮機(jī)將空氣擠壓到高壓容器中，閥門一開，空氣以超過一馬赫（音速）的速度沖出來，形成一道強(qiáng)烈的沖擊波。這種沖擊波的力量最高能達(dá)到數(shù)萬牛頓，相當(dāng)于一只成年小象的重量，足以轟開煤礦倉(cāng)里板結(jié)的煤塊，或是水泥廠中凝固的物料。

要是人不幸被空氣炮擊中，身體遭遇的沖擊取決于距離和壓力，國(guó)外有測(cè)評(píng)者試過站在500米外“接炮”，結(jié)果氣流依然震得他胸口發(fā)悶，留下瘀傷。

這樣一旦高速的氣流就能像重錘般砸向人體的內(nèi)臟不說，甚至還可能將人身骨折，甚至將人體的某些器官都給損傷了。空的金屬管都能被它的強(qiáng)烈的沖擊波鑿的粉碎，那么就更不用說人的血肉之軀了嗎？

為什么看不見摸不著的空氣能爆發(fā)出這等威力？秘密藏在“伯努利定律”里：當(dāng)壓縮空氣從小口噴出時(shí)，中心流速快、壓力低，周圍空氣會(huì)向內(nèi)擠壓，形成漩渦狀的環(huán)型沖擊波。實(shí)驗(yàn)中，用煙霧填充的空氣炮能噴出清晰的“煙圈”，一圈圈擴(kuò)大的氣流環(huán)正是能量傳遞的軌跡。

如今空氣炮成了工業(yè)清堵的利器。以其高壓的強(qiáng)大之力，在如發(fā)電廠、繁忙的港口碼頭或是萬里大糧倉(cāng)中都能在一秒的時(shí)間內(nèi)就將堵塞的物料全部轟散開來；甚至在疏通下水道時(shí)，也比那些剛剛起錨的鋼筋鐵的爪子還要管用。

通過不斷的優(yōu)化如對(duì)噴嘴的形狀的調(diào)整、對(duì)沖擊波的精準(zhǔn)的控制以及對(duì)氣壓的合理的調(diào)節(jié)等對(duì)其的設(shè)計(jì)使得該發(fā)動(dòng)機(jī)的沖擊波的能量得到了更好的利用從而大大地節(jié)能。

從戰(zhàn)艦巨炮到車間工具，空氣炮的演變印證了一個(gè)道理：最溫柔的物質(zhì)（空氣），一旦被速度和壓力賦能，也能成為撼動(dòng)世界的能量。而這股力量，始終藏在人類對(duì)自然規(guī)律的駕馭之中。