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造一个空气烟圈炮,研究漩涡

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烟圈(vortex),由一层薄薄的空气构成的平滑移动的圆圈,看起来十分迷此项目介绍的这个大炮,可以让一坨块状的空气横穿你的卧室
作者:Edwin Wise 翻译:virtualwiz



我已经关注烟圈炮一段时间了,它真的是很有趣的玩具。当我厌倦了在网上查阅各种相关概念后,我决定做一架属于自己的。
将无处不在的空气,变成一个可以射出的炮弹,这种感觉十分奇妙。我也试着为我的烟圈炮寻找一些用途,比如在鬼屋里面制造恐怖的感觉。
M15_Vor_vortex1-e1447191491901-620x448.jpg
Michael Thad Carter提供的图片

空气炮力量的一个极端的例子,就是军用的大型空气炮。这种炮会产生爆炸,推动空气,射出很大的烟圈,巨大的动能可将人掀到在地,或者产生足够大的声压,让一块区地区变得无法生活。这个项目不会有如此大的威力,只会向你介绍两种小型而且好玩的烟圈炮:一个5分钟就可制作的简单版,和一电脑控制的、低音喇叭驱动的高级版本。




工作原理
1.可以在平面上自然滚动的物体,是球体。
2.与这个理论类似,环形()就是在空间中,可以自然地轴向“滚动”的形状。
2016-02-25 20:22:47屏幕截图.png
Damien Scogin提供的图示

当空气从烟圈的内侧向前移动时,会从烟圈外侧拉动气体,以自己去替代烟圈外侧的空气。移动的空气相比静止的空气,具有更低的压强。这样一来,烟圈就会在一定时间内一直保持成环形)。
制造一个烟圈十分简单,只要将“一块”空气均匀地推出一个圆孔,周围的空气会向低气压的区域移动,使得空气开始轴向滚动。
你可以用利用烟雾,让这一块空气变得可见,也就是烟圈。
2016-02-25 20:53:22屏幕截图.png
例如,当你敲击一个空的、无盖的牛奶罐时,它就会吐出一个空气漩涡。上图就是一个可以用大垃圾桶做成的烟圈炮。

2016-02-25 20:56:10屏幕截图.png
上图:“Barking Tube”炮。低音喇叭作为一个活塞,打出一系列烟圈,调音设备控制产生烟圈的频率,造雾机使烟圈可见。

音频脉冲的速度曲线会影响烟圈的特性。
如果加速向前推出烟圈,会让烟圈飞行得更快,如果减速向前推出烟圈,会让烟圈旋转、变慢,以特别的方式瓦解。

对烟圈的研究
M15_Vor_B8-620x465.jpg

有了电脑控制的烟圈炮,我试验了用不同的波形去推烟圈。我想要慢慢将扬声器的纸盆拉回,然后迅速向前推进。我用Java写了一个波形生成器,但是发现扬声器并不能像设定的那样工作。纸盆会在推出后往回弹,导致刚刚发射出的烟圈还没向前飞行就被吸回炮筒。而且,我的软件合成器和功放都会滤掉声音中的超低频,因此我设计的波形变得严重失真,无法使用。所以我放弃使用周期锯齿波。我应该需要做更多工作。

这些烟圈炮只能在静止的空气中工作,一点点微风都会破坏烟圈的结构。一般来说,更快、更小的烟圈比更慢更大的烟圈消失得快。在静止的空气中,慢而大的烟圈可以飘出很远一段距离。

我们的烟圈炮是为了制造乐趣,以及研究烟圈背后的物理原理。你也可以用它来恶作剧,比如加入臭气,胡椒粉之类的东西同时我也好奇是否可以加入些可燃气体,变成一个火圈向空中发射。

祝你玩得愉快!




dsweiliang  初级技神

发表于 2016-2-26 08:14:18

加入些可燃气体,不会变成一个火圈向空中发射。只会爆炸,boom
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Ash  管理员

发表于 2016-2-26 14:20:24

在makerfaire上被喷一脸
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virtualwiz  中级技匠
 楼主|

发表于 2016-2-26 16:37:53

Ash 发表于 2016-2-26 14:20
在makerfaire上被喷一脸

真的嘛哈哈哈哈
刚才还真在油管上找到了喷火圈的视频,一会补上
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丄帝De咗臂  高级技匠

发表于 2016-2-29 08:17:08

没雾霾制造雾霾也要上
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