自制空气炮“吹蜡烛”
2024-02-27戴骏辉
戴骏辉
一年一度的科技节来了!
科技节上有一个比赛项目,要求用自制的空气炮去“吹”长长的一列蜡烛,吹灭蜡烛最多者获胜。我决定挑战这个项目,试一试自己的身手。
什么是空气炮
空气炮是以空气作为介质,瞬间将空气压力转变为空气射流动力能的装置,能产生强大的冲击力。
第一代空气炮
我把塑料罐底部剪去,将保鲜袋套在塑料罐罐身,并用胶纸固定,然后用橡皮筋从内部将保鲜袋底部中心与塑料罐口连接起来。
试验时,我发现第一代空气炮的冲击力不大,最多只能吹灭3根蜡烛(每根蜡烛相距10 cm)。
第二代空气炮
找到第一代空气炮动力不足的原因后,我“对症下药”,制作第二代空气炮。
原因:出气口偏大,气流不集中
对策:缩小出气口
我选择6.5 mm厚的纸板作为空气炮炮筒材料。先用长110 cm的长方形纸板制作圆筒,横截面直径为13 cm,再切割出一个环形纸板,外环直径为13 cm,内环直径为9 cm,然后用热熔胶将环形纸板粘在圆筒的一端。
原因:空气储存量不足,不能形成强大气流
对策:增大空气炮内部空间
我在圆筒的另一端套上保鲜袋,使保鲜袋底部与圆筒筒口保持一定的距离,既能增大空气炮内部空间,又便于操作空气炮时压缩空气,形成强大的气流。然后,我用封箱胶固定保鲜袋与圆筒的连接处。
为了方便携带和操作空气炮,我还设计并安装了支撑圆筒的把手和固定圆筒后部的环形纸片。如此,空气炮炮筒制作完成。
原因:弹力不够大,不能迅速释放压缩空气
对策:增大橡皮筋弹力
我将多根橡皮筋以相互交叉的方式串联成橡皮筋带,将3条这样的橡皮筋带作为弹力装置。
我将各橡皮筋带的一端与保鲜袋的中心固定在一起,作为压缩气体的装置,嵌套在炮筒后部。接着,把各橡皮筋带的另一端固定在爆炸螺丝上,改装爆炸螺丝的金属套管,将其作为固定器嵌在炮筒上。3个固定器在炮筒上均勻分布,以增强空气炮弹力装置压缩空气的能力和平衡性。
橡皮筋被拉动时,拉力作用在金属套管上,制成炮筒的纸板受到的压强被分散,不易损坏。
“吹蜡烛”实验
在科技节上,我将第二代空气炮的出气口对准燃烧着的蜡烛火焰,同学们帮忙将绑有橡皮筋带的保鲜袋拉到最大限度位置,迅速放开,形成强大的气流,一次吹灭了12根蜡烛(每根蜡烛相距10 cm),打破了学校科技节空气炮“吹蜡烛”项目的纪录。
实验原理我知道
空气炮炮筒存储空气。将绑有橡皮筋带的保鲜袋拉到最大限度位置,内部空气量增加,迅速放开保鲜袋,内部空气被挤压,通过直径小于炮筒直径的出气口发射出来,速度快,压强大,具备炮弹般的冲击力,迅速将蜡烛吹灭。
勇敢挑战,收获满满。通过这次制作空气炮,我明白了学习知识的重要性,要不怕困难,勇于尝试,发挥想象力,跳出思维的局限,探索各种可能性。
空气炮制作材料易得,大家可以参照我的方法制作空气炮并演示空气炮“吹蜡烛”实验哟。(指导老师:张颖瑜)
(栏目编辑 阳丹彦)