惊了！哆啦A梦里最能打的道具，居然真实存在！还打破了世界纪录，看完跪了....
全世界只有3.14 %?的人關(guān)注了
爆炸吧知識(shí)
生活處處有科學(xué)
《哆啦A夢(mèng)》里的空氣炮，是很多人童年時(shí)夢(mèng)寐以求的神奇道具。
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只要將手伸進(jìn)炮筒，就能發(fā)出強(qiáng)大的壓縮空氣炮，瞬間擊倒體型龐大的怪物。
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為了證明“空氣炮”的確有科學(xué)依據(jù)，有這么一檔喪心病狂的電視節(jié)目，制造了全世界最大的空氣炮，還一炮打破了吉尼斯世界紀(jì)錄！
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這枚大型空氣炮出現(xiàn)在2012年的捷克電視節(jié)目《自然奇觀》（Zázraky p?írody）里，向紙箱墻射擊的同時(shí)，測(cè)試人員不斷增加空氣炮與紙箱墻的距離。
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在20米的距離，紙箱被強(qiáng)大的沖擊波擊散，兩名測(cè)試小哥嚇到抱頭蹲地。
再到50米，紙箱依舊沒有擺脫被推倒的命運(yùn)，連一旁的鐵架都移了位。
最終在100米（330英尺）的位置，一炮打破吉尼斯世界記錄，榮膺世界上打得最遠(yuǎn)的?炮?空氣炮！
事后，兩個(gè)測(cè)試小哥不忘再次作死，體驗(yàn)一次向我開炮的感覺....
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細(xì)心的模友可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在空氣炮君打出的這些炮里，都出現(xiàn)了一個(gè)若隱若現(xiàn)的煙霧圈圈！
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是的，你沒有看錯(cuò)，這空氣炮之所以打得又遠(yuǎn)又猛，都和這個(gè)圈圈背后的流體力學(xué)現(xiàn)象——渦環(huán)有關(guān)！
什么是渦環(huán)
渦環(huán)（又稱渦旋），是指流體沿著某一個(gè)方向，環(huán)繞在直線或是曲線軸的區(qū)域內(nèi)。
它是由被擾動(dòng)的流體，如液體、氣體、等離子體所形成的。就像這樣：
可以看到，圓環(huán)中的流體在繞著軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如果這個(gè)環(huán)的角向轉(zhuǎn)動(dòng)越快，那么這個(gè)環(huán)就會(huì)變得越穩(wěn)定。
為了方便大家理解渦環(huán)里的角向轉(zhuǎn)動(dòng)，超模君邀請(qǐng)了B站上吐煙圈的大神vAustinL親自示范：
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你會(huì)看到，隨著渦環(huán)的上升，第二波吹入的煙霧也隨著渦環(huán)快速旋轉(zhuǎn)，展示了渦環(huán)內(nèi)部的流體流動(dòng)的方向。
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更神奇的是，內(nèi)部的氣流旋轉(zhuǎn)極大增強(qiáng)了渦環(huán)的運(yùn)動(dòng)持久性。類似于讓球滾過地板比滑過地板更容易，渦環(huán)的渦流也減少了核心與周圍的摩擦。
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因此，與流體射流相比，渦環(huán)不是一般的耐打。這也解釋了為什么吐出的煙圈可以飄得這么遠(yuǎn)。
現(xiàn)代人之所以能熟用渦環(huán)的原理，整出各種騷操作，有賴于物理學(xué)家們對(duì)這一現(xiàn)象的不斷研究。
妙不可言的渦環(huán)研究
自17世紀(jì)開始，人類就沒有停止過對(duì)渦環(huán)的研究。
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1858年，德國物理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz）發(fā)表了論文《表達(dá)渦環(huán)的流體動(dòng)力學(xué)方程的積分》，首次對(duì)其進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析。
在論文中，他用公式描述了渦環(huán)的強(qiáng)度。
正是亥姆霍茲的論文，讓人們開始對(duì)渦環(huán)的形成、運(yùn)動(dòng)和相互作用有了基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，并嘗試一步步展開深入的研究。
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直到如今，出現(xiàn)了很多有關(guān)渦環(huán)的有趣研究，其中最著名的，莫過于兩個(gè)渦環(huán)的相撞實(shí)驗(yàn)。
透過動(dòng)圖可以看到，如果兩個(gè)相同渦環(huán)產(chǎn)生正面碰撞，就會(huì)出現(xiàn)如下神奇現(xiàn)象：沿碰撞平面徑向擴(kuò)展后，渦環(huán)又形成多個(gè)美麗的小環(huán)。
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然而，渦環(huán)也并非都是有趣的，對(duì)于直升機(jī)飛行員來說，它是奪走生命的一大殺手。
從渦環(huán)狀態(tài)脫險(xiǎn)的飛機(jī)
從早期使用直升機(jī)開始，飛行員們就發(fā)現(xiàn)，在垂直下降時(shí)，直升機(jī)很容易出現(xiàn)顛簸，快速下跌甚至操縱失靈的狀態(tài)。
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其中的物理實(shí)質(zhì)，是直升機(jī)下降時(shí)的相對(duì)來流對(duì)旋翼尾流的擠壓作用，導(dǎo)致在旋翼形成不穩(wěn)定的渦環(huán)，科學(xué)家稱為“渦環(huán)狀態(tài)”。
一旦直升機(jī)進(jìn)入典型渦環(huán)狀態(tài)，那感覺就像雨雪天踩剎車一樣，老司機(jī)也未必剎得住，模友們可以看動(dòng)圖感受一下有多危險(xiǎn)。
而搞清楚了渦環(huán)狀態(tài)的形成原因，飛行員只要規(guī)避任何一個(gè)渦環(huán)形成的條件，就能避免事故的發(fā)生。
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處處可見的渦環(huán)
其實(shí)，自然界有很多神奇的現(xiàn)象都和渦環(huán)有關(guān)。
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比如，蒲公英的超遠(yuǎn)飛行。
三位科學(xué)家通過長曝光攝影和高速成像，發(fā)現(xiàn)分離的渦流環(huán)是蒲公英飛行的基礎(chǔ)。
圖片來源于Nature自然科研
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又比如說，海豚吐出的神秘銀環(huán)。
這種神秘銀環(huán)也是渦環(huán)的一種，名為泡沫環(huán)(bubble ring)。海豚熱衷于與之嬉戲、追逐，甚至有時(shí)候故意把它咬碎。
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對(duì)它們來說，飯可以少吃，但吹渦環(huán)不能沒有。
那么問題來了，海豚是怎么在水中制造出渦環(huán)的？
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據(jù)科學(xué)家觀察，海豚制造渦環(huán)的方法主要有兩種，都是細(xì)活兒。
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第一種，海豚利用水壓的特性從鼻孔排出渦環(huán)。
第二種，海豚可以通過快速擺動(dòng)背鰭，在水中作水平移動(dòng)或向下移動(dòng)的環(huán)。
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圖片來源于Earthtrust
當(dāng)人類明白海豚是怎么吹渦環(huán)的，第一件事不是贊嘆海豚的聰明才智，而是....自己下水吹起了泡泡。
沒錯(cuò)，在海里，人類可以像海豚一樣吹出美麗的渦環(huán)，但目的通常和科學(xué)沒什么關(guān)系.....
除了自然界之外，在航空、軍事當(dāng)中，也同樣充斥著渦環(huán)的影子。
舉個(gè)栗子，當(dāng)飛機(jī)高速飛過時(shí)，產(chǎn)生的下降氣流會(huì)導(dǎo)致渦環(huán)的產(chǎn)生。
莫得感情的防暴武器：渦環(huán)大炮。
“末日武器”原子彈和氫彈，其爆炸形成的蘑菇云，本質(zhì)上也是一個(gè)不斷上升的巨大渦環(huán)。場面之震撼，讓超模君只想祈禱世界和平。
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渦環(huán)的存在，除了展示流體力學(xué)的魅力，也告訴了我們一個(gè)道理：生活中并不缺少科學(xué)，而是缺少一雙發(fā)現(xiàn)科學(xué)的眼睛。
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對(duì)此，超模君最有發(fā)言權(quán)，因?yàn)槌＞l(fā)現(xiàn)：
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每一個(gè)普通人，都有可能是隱藏的流體力學(xué)專家。
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寫在最后
何謂數(shù)學(xué)？
數(shù)學(xué)家Eduardo曾這樣回答
“數(shù)學(xué)是永恒，是真理，是一切的答案?！?/strong>
為了探尋趣味數(shù)學(xué)奧秘
真切感知理性之美
超模君精心打造了一款
數(shù)學(xué)文化圈藝術(shù)收藏品
《數(shù)學(xué)之旅.閃耀人類的54個(gè)數(shù)學(xué)家》
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作者簡介：超模君，數(shù)學(xué)教育與生活自媒體博主，新晉理工科奶爸。出版過《芥子須彌 · 大科學(xué)家的小故事》；《數(shù)學(xué)之旅·閃耀人類的54個(gè)數(shù)學(xué)家》。后續(xù)數(shù)學(xué)文化創(chuàng)意多多，歡迎關(guān)注認(rèn)識(shí)！
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的惊了！哆啦A梦里最能打的道具，居然真实存在！还打破了世界纪录，看完跪了....的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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