累积效应。绘图、说明

累积效应。儿童科学实验室

儿童科学实验室

累积作用是指爆炸集中在给定方向上的现象。在炸药中形成一个凹槽，其表面覆盖有金属衬里。爆炸期间，衬里被强烈压缩，金属在高压的影响下获得液体的特性。结果，薄薄的金属射流以12-16公里/秒的速度从压缩壳中喷出。射流中的能量密度与核爆炸的能量密度相当。毫不奇怪，它甚至能够烧穿非常厚的装甲。

今天，我们提请您注意几个实验，这些实验将帮助您试验累积效应，但我们注意到，没有使用一克炸药。

请记住，如果您将手拍在水面上，然后以一定角度转动手掌，就会产生一股细细的强力喷射……并且拥有一个学校三脚架和一个由带有抹刀的杆组成的简单设备，您可以设置一个甚至更科学的实验，并通过“射击”射流的范围来确定速度。不难计算出桨叶接触水面的速度是多少（因为我们自己选择了杆落下的高度），由此我们可以发现，由于惊人的累积效应，速度增加了多少倍，即10 - 15次，就像真正的爆炸一样。

累积效果
穿甲聚能射孔弹。爆炸时会形成金属射流，以数十公里/秒的速度移动

快速浸入漏斗的水中即可获得简单而美丽的体验。只是不要太得意忘形：喷气机很容易到达天花板。所发生的事情是这样的：移动漏斗的壁产生了向其轴线汇聚的水流。碰撞时，液体射流速度减慢，结果压力增加。当在漏斗的喉部施加少量水时，它会赋予其相当大的速度。该效应的本质是，缓慢移动的大质量流的能量转移到质量较小的流中，但其速度却大了几倍。

累积效果
获得累积效应而不爆炸的最简单方法是用倾斜的抹刀敲击水面。知道叶片的速度、水滴的角度和范围，我们就可以计算它们的速度

我们用抹刀或漏斗进行的实验为脉冲液压泵在高压下供应少量液体提供了思考。这是现代技术的“空白点”之一。如果我们要制造一种泵，能够在每个活塞冲程将 4 立方毫米的汽油注入摩托车发动机的气缸中，并且压力为 5-1000 MPa，那么我们一次加油至少可以行驶 XNUMX 公里。太棒了，不是吗？仅通过粗略地减少传统燃油泵是不可能解决这个问题的——即使是在一个副本中也很难制造它。巧妙的流体动力学效应将帮助我们解决这个问题。

累积效果
通过快速将漏斗放入水中，您可以获得累积的射流撞击天花板

这是另一种奇怪的经历，也表现出相同的累积效应。将一个球扔进水中。重复几次实验后，你会注意到，或者更确切地说，你会感觉到球在水中留下了一个漏斗。它的墙壁倒塌，细细的、针状的细流升起。但这里有一个微妙之处。即使在实验中出现如此明显的效果也并不总是可能的。原来球的表面应该覆盖着脂肪。

累积效果
水锤 - 一种看起来像累积效应的现象

累积效果
当球落入水中时出现累积射流

当一滴水落入水中时，也会发生类似的现象。奇怪的是，在累积射流的顶部（可以在图片中看到）形成微小的液滴。由于它们体积小，它们能够像灰尘颗粒一样漂浮在空气中。这种美丽的效果被运用在喷泉的建造中。但美国科学家发现，冲厕所时也会发生这种情况，因为空气中含有微剂量的物质。医生将其视为危险疾病传播的渠道之一，而工程师则将其视为反思的绝佳理由。在大英博物馆里，蒸汽机的发明者和马桶的发明者布拉马的肖像并排放置。他们被视为人类最大的恩人，不知道谁更重要……

不过，让我们更好地尝试一下爆炸。我们将立即回答编辑收到的许多来信中的“皇冠”问题：“可以在家制作炸药吗？” 我们回答：“有可能，但不可能活下去！” 然而，炸药的主要任务是在给定体积内高速释放机械能。例如，TNT 每立方厘米能够释放约 2000 kJ 的机械能。你和我，在不冒任何风险的情况下，将使用至少十倍强大的物质进行实验。它是……水中放电后形成的等离子体。因此，我们将进行组装安装，其示意图如图所示。它由一个电容器（1-3 千 pF，24 kV）、一个装有蒸馏水的塑料比色皿和两个火花隙组成。

我们将电容器连接到高压源“Discharge-1”或静电机。当电容器充电时，气隙电极之间的电势差增加并发生自放电。由此产生的电流脉冲在水中的电极之间产生放电。它产生的效果相当于重型炸药的小型爆炸。我们警告您：电容器电容的增加不会给观察到的效果带来任何根本性的新变化，但安装后会变得危险。

累积效果
火花放电 - 水中的小型电爆炸能够在水管中产生累积射流。

通过在 5-10 毫米深度产生放电，人们可以观察到水苏丹，类似于深水炸弹爆炸产生的波浪。尝试在一根透明软管中组装一个带有放电间隙的装置。用橡皮泥密封电线入口。将设备固定在三脚架上后，注满水并排放。水形成的弯月面会塌陷，细小的累积射流会在天花板下高高溅起。

累积效果

一种用于获得水下放电的电路：高压源、电容器和两个放电装置。其中一个具有约两厘米的空气放电间隙，用于形成脉冲。电脉冲穿过水后，会在间隙为 1-2 毫米的第二个放电装置中产生爆炸效应。所有浸入水中的导体必须绝缘良好！

可以提出许多不同的装置，其中在没有爆炸物参与的情况下发生累积效应。在我们的实验中，其后果对其他人来说是绝对安全的，原因只有一个——过程的能量可以忽略不计。但是，当在其基础上创建用于碎石的装置或其他需要高能量的类似装置时，它们将变得危险，尽管它们不包含任何爆炸物。然而，手提钻或金属切割机也只需要称呼“您”。

作者：A. Saveliev

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