نحن نقدم تعليمات لبناء وتشغيل مدفع بينج بونج أسرع من الصوت جنبا إلى جنب مع تقنيات التشخيص البصري لقياس سرعات الكرة واكتشاف موجات الصدمة. يعد إعداد حافة السكين البصري شديد الحساسية للانحرافات الصغيرة التي تجتاز شعاع الليزر ويوفر وسيلة للكشف عن موجات الصدمة المرتبطة بالمدفع. للبدء ، قم بتشغيل أجهزة استقبال الصور ووحدة الليزر عن طريق توصيلها بمصدر طاقة محدود بتيار 15 فولت ومصدر طاقة ليزر.
بعد ذلك ، قم بتوصيل مستقبلات الصور بقناتي راسم الذبذبات باستخدام كبلات BNC. لإعداد التشخيص البصري ، ضع الليزر عموديا على المدفع المصنع مع مرور الشعاع الأول عبر نوافذ الأكريليك داخل الأنبوب ، والثاني خارج مخرج المدفع مباشرة. ضع شريطا كهربائيا أسود فوق نصف مستشعر مستقبل الصور ، مما يؤدي إلى إنشاء إعداد للكشف عن صدمة حافة السكين.
لتجنب القص ، اضبط موضع الشعاع على حافة السكين بحيث يكون جهد خط الأساس حوالي 50٪ من الحد الأقصى. بعد ذلك ، اضبط الإعدادات على راسم الذبذبات لجمع 20 مليون نقطة بيانات. استخدم مقبض المقياس الأفقي لضبط معدل الحصول على البيانات على 500 ميغاهرتز.
أدر مقبض الزناد للتعثر بجهد أقل بقليل من خط الأساس المحدد الذي تم الحصول عليه من جهاز استقبال الصور. قبل إطلاق PPC ، ارتد حماية الأذن والعين. أدخل كرة بينج بونج في مخرج المدفع وانفخها برفق في نهاية المدفع حتى تصطدم بالفراغ المناسب بالقرب من مدخل الأنبوب.
أغلق شفة خروج المدفع وغطاء الأكريليك باستخدام قطعتين من الشريط المربع. تأكد من تمركز شعاع الليزر على حافة السكين ، ووضع الزناد بشكل صحيح ، وحاوية الالتقاط آمنة. قم بتشغيل مضخة التفريغ لإخلاء الأنبوب إلى ضغط مطلق منخفض أقل من اثنين Torr.
بمجرد الوصول إلى فراغ كاف ، استخدم طرفا عريض الرأس لثقب الشريط عند المدخل. بعد إطلاق النار ، قم بإيقاف تشغيل مضخة التفريغ وإزالة أي شريط متبقي من شفة الخروج وغطاء الأكريليك. لإطلاق PPC الأسرع من الصوت ، أغلق الصمام الذي يربط أنبوب السائق بضاغط الهواء واملأ خزان ضاغط الهواء.
تفجير الكرة ، كما هو موضح سابقا. بعد إغلاق شفة خروج PPC الأسرع من الصوت ، أدخل غشاء بوليستر رفيع مقطوع مسبقا بين حشيتين مطاطيتين وضعهما بين سائق المدفع والأقسام المدفوعة. قم بتوصيل القسمين باستخدام أربعة مشابك كام.
بمجرد تقليل الضغط في الأنبوب ، حرر الضغط من ضاغط الهواء إلى أنبوب التشغيل ، مما يسمح بزيادة الضغط حتى يتمزق الحجاب الحاجز ويملأ الهواء المضغوط داخل أنبوب التشغيل الأنبوب المدفوع المفرغ. بعد إطلاق PPC الأسرع من الصوت ، قم بإيقاف تشغيل ضاغط الهواء ومضخة التفريغ. قم بإزالة الحجاب الحاجز البوليستر الممزق والشريط من المدفع.
تم تمثيل موجة الصدمة المنتشرة ، التي انعكست خلال عملية إطلاق المدفع ، بتغيير في الجهد فيما يتعلق بالوقت. يوضح الارتفاع الإيجابي أو السالب اتجاه الموجة الصدمية في الإشارة ، وتم حساب السرعة من خلال عرض النبضة المربعة ، الناتجة عن قطع الكرة للحزمة. تم استخدام معالج دقيق لمعالجة الإشارة من الحزمة التي تعبر داخل الأنبوب لحساب وعرض سرعة الكرة تلقائيا بالقرب من مخرج المدفع.
أظهرت آثار راسم الذبذبات إطلاق القناة المزدوجة ل PPC الأسرع من الصوت. يمثل التتبع العلوي الحزمة التي تعبر الجزء الداخلي للمدفع ، بالقرب من المخرج. في حين أن التتبع السفلي يتوافق مع الشعاع الذي يجتاز مسار كرة البينج بونج بعد الخروج من المدفع.
أشارت إشارة القطع إلى أن الكرة مرت وأعاقت كل شعاع. كشف مخطط فرق الضغط مقابل رقم ماخ أن الأغشية بسمك 0.001 و 0.002 بوصة تتمزق عند فرق ضغط كاف لتسريع كرة البينج بونج إلى سرعة تفوق سرعة الصوت. كانت سرعة الكرة أكبر باستمرار من 1.3 ماخ مع غشاء بسمك 0.002 بوصة.
سيعزز مدفع بينج بونج الأسرع من الصوت المقدم والتشخيص البصري قيمة المدفع ، كجهاز توضيحي وكجهاز لمتابعة التجارب المعملية.
