Kaip stalo teniso kamuoliuku kiaurai pramušti… medinę raketę? (Video)

Ką ten rekordinis 267 km/val. lauko teniso kamuoliuko padavimo greitis, apie kurį rašėme, berods, praėjusią savaitę… Purdiu universiteto (Purdue University) profesorius Markas Frenčas (Mark French) sukonstravo patranką, iš kurios iššautas stalo teniso kamuoliukas pasiekia 1,2 macho (1450 km/val.) greitį. Jei taip įgreitintas kamuoliukas pramuša stalo teniso raketę, tai per dvi tuščias skardines jis pralekia kaip per sviestą, paversdamas jas neatpažįstamais metalo laužo fragmentais.

Kaip pasigaminti viršgarsinę stalo kamuoliukų patranką? Reikia paimti maždaug stalo kamuoliuko skersmens plastikinį vamzdį, į jį įstatyti stalo teniso kamuoliuką, o vamzdžio galus užklijuoti lipnia juosta. Iš vamzdžio išsiurbus visą orą ir sukūrus, išradimo autoriaus žodžiais tariant, galima gauti „visai neprastą – maždaug 99,n proc. – vakuumą“, kuris užlipdytą lipnią juostą vamzdžio galuose 101,3 kilopaskalio slėgiu įgaubia į vamzdžio vidų.

Savaime suprantama, lipni juostelė šiuo atveju būna nepaprastai įsitempusi ir ją nesunku praplėšti. Taip padarius, į vamzdį plūsteli oras. 2,5 g sveriantis stalo teniso kamuoliukas sugeria maždaug 125 niutonų jėgos impulsą, kas prilygsta maždaug 5 000 g pagreičiui. Įspūdinga.

Įprastai stalo teniso kamuoliukai oru skraido gana protingais greičiais. Taip jie elgiasi ne iš atsargumo, o iš aerodinaminių paskatų. Tačiau vamzdžio dalyje tarp kamuoliuko ir nepraplėštos lipnios juostelės oro nėra. Tad jokia aerodinamika kamuoliukui šiuo atveju netrukdo.

Idealiu atveju taip ir būtų, tačiau M. Frenčo viršgarsinės patrankos vamzdžio viduje tarp kamuoliuko ir vamzdžio sienelių likęs mažytis tarpelis, pro kurį oras prasiveržia į likusią vamzdžio dalį ir, pasiekęs kitą užklijuotą jo galą, išgaubia jį dengiančią lipnios plėvelės membraną, o ši neatlaikiusi slėgio sprogsta. Kamuoliukui kelias atviras. Jis į laisvę šauna maždaug 200 m/s greičiu. Garso greitis jūros paviršiaus lygyje – 343 m/s. Tų 200 m/s visiškai pakanka kiaurai perverti dvi tuščias skardines. Tačiau tai – dar ne viršgarsinis greitis. Beveik viršgarsinę patranką reikia tobulinti. Ir tai visai nesunku.

Tikrai taip, oro išėjimo iš vamzdžio ir kartu kamuoliuko išskriejimo iš vamzdžio greitį galima didinti. Kaip? Naudojant tūtą (susiaurintą ir vėl platėjantį – „persmaugtą“ – vamzdį). Kaip ir daroma raketose.

Analogišku principu veikiančia, tik paprastesne tūta galima patobulinti jau turimą beveik viršgarsinę patranką: tiesiog vieną vamzdžio galą sujungti su „persmaugtu“ vamzdžiu (žr. vaizdo siužeto 4:04 min.). Pro tūtos susiaurėjimą prasiskverbęs oras veršis gerokai greičiau – viršgarsiniu greičiu. Ir beveik viršgarsinė patranka tampa viršgarsine.

O kaip ir ką pramuša iš jos iššautas stalo teniso kamuoliukas, žiūrėkite šiame vaizdo siužete (nuo 5:32 min.). Tiesa, išradimo autorius apdairiai įspėja nemėginti pakartoti eksperimento namuose – jei kamuoliukas pramuša medį, nesunku įsivaizduoti, kas nutiks, jei jis netyčia pataikys ne ten, kur reikia.