초음속 탁구 대포의 고속 광학 진단

우리는 볼 속도를 측정하고 충격파를 감지하기 위한 광학 진단 기술과 함께 초음속 탁구 대포를 구성하고 작동하는 지침을 제공합니다. 광학 나이프 엣지 설정은 레이저 빔의 작은 횡단 편향에 매우 민감하며 대포와 관련된 충격파를 감지하는 수단을 제공합니다. 시작하려면 포토 수신기와 레이저 모듈을 15볼트 전류 제한 전원 공급 장치 및 레이저 전원 공급 장치에 연결하여 전원을 공급합니다.

그런 다음 BNC 케이블을 사용하여 사진 수신기를 오실로스코프의 두 채널에 연결합니다. 광학 진단 설정을 위해 첫 번째 빔이 파이프 내부의 아크릴 창을 통과하고 두 번째 빔이 대포 출구 바로 바깥쪽을 가로지르도록 제작된 대포에 레이저를 수직으로 배치합니다. 포토 리시버 센서의 절반에 검은색 전기 테이프를 붙여 나이프 엣지 충격 감지 설정을 만듭니다.

클리핑을 방지하려면 기준선 전압이 최대값의 약 50%가 되도록 나이프 가장자리의 빔 위치를 조정하십시오. 그런 다음 오실로스코프의 설정을 조정하여 2,000만 개의 데이터 포인트를 수집합니다. 수평 눈금 노브를 사용하여 데이터 수집 속도를 500MHz로 설정합니다.

방아쇠 손잡이를 돌려 vol에서 트립합니다.tage는 사진 수신기에서 획득한 설정 기준선보다 약간 낮습니다. PPC를 발사하기 전에 귀와 보안경을 착용하십시오. 대포 출구에 탁구공을 삽입하고 파이프 입구 근처의 진공 피팅에 닿을 때까지 대포 끝에 가볍게 불어냅니다.

대포의 출구 플랜지와 아크릴 캡을 사각형 테이프 두 개를 사용하여 밀봉합니다. 레이저 빔이 나이프 가장자리의 중앙에 있는지, 방아쇠가 올바른 위치에 있는지, 포수 용기가 고정되어 있는지 확인하십시오. 진공 펌프를 켜서 파이프를 2Torr 미만의 감소된 절대 압력으로 배출합니다.

충분한 진공 상태에 도달하면 넓은 머리 끝을 사용하여 입구의 테이프에 구멍을 뚫습니다. 소성 후에는 진공 펌프를 끄고 출구 플랜지와 아크릴 캡에 남아 있는 테이프를 제거합니다. 초음속 PPC를 발사하려면 드라이버 파이프와 공기 압축기를 연결하는 밸브를 닫고 공기 압축기 탱크를 채우십시오.

앞서 보여준 것처럼 공을 날려 버리십시오. 초음속 PPC 출구 플랜지를 밀봉한 후 두 개의 고무 개스킷 사이에 얇은 미리 절단된 폴리에스터 다이어프램을 삽입하고 대포의 드라이버와 구동 섹션 사이에 놓습니다. 4개의 캠 클램프를 사용하여 두 섹션을 연결합니다.

파이프의 압력이 감소하면 공기 압축기의 압력을 드라이버 파이프로 해제하여 다이어프램이 파열되고 드라이버 파이프 내의 압축 공기가 배출된 구동 파이프를 채울 때까지 압력이 증가하도록 합니다. 초음속 PPC 발사 후 공기 압축기와 진공 펌프를 끕니다. 대포에서 파열된 폴리에스테르 다이어프램과 테이프를 제거합니다.

대포 발사 과정 전반에 걸쳐 반사된 전파 충격파는 시간에 따른 전압의 변화로 표현되었습니다. 양수 또는 음의 스파이크는 신호에서 충격파의 방향을 나타내며, 속도는 빔을 차단하는 볼에 의해 생성된 사각형 펄스 폭을 통해 계산되었습니다. 마이크로 프로세서를 사용하여 파이프 내부를 가로지르는 빔의 신호를 처리하여 대포 출구 근처의 볼 속도를 자동으로 계산하고 표시했습니다.

오실로스코프 트레이스는 초음속 PPC의 이중 채널 발사를 보여주었습니다. 위쪽 트레이스는 출구 근처의 대포 내부를 가로지르는 빔을 나타냅니다. 반면 아래쪽 트레이스는 대포를 빠져나온 후 탁구공 경로를 가로지르는 빔에 해당합니다.

컷오프 신호는 볼이 각 빔을 통과하여 방해했음을 나타냅니다. 마하 수 대비 압력 차이의 플롯은 0.001 및 0.002 인치 두께의 다이어프램이 탁구 공을 초음속으로 가속하기에 충분한 압력 차이에서 파열된다는 것을 보여주었습니다. 볼 속도는 0.002인치 두께의 다이어프램으로 마하 1.3 이상이었습니다.

제시된 초음속 탁구대와 광학 진단은 시연 장치와 후속 실험실 실험을 위한 장치 모두로서 대포의 가치를 향상시킬 것입니다.