【甜甜圈龟】现实中的“龟派气功”？科学家为了重现它们，足足花费了5年

充满烟雾的纸箱喷出球形烟雾，想办法让这烟迅速向前飞，就能在消失前击中几米外的罐子。事实上，掏空罐子、再现“龟派气功”等功夫是漩涡环。你发现这种生活中很容易看到的神奇现象了吗？漩涡圈是指液体沿特定方向围绕直线或曲线轴的部分区域，形成液体、气体、等离子体等扰动的流体。

一旦2个涡环在瞬间发生撞击，它们会沿碰撞平面径向扩展，最后形成小环，这看起来十分震撼。

在生活中，人们吸烟吞吐的烟圈，以及水里的海豚吐出的气泡圈，还有爆炸后升腾的巨大蘑菇云那最外层的圆环，这些都是涡环现象。涡环在以前被人们称为功率陷阱，主要指的是直升机有功率下降时，所处的一种危及飞行安全的状态，这很危险，因为此时即便人们增加直升机的功率，或是增加到最大，也无法制止飞机下沉，若是操作不当，直升机很有可能会因抖动、摇晃等，出现无法控制的下降坠地失事，我国曾出现过多起类似事故。因此对涡环态的判定成为了飞行员必须了解的知识。

在正常地推进工作状态下，直升机的下洗速度主要取决于飞机总重、桨盘直径和空气密度。一旦直升机的下降速度等同于旋翼下洗速度时，麻烦也随之而来，这如同人们在高速上开车，当你的汽车运行速度和边上一辆车的速度一致时，你看起来似乎不在动。同理，在这种设定下，气团很不安分，它会试图加速穿过盘面，然后离开周围的空气，而此时，直升机却在以相同的速率下降到自己的下洗气流中。若是低速或速度为零，同时下降率在特定直升机下洗速度的50%-150%之间，这时，空气看上去几乎没有相对下降运动。它正在被推向外部，环绕在旋翼叶尖，它被重新吸入，形成了甜甜圈状的气环。当升力快速消失，底部也已脱落时。恭喜，您已进入了涡环状态。

为了能让2个涡环撞击的效果更加清晰，科学家进行了涡环撞击实验。科研人员将2台同样的机器带入实验室，让它们同时对外发射涡环，从而完成涡环撞击实验。他们为此打造了一台专业机器，向机器内注射有色颜料，之后再对机器不断调整，让它在发射的瞬间，会出现大小一致的2个彩色涡环，瞧，这2个涡环在撞击的瞬间，就已开始不断向周围扩散，在弹性势能的作用下，我们能看到涡环撞击不会立马消散，反而是在撞击中心产生了低压点后，它才渐渐消失，不得不说这场实验从视觉来说很唯美。事实上这场视觉盛宴，科学家们足足花费了5年左右。欢迎评论留言，喜欢本期视频的朋友别忘了点个关注。