為什么滴水能夠穿石?一種常見的說法是，由于水滴不斷沖擊，每次沖擊石塊均產生極微小的損傷，久而久之，便可穿石了。一滴水為什么能使石頭產生微小的損傷呢?假設我們將水滴換成乒乓球，讓乒乓球一個接一個不斷地落在石頭上，能否“穿石”呢?答案是否定的。雖然木制的乒乓球臺堅硬程度比石頭差，但是一張乒乓球臺無論使用多少年，從未發(fā)生過中間部分的磨損比邊緣部分嚴重的現象，而乒乓球的撞擊力比水滴大多了�？梢�“石穿”不僅僅是靠“水滴”的沖擊。那么，究竟是什么作用力造成了“滴水穿石”這一婦孺皆知的現象呢?科學家用每秒鐘拍攝1 500張照片的高速攝影機拍攝了水滴落到石頭上的全過程，解開了水滴石穿之謎。

原來，水滴落到石頭上時，水滴首先被碰扁，然后向四周散落開來，就在水滴“落地”與“散開”這一瞬間，在水滴和石頭間形成了無數細小的氣泡，由于水的表面張力作用，這些氣泡的表面積都要盡可能收縮到最小。氣泡收縮時壓縮氣泡內部的空氣，使氣泡內的空氣有較大的壓強，氣泡半徑越小，氣泡內的氣體壓強就越大。當這些半徑很小的氣泡破裂時，內部的高壓氣體沖擊石頭，造成了石頭的微小損傷，從而日積月累，終于“穿石”了 。

物理學上把這一現象稱為氣蝕，又稱“空泡”。當20世紀的第一批遠洋巨輪下水試航時，人們發(fā)現僅僅過了12個小時，螺旋槳的作用就失效了，整個螺旋槳千瘡百孔。工程師們仔細查找“肇事者”，但在很長時間內都未能破案。后來在科學家們的幫助下，經過多年的觀察和研究，才證實了這是由于氣蝕現象造成的。破壞螺旋槳的“罪犯”就是螺旋槳高速旋轉時產生的氣泡。由于螺旋槳轉速較快，對水的沖擊力很大，因而在螺旋槳周圍就形成了一大片氣泡云，這些氣泡微小到肉眼難以辨別的程度。半徑非常小的水泡內的空氣壓強極大，當水泡破裂時產生的壓強可達幾千個大氣壓。無數個小氣泡不斷破裂，在高壓氣的連續(xù)沖擊下，輕則會降低螺旋槳的推進效率，重則使金屬構件受到破壞而使螺旋槳失效。

科學家們想出種種辦法與氣蝕現象作斗爭，如改進金屬材料的性質，使之不怕“氣蝕”，給螺旋槳涂上一層化學保護層以減少氣泡的產生和侵蝕，等等�？茖W家們還因勢利導，使小氣泡發(fā)展為所謂的“超空泡”，從而大大降低了氣蝕作用。

什么是“超空泡”呢?當物體在水中的運動速度超過50 m/s時，鈍頭航行器或安裝在頭部的氣體注入系統(tǒng)就可能產生低密度氣穴，這種密度很低的氣泡稱為“超空泡”。“空泡”長度與物體的運動速度有關，物體能夠在自己產生的長氣泡內部以最小的阻力飛速前進。

超空泡的發(fā)現使艦船設計師們大受鼓舞。他們設計了超空泡螺旋槳，使螺旋槳葉片表面完全被氣化了的水分子所覆蓋，推進效率就不會降低，對螺旋槳葉片的剝蝕也不會發(fā)生。俄羅斯在20世紀90年代研制成功的“暴風雪”魚雷，是一種潛載高速魚雷，速度可達500 km/h。它在水中運動時，空氣從頭部排出，雷體表面被氣泡所覆蓋，呈超空泡狀態(tài)，所以阻力極小，運行速度極快。美國海軍水下作戰(zhàn)中心曾試驗出一種水下超空泡子彈，它的頭部扁平，是一種無動力射彈，由水下機槍發(fā)射，初速度高達1 500 m/s，遠遠超過了聲速。

目前，艦船設計師們又產生了利用超空泡建造超空泡艦船的設想。所謂超空泡艦船就是讓整個艦體浸水表面被氣泡所覆蓋，艦體不是浸沒在水里，而是浸沒在超空泡里，這樣就成了超空泡艦船。超空泡艦船受到的水的阻力較小，可大大提高其航速。美國圣巴巴拉加州大學海洋工程實驗室的一位研究人員提出了超空泡水翼船的設想，使水翼船的水翼處在超空泡狀態(tài)，即讓水翼的表面為氣體所覆蓋，這樣水翼的摩擦阻力大大減小，超空泡水翼船的速度可在現有基礎上提高一倍。

最引人注目的是建造超空泡潛艇的設想。所謂超空泡潛艇，是讓潛艇的整個艇體為氣泡所覆蓋，潛艇艇體不是浸沒在水中。這樣，潛艇所受的摩擦阻力消失了，阻力大大降低，航速加快。

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