亲爱的邪恶工程师:我能造一把能发射活黄蜂的枪吗?

亲爱的邪恶工程师:

我整个夏天都在远程工作，协调针对脆弱的第三部门组织的勒索软件攻击。虽然我很感激在这个不稳定的时期有稳定的收入来源，但我越来越厌倦了每天16个小时盯着电脑屏幕。

我姐姐告诉我，我需要一个新的爱好，最好是一个能让我重新接触自然和/或涉及手工艺品的爱好。所以我在暗网上订购了一窝亚洲大黄蜂，我想把它做成定制武器。我想把它们当做弹丸，射穿可恶的邻居们敞开的窗户。你对下一步有什么建议吗?

你的

一个热爱自然的恶棍

亲爱的坏蛋,

花点时间重新接触大自然对我们的健康有好处，在这种充满挑战的情况下，强烈建议大家这样做。我鼓励那些困在室内工作和生活的人呼吸一下新鲜空气，尝试一些乡村活动，如插花、采蘑菇和打天鹅。制造一把大黄蜂枪听起来是一种与自然接触的完美方式。

把活的大黄蜂发射到邻居家里的最好方法是用低能气枪，它可以通过压缩空气的爆发来投射昆虫。当弹簧活塞气枪打开时，活塞压缩弹簧。当触发时，弹簧被释放，压缩泵筒中的空气，增加压力，推动弹药。

这可以让你控制活黄蜂的方向。像这样的基本气枪可以在家里用自行车打气筒、压缩弹簧和金属管等非专业物品制作。木桶的宽度应该只够让大黄蜂折叠翅膀纵向滑动。你需要在桶的后部建立一个小隔间来装载活的大黄蜂;这需要在你开火时打开(例如，在扣动扳机时机械地拉下陷阱)。

其中最困难的部分可能是如何将适量的动能(口鼻能量)转移到大黄蜂身上，这样大黄蜂就会生气但还活着。

为了这个简单模型的目的，让我们先假设步枪是完全有效的(大黄蜂是由枪内产生的全部力加速的)，并且从大黄蜂离开枪管的那一刻起，它就开始通过产生尽可能多的与行进方向相反的推力来稳定自己。那么，大黄蜂能产生多大的推力呢?不幸的是，昆虫飞行是一个极其复杂的研究领域。2003年的一篇论文实验生物学杂志警告说:“昆虫的小体型、高拍动频率和特殊的相互拍动结合在一起，使简单的粗略解释变得困难。”

好吧，向生物学家们道歉，但在你把一些大黄蜂放进一个小风洞里并发表它们飞行动力学的同行评议数据之前，这对我们来说是信封的后面邪恶和背叛。

让我们粗略估算一下亚洲大黄蜂在最高速度时，在水平阻力的作用下所能产生的向前推力。由于蜜蜂的雷诺数是1000，我们可以假设大黄蜂必须经历湍流阻力。阻力是空气密度、阻力面积(阻力系数×面积)和速度平方乘积的一半，所以我们首先需要计算阻力系数和面积。

如果我们咬牙切齿，将大黄蜂近似为一个4:1的椭圆圆柱体(阻力系数~0.15)，最大直径为1.5cm，这就给出了2.65×10附近的阻力区域⁵米²．将其与空气密度(1.225kg/m)代入阻力方程^3.)和亚洲大黄蜂的最高速度(11米/秒)，这给了我们0.002牛的阻力——因此也是最大向前推力。亚洲大黄蜂的重量约为1克，因此根据牛顿第二定律，我们估计它们可以以2米/秒的速度加速²．这意味着一只大黄蜂在大约5秒内就能达到最高速度，对于一只敏捷的飞行昆虫来说，这听起来并不太离谱。

假设你希望大黄蜂能够在25米内减速到11米/秒的舒适飞行速度。假设持续减速，这就给出了15米/秒的初始速度。这相当于枪口能量为0.11J。

我能保证，这就是你在25米范围内让一只活大黄蜂愤怒地绕着你邻居的家庭办公室嗡嗡叫所需要的精确枪口能量吗?不!还有许多其他因素在起作用，比如大黄蜂在投射时所经历的阻力，大黄蜂在考虑翅膀时的阻力面积，单个大黄蜂之间行为和力量的变化，风的影响，以及大黄蜂所能承受的g力(尽管考虑到小动物的平方立方定律的影响，如果这是一个问题，我会感到惊讶)。

然而，我可以告诉你，枪口能量在0.11J左右是一个开始试验25米左右范围的好地方。最坏的情况是什么?如果你用太少的力量点燃了大黄蜂，你已经向世界释放了一件令人讨厌的事情(没有邪恶的行为是微不足道的)。如果你用太大的力量射击大黄蜂，你实际上得到了一把气枪，它射的是大黄蜂，而不是子弹(把大黄蜂的头插进去，以充分利用它们针状的刺)。

所以穿上防护装备，试试你的新玩具，最重要的是，玩得开心!

你的,

邪恶的工程师