世界級乒乓球選手能以接近每小時70英里的速度扣殺。以我的經驗來看，要回擊這種速度的球簡直難如登天。想像一下，如果球速超過現在的四倍——即使是最優秀的選手也能擊中嗎？為了找到答案，我設計了一台乒乓球炮，它發射的球速接近音速的一半。
大砲的威力源自於波義耳定律，該定律（簡單來說）指出壓力與體積成反比。例如，如果你把空氣儲存在一個高壓的小容器裡，然後將其釋放到一個更大的容器裡——例如槍管——壓力就會下降。這會導致空氣體積瞬間膨脹，將任何位於同一空間內的物體，例如子彈，射出去。
波義耳定律在歷史上最重要的氣槍之一——「探索隊氣步槍」的製造中也得到了極大的應用。這支氣槍在18世紀初被奧地利軍隊使用，但最廣為人知的是它在1803-1806年劉易斯與克拉克遠徵期間被梅里韋瑟·劉易斯使用。如今，這支氣槍仍收藏於維吉尼亞軍事學院博物館。
我用PVC管材自製了仿照路易斯武器的裝置。一小段PVC管材用作儲氣罐。一家五金行賣的15美元左右的灑水閥控制著閥門的開合。我把閥門的頂蓋連接到空氣壓縮機的吹箭槍接口上。然後我用自行車氣筒給儲氣罐充氣。拉動吹箭槍的控制桿時，灑水閥上的一個孔會打開，讓儲氣罐裡的高壓空氣進入作為槍管的較長PVC管。氣體膨脹後，會將預先裝好的乒乓球噴射出去。
我用彈道測速儀測量了速度，記錄到的速度超過了每小時300英里。那麼，優秀的乒乓球運動員真的能以這樣的速度回擊發球嗎？我找了一位志願者，給大砲加壓——看看影片結尾發生了什麼。
警告：不要站在乒乓球砲前面－原因顯而易見。
自製乒乓球砲
這個裝置能高速發射乒乓球，而且製作起來並不難。不過，除非你把氣壓調得很低，否則我不建議你真的把它用在乒乓球練習裡。比如說，如果氣罐裡的氣壓超過10磅/平方英吋（psi），發射的時候你最好離槍口遠點兒。
操作時請務必保持警惕，戴上護目鏡，並一如既往地自行承擔風險。 PVC 製造商不建議將其產品用於壓縮應用。雖然我在本文所述的相對較低的壓力下使用該設備從未遇到過問題，但這仍然可能很危險。因此，請自行承擔使用 PVC 的風險——或者您可以選擇用鋼管代替塑膠管。
材料
（5英尺）1½英吋直徑PVC管
（1）1½吋套筒對套筒連接
（2）1½吋插口×1吋內螺紋管接頭異徑襯套
（2）1吋NPT近口鐵管接頭
（1）1吋直列式噴淋閥
（1）壓縮空氣掌式吹槍（確保你購買的吹槍帶有 ¼ 英吋 NPT 氣動接口）
（18吋）3吋直徑PVC管
（1）3吋插口式PVC端蓋
（1）¼吋NPT氣罐閥
（1）¼吋NPT 0至60 psi壓力表
（1）¼吋直徑NPT黃銅六角或普通接頭，1吋長，1/塊
捆紮膠帶
乙烯基或鋁箔膠帶
乒乓球
第一部分－改造噴淋閥
草坪灌溉系統中使用灑水閥。
- 拆卸灑水閥。有些型號的頂部可以直接擰下來，而有些型號則需要拆下將頂部固定到閥體上的螺絲或螺栓。
- 在頂部中心鑽一個 7/16 英吋的孔。將 1/4 英吋 NPT 絲錐插入絲錐手柄，在剛剛鑽好的孔中攻牙。
- 在直徑 ¼ 英吋、長度 1 英吋的 NPT 黃銅接頭的一端塗抹管道螺紋密封劑，然後將其旋入您剛剛攻好的螺紋孔中。
- 在 ¼ 英吋直徑 NPT 黃銅六角接頭的另一端塗抹管螺紋密封劑，然後將 ¼-NPT 開口旋入吹箭筒上。
- 用金屬薄板螺絲堵住電磁閥的進氣孔（見圖），然後用環氧樹脂或熱熔膠覆蓋。將頂蓋重新安裝到閥體上。
第二部分－壓力儲罐
- 請查看近超音速射砲組裝圖。在3英寸PVC端蓋中心鑽一個7/16英寸的孔，用於安裝施拉德閥；在3英寸直徑的管道上也鑽一個孔，用於安裝壓力表。使用¼-NPT管螺紋絲錐在孔內攻出¼-NPT螺紋。塗抹密封劑，然後將¼英吋的儲氣罐閥門插入端蓋，並將壓力表插入管道。
- 依照圖示，使用PVC膠水組裝儲液罐。務必仔細閱讀並遵循所有膠水和底漆標籤上的指示。
- 用捆紮膠帶將壓力容器整齊地纏繞起來。
第三部分－組裝
- 將改裝後的閥門組件旋入壓力容器上的 1 英吋內螺紋管口。
- 將閥門組件旋入筒體組件上的 1 英吋內螺紋開口中，並使用密封劑防止洩漏。
- 使用壓縮機將儲氣罐內的空氣加壓至 15 psi。觀察壓力閥，檢查是否有漏氣。如有漏氣，需用肥皂水噴灑所有連接處，觀察是否有氣泡冒出，以找出漏氣點。然後，按下吹氣槍的板機，測試閥門的工作狀況。完成後，釋放空氣。
手術
警告：使用大砲前，請閱讀以下常識性安全規則：
- 使用風險自負。
- 戴上安全眼鏡。
- 這門大砲威力巨大，足以造成巨大傷害。
- 不要直視槍口。
- 時刻清楚槍口指向何處。只瞄準你打算擊中的目標。
- 插入乒乓球，並將其盡可能地推入筒內。
- 用空氣壓縮機給儲氣罐加壓。記住，壓力越高，設備就越危險。
- 確定吹箭筒瞄準了合適的目標後，扣下板機。吹箭筒會發出巨大的聲響，並釋放出驚人的威力！
本文最初發表於 2015 年 11 月的《大眾科學》雜誌，標題為「我製造了一門時速 300 英里的乒乓球炮」。
