FUNdaMENTALs of precision design

Building A Bicycle Dropper Seat Post

Một nhà chế tạo tự xây dựng dropper seat post xe đạp bằng cách tái sử dụng linh kiện từ sản phẩm thương mại hỏng, lấy cảm hứng từ kẹp gỗ, sử dụng cam điều khiển bằng cáp, lò xo khí và cơ chế kẹp nghiêng. Dù thiết kế sáng tạo nhưng cơ chế kẹp không giữ được trọng lượng người lái ổn định, nhưng quá trình chế tạo cung cấp bài học hữu ích về thiết kế cơ khí, gia công và khắc phục sự cố.

Lập trình viên nên đọc bài này để hiểu cách chuyển đổi tư duy từ logic số lên thực tế vật lý, từ đó áp dụng nguyên tắc thiết kế cơ khí, kiểm thử và tối ưu hóa trong các giải pháp phần mềm phức tạp như hệ thống điều khiển tự động hoặc phần mềm mô phỏng vật lý.

Historical Hack: Henri Griffard’s Steam Injectors

Explains how Henri Griffard's 1850s steam injector works, a device that pumps water into a high-pressure steam locomotive boiler with no moving parts. It relies on Bernoulli's principle: high-pressure steam passes through a converging-diverging nozzle, condenses in water to create a vacuum that draws in feed water, and a second converging nozzle then pressurizes that water enough to enter the boiler through a one-way valve. The design is more fuel and water efficient than pumps because it recycles steam and heat back into the boiler. Based on a video by Marc Flint explaining the mechanism.

Tom Stanton's supersonic trebuchet breaks sound barrier with gravity alone

Tom Stanton chế tạo trebuchet siêu thanh đầu tiên hoạt động hoàn toàn bằng trọng lực, đạt tốc độ 776 dặm/giờ (vượt tốc độ âm thanh 9 dặm/giờ).

Lập trình viên nên đọc bài này để khám phá cách kết hợp vật lý cơ bản và thuật toán tính toán để tối ưu hóa hệ thống vật lý phức tạp, từ đó học cách áp dụng logic toán học vào giải quyết vấn đề thực tế trong game hoặc simulación.

Creating A Supersonic Trebuchet

Tom Stanton đã chế tạo một trebuchet siêu thanh bằng cách cải tiến truyền thống: quấn dây đạn quanh cánh tay để tăng tốc độ, bổ sung hệ thống bánh răng tiết kiệm năng lượng, và sử dụng latch trong drum để giải phóng đạn trong khoảng 0,0025 giây. Với quả tạ 10 kg, tốc độ ban đầu đạt 528 km/h, sau cải tiến khí động học lên 634 km/h. Khi nâng cấp lên 40 kg, lần đầu đạt 1.152 km/h (gần tốc độ âm thanh 1.235 km/h), rồi sau nhiều thay đổi và dùng đạn 4 gram, cánh tay quay 2.342 rpm, phóng đạn ở 1.249 km/h, vượt tốc độ âm thanh.

Lập trình viên nên đọc bài này để hiểu cách kết hợp cơ học truyền thống với hệ thống tự động hóa và điều khiển thời gian cực kỳ chính xác—chứng minh rằng kỹ thuật cơ học và lập trình có thể hợp tác để tạo ra những giải pháp vượt trội trong thiết kế vật lý.

Whip-Cracking Machine Reliably Breaks The Sound Barrier

Craig Turner đã chế tạo một chiếc máy quất roi sử dụng bộ phóng shock cord đàn hồi, roi dây thuôn dài và cơ chế kích hoạt lò xo để tái tạo ổn định tiếng nổ supersonic của đầu roi. Thiết bị này tạo ra đủ lực để cắt lá, mở hộp, tắt nến và bắn trúng mục tiêu nhỏ. Với khả năng tạo hiệu ứng crack nhất quán, máy quất roi của Turner sẽ hữu ích cho các nghiên cứu sâu hơn như schlieren imaging hiện tượng âm thanh vượt âm thanh. Đây là công cụ tuyệt vời để nghiên cứu hiệu ứng âm thanh trong điều kiện kiểm soát.

Tại vì Whip-Cracking Machine cung cấp hiểu biết mới về cách tạo ra hiệu ứng âm thanh vượt tốc độ âm thanh một cách nhất quán và có thể nghiên cứu sâu.

The Helicopter With Radioactive Blades

The CH-53 Sea Stallion helicopter, in service since 1966, uses a clever mechanical crack-detection system on its rotor blades called IBIS (Inflight Blade Monitoring System). Rotor blades are pressurized with nitrogen so cracks cause gas leaks, and the IBIS module exposes a tiny amount of radioactive Strontium-90 that a Geiger counter inside the cabin can detect, alerting pilots to blade damage in flight without needing electronics or wiring through the rotating rotor head. Older CH-53 variants still rely on this radioactive solution today, while newer all-composite blade versions use fiber optics instead.