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    第十三章人工重力发生装置!

    自古以来有宇宙船的科幻作品,例如“宇宙战舰大和号”、“宇宙海贼哈洛克船长”中的黄金乡号、或是StarTrek的企业号,都有一个共同特征,那就是:他们的船上都有“重力”!(其实,就连Gunndam中的白色基地、阿尔比昂号也都是有舰内重力的,反倒是后来的阿卡马号只有居住区有回转的离心力,到后来连拉凯拉姆这些旗舰都只有磁铁靴可用……越混越回去了?)

    事实上,长时间的宇宙飞行中,如果没有重力,不只是生活不便,连带会发生肌肉萎缩、骨骼钙质流失等现象。因此,像“2001太空漫游”中的发现号,就是用旋转居住区发生离心力的方法,使船员有重力的感觉(Gundam中的宇宙殖民地也是相同道理。),古早以前的太空站也是设计成圆环型,以便旋转造出离心力。为什么一定要圆的才能旋转呢?理由很简单,因为离心力的大小与回转半径、转速有关,圆型的设计可以使所有人员在相同的回转半径,以相同的转速,获得相同的离心力。

    可是回头看看前面这些宇宙船,除了阿卡马的居住区以外,它们都不是“圆”的啊!(企业号的舰桥部分是圆的啦……不过那部分要如何“转”呢?)

    如果大和号要用离心力的方式,那么有以下三种旋转方式:

    第一:前后滚翻式(如图)。大和号就这么一路“翻”到伊斯康星去……

    这样子出来的离心力主要是在舰首(波动炮的地方)和舰尾(喷射口处)、以及舰桥最上部的舰长室(如图)。这样的话,回转速度只要18秒一回,让舰首、舰尾以秒速42公尺的速度回转,即可发生相当于重力的离心力。

    但这一来有些问题:一是全员都要挤在舰首、舰尾,生存空间极小。而且冲田十三舰长必需倒挂在舰长室,有失威严……

    最大的问题是:因为离轴心的距离不一致,无法让这三个地方在同一转速下得到相同离心力!舰长室的离心力只有舰首,舰尾的2/3,若是要舰长享受正常重力,那其它船员就只好挤到舰首、舰尾忍受倍的重力了……生存空间如此狭小,还要忍受高度重力的压迫,不会爆发叛舰喋血事件吗?长时间的航行,最好别做这种安排……

    第二个方法是左右横向回转(如图):这个方法,舰长室也变成无重力状态了,只剩下舰首、舰尾有离心力。回转速可以更慢一点,约22秒一回,舰首舰尾的回转速度约秒速34公尺。不过,这一来生活空间更小。

    以上两种回转方式都有个严重缺点:因为主喷射口(舰尾)和波动炮口(舰首)都在转,所以根本不能改变方向!也无法发射波动炮!

    来看看第三种:侧转。也就是以进行方向为轴,像钻子一样前进(如图)。这一来,全舰除了舰首及舰尾以外的绝大部分都有离心力了,居住区面积大了不少。不过可是有个地方特别突出,那就是舰桥!尤其是舰长室!如果要使舰身的离心力达到地球重力,必需秒回转一次,而此时舰长室的转速是秒速79公尺!重力是正常的8倍!嗯……对身负重病的冲田十三老先生,这种居住环境好象不太适合?

    (超赛亚人孙悟空:“没关系!我就是在8倍重力下才练成超赛亚人3的!照这样下去等29万6千光年走完时,你一定已经练成‘超冲田人13’了!加油吧!”冲田十三:“哇咧X$#@!……”)

    不过,这个回转方式还是缺点一堆。首先,主炮甲板不停的翻转,怎么射击?舰尾的舰载机发射口也转个不停(特别是这种方式因为回转半径小,所以转速需要特别的快!才有足够的离心力!),发射容易,归舰可就难了……

    而且别忘了,当回转半径改成这么小的时候,人类的“身高”也变成不能忽视的因素了!也就是说:一个人的“头”所受的离心力会比“脚”小得多!

    以身高170㎝的人而言,他头所受到的重力只有脚部的83%(回转半径少了170㎝),这么一来,头部的血液会集中到脚上,除了会变笨,还会有萝卜腿……

    嗯,难怪他们都穿喇叭裤……不过……森雪……松本零士型美女变成那样,有点可怜……

    总而言之,大和号要用“离心力”来造出重力的方法,大概是不成的了……

    换别的方法吧!

    故事中,大和号全员都是以舰底的方向为“下”,所以真的要造出“人工重力发生装置”,那应该是在舰底有这个东西“吸住”所有的人。(不只大和号,所有前述的有重力装置的宇宙船也应该都是如此)

    但是,什么是“重力”?照牛顿的说法,就是具有质量的东西,彼此间会有互相吸引的超距力。然而我们仍不了解除此之外如何产生重力。(同理,科学上也无法解释“反重力”要如何造出,因此前面所提的以反重力方式的飞行法都不列在本书的讨论中。)这么说来,要产生“重力”,还是只有靠“质量”了。在舰底放上一个与地球质量相等的东西,以产生与地球一般的重力如何?这一来,除非大和号的引擎能推动地球,否则是飞不起来了……

    换个想法,用高密度的物质,是否就能做出小型的“重力发生装置”呢?如果用黄金,也要的24次方吨(冲田舰长:“你杀了我吧!”)!

    另一个方法,就是利用相对论,物体在高速运动下,相对于静止的东西而言,有着与巨大质量相同的效果。如果让一个物体运动速度达到光速的99%,对于静止的物体而言,它就有着原本倍的质量!利用这个原理,我们柳田理科雄所长设计了如下的“人工重力发生装置”:在大和号的下方,放置一个直径200公尺的铁环(这是为了把“重力”遍布全舰底),铁环本身是由直径2公尺的铁柱构成。

    (如图)

    如此,当铁环的回转速度达到光速的%时,这个铁环就有着相对于地球的质量!就会让大和号获得与地球一样的“向下”的重力啦!

    话虽如此,这一来不只“大和号的乘员”,连大和号本身都会受到这个重力吸下去啦!(原本要要求这种“有选择性的重力”就是没啥道理的事……)对这个有着地球般相对质量的铁环而言,大和号260吨的船体只要一瞬间就会被这个“超巨型磨刀石”磨成灰了……

    想不掉下去,大和号只好使出舰底的垂直上升喷射引擎来抵抗了,而且要和在地球上重力圈内一样的出力才行!这对引擎的出力及飞航的效率都不好。要考虑效率,应该把这个重力装置放在舰尾,利用主引擎的喷射来兼作抵抗重力之用。(如图)看起来,就像是大和号被这个“超巨型磨刀石”追着跑……但,这样的话,舰内有重力的空间就又只剩下舰尾引擎区了……

    而且一般的宇宙飞行,只要速度到达标准,就可以关了引擎,利用惯性保持等速度飞行。但是我们这个大和号可不行!一旦关掉引擎,就要被“重力装置”吸过去磨成灰啦!波动炮更是使不得,一发射就要停止引擎,那不是完了吗?(哪还用得着什么波动炮!把这个有着“与地球同等的相对质量”的重力装置丢过去,哪个舰队不落荒而逃?)

    每天挤在舰尾引擎区狭小的空间中,还要饱尝“被巨大磨刀石追着跑”的恶梦,大和号的乘员就这样过着这种痛苦的日子完成29万6千光年之旅……

    太可悲了,向这些勇士们致敬吧!(古代进:“他X的!这种‘人工重力装置’鬼才要!”)

    次回预告:假面骑士1号的暴风号机车有时速400㎞,V3的旋风号有时速600㎞,一代新人换旧人,到了92年的“特搜EXEDRAFT(卫视中文台曾播出的“超能战警”)”,出来了时速3000㎞(音速倍!)的超音速车!究竟超音速车有没有可能造的出来,请看次回分解!

    第十四章时速3000㎞的超音速车!?

    正义英雄的车子一定特别快,这已经是空想科学上的常识了。而且,越晚出来的英雄,车速就越快!这也是定律之一。

    假面骑士1号的“暴风号”时速是400㎞,“新暴风号”则是时速500㎞,到了假面骑士V3的“旋风号”就有时速600㎞了,假面骑士X的“巡航号”是时速700㎞,强者的“盔甲号”时速1100㎞,超1号的“V喷射车”时速1340㎞!按照这个比例“进步”下来,到了92年的“特搜EXEDRAFT(超能战警)”时,剧中的“巴里亚斯7号”已经是一辆时速3000㎞的超音速车了,有音速倍的超高速度!也就是说,这辆车的的速度比协和式喷射机的速度还快!

    根据资料,F1赛车的最高速度是时速350㎞,音速倍。不过也曾出现过达到时速上千公里的火箭推进车的纪录。但那只能走直线跑道,基本上也不是靠车轮转动的力量,只能算是飞不起来的火箭罢了。因此,目前真实世界中的科学力,还是以时速350㎞为最高速引擎的纪录。时速3000㎞,音速倍的意思是秒速833公尺,比来复枪子弹的速度(秒速800公尺)还快!也就是说,超能战警坐上这辆车的话,连哥尔哥13都奈何不了他了……子弹根本追不上嘛!就像原子超空人一样……听起来很酷,我们来看看做出来的车子会是什么样子。

    第一是引擎的出力。要对抗空气阻力和路面摩擦力并不容易,空气阻力的大小取决于自身的速度快慢,要得到2倍的速度就会有4倍的空气阻力,3倍速度的阻力就是9倍……明白吧?F1赛车的最高速度是时速350㎞,引擎是600马力。时速3000㎞是它的倍,所以引擎出力要73倍,4万4千匹马力!与战舰“伊势”的出力差不多!

    当F1赛车未禁止使用涡轮引擎时,排气量1000㏄可得到的最大出力约1000马力。

    依此类推,这辆超音速车的引擎排气辆要44公升……比家用电冰箱的容量还大!可是3500㏄的F1赛车的引擎重量约160㎏,这样算,超音速车的引擎就有两吨重了,那车体少说也有6吨……一般车辆才1吨,F1赛车才550㎏左右……

    其次,光是引擎出力大也没用,轮胎的抓地力不够的话,再快也只是轮胎在空转而已!轮胎的抓地力与摩擦系数有关,(摩擦系数的定义是:把物体放在45°斜面上,恰好能保持静止不滑动时,将此物体的摩擦系数定为1。)F1赛车能在秒内加速到时速100㎞,如果依此速度,必需有本身重量的倍的摩擦力;也就是说,轮胎对地面的摩擦系数要!!

    依此计算,要加速到时速3000㎞,要花75秒,从激活至达到最高速要费时1分15秒,这样的怠速在实战上是不利的。而且,这75秒的加速时间内已经行驶了31㎞了,这表示这辆超音速车需要长达31㎞的加速跑道!根据“超能战警”的故事,他们的总部在东京,所以超音速车的车k库外要建一条长达31㎞的加速跑道,可以从东京铺到立川……

    图标:为了在东京特搜本部车库外建设长达31公里的直线道路,引发周围居民的反对运动,且因建设用地的收购,导致特搜本部发生预算问题……

    如果要缩短加速时间,那要加大轮胎的摩擦系数。如果要缩短到10秒内加速至时速3000㎞,那么摩擦系数要达,意思是:摩擦力要大到可以让车子停在83°的斜坡上不会下滑的地步!

    图标:83°!那不叫“坡”,根本是一堵“墙”了!要把重达6吨的车体“停”在一面近乎90°垂直的墙壁上?这是什么“瞬间接着剂轮胎”啊?

    一个直径2公尺的轮胎,与地面接触的部份也才10㎝而已,而且轮胎上的每一点与地面接触的时间不到秒,要在这么短的时间内与地面形成强大的摩擦力,然后立刻松脱!轮胎是作不到的,不如换有刺的齿轮如何?但是路面上又没齿槽,除非在车轮上用钻石打造的凸齿在路面自行挖齿槽,但这一来速度会锐减。除非事先在路面上挖齿槽,但是超音速车是要追击敌人的,哪会事先知道敌人往那里逃?

    赶在超音速车前面挖路面如何?好主意,不过超音速车的速度是音速倍,所以挖路机也要有这个速度才能赶在前面啊!那……只有飞机办得到了!用音速倍的超音速喷射战斗机赶在超音速车的前方,以机枪向地面开火,把地面射出齿槽,这一来超音速车的齿轮车胎就可以跑起来了!(如图)不过,这机枪的射击可要密集一点,因为齿槽之间的间隔不能超过10㎝,以音速倍而言,每隔秒就要打一发,一秒间要打17万发子弹,一颗子弹重50克的话(这种要在路面上开洞的机炮子弹自然不能太轻),一秒内就要消耗吨的弹药,10分钟下来就要5000吨的弹药(协和式客机的30倍重量)……

    啊……但是……既然如此,直接叫战斗机飞到前面去射击敌人不就好了吗?还需要超音速车干嘛??

    还有个问题,前面说超音速车在加速时需要摩擦系数达的意思是:要能承受本身重量的倍的力量。这是指,在加速时,车上全部的东西(含乘员)都要承受本身重量倍的力量!要有觉悟……

    转弯?那可严重了,F1赛车的弯道是摩擦系数,意思是能在77°的斜坡上停住不动。那超音速车的要求就更高了,F1赛车过弯道时也只能用时速100㎞,不到全速的29%;以同样的比例来算,超音速车全速的29%是时速857㎞,以这速度要过同样的弯道,摩擦系数要达316!这意思是,转弯的瞬间,车体(含乘员)会受到本身体重316倍的横方向力量!

    我想,还是不要过弯来得好……

    下一个问题是“热”。以音速倍的速度,与空气摩擦生热,正面的部分会达到386℃!因此,也不可能以通风的方式散热,因为灌入秒速830公尺的狂风会把车内毁的一蹋胡涂。通风式冷却是不可能了,用普通的冷冻机呢?要把386℃的高温降下350℃左右才行,这可不是一般业用冷冻机办得到的,更大型的冷冻机……载得动吗?

    这么说来,超音速车根本就不能载人嘛!人坐上去,在最初的十几秒就死定了,然后车子就成了无人操纵的“陆上飞弹大暴走”……不如改用无线遥控的算了?不要人搭乘……

    图标:由本部长亲自遥控的超音速车!好象铁人28号?……

    (Arslan注:我们柳田理科雄所长对遥控方式一直情有独钟,对搭载人类的超级兵器都抱反对态度……他如果活在EVA的世界里,会是JA那一派的人吧?)

    好吧,就算我们特搜EXEDRAFT的超能战警都身穿超合金制装甲战斗服,不怕高温,也耐得住任何重力加速度好了,那么真的出动一次这个超音速车,会是什么情景?

    别忘了我们第十一章说过的,物体在超音速前进时会发生“冲击波”的事!就算超音速车的车身极为坚固,这冲击波对道路两旁的人或物依然是不可忽视的!协和式喷射机要在2以上的高空才敢飞出音速倍,是因为怕冲击波伤及下面的居民及建筑物!因为冲击波对5000公尺之内都有杀伤力!

    图标:超音速车经过以后的市街情景……

    音速倍的超音速车一出动,道路两旁的建筑物玻璃全部震碎,周围居民全体鼓膜爆裂、七孔流血,地面也被冲击波挖出巨大的断层……不只如此,超音速车的前方还要有喷射战斗机,以每秒17万发的机炮向地面扫射,以便为超音速车“开道”,把市街的路面轰出无数坑洞……

    如何?特搜EXEDRAFT的超能战警不同凡响吧?出动一次就杀得尸横遍野,民不聊生,这一来坏人们都不敢出来做坏事了,否则要是引来超音速车出动,又要害死满坑满谷的无辜市民,岂不是会因此而良心不安吗?

    由此可见,超音速车真是防治犯罪的利器啊!恶徒们乖乖伏首认罪吧!否则超能战警一来,大家就一块儿死吧!

    次回预告:咦?好久没提到巨大机械人了?没问题!次回我们的主角就是盖特机械人与孔巴特拉V!请看次回“合体吧!超级机械人!”

    第十五章合体~超级机械人!

    由许多架战斗机在空中合体成巨大机械人,这种构想说是多如牛毛。

    “合体”的始祖是在特摄“超人力霸王七号”中,超级警备队的巨大战斗机超级鹰一号能做出漂亮的三机分离合体。而“合体机械人”也是最早出现在此剧中,贝旦星人侵略地球用的巨大机械人“乔王”,能从四架幽浮自由的分离合体变形。之后在动画界出现了“盖特机械人”,三架飞机能自由合体成三种不同的机械人(Arslan注:因为无法合理的解释它的合体机构,所以本章我们尽量不以它为讨论对象。)。而变形合体机构合理化的结果,就产生了动画界的不朽巨作“超电磁机械人孔巴特拉V”!

    图标:这是孔巴特拉V的分离合体结构图,看起来十分合理。(Arslan注:这是基于“卖玩具”的考量,因为像盖特机械人那样不合理的变形合体方式,根本做不出与卡通画面一样变形的玩具来卖!会降低顾客的购买欲……)

    五台战机分别能进行空中,陆上,水里及地下的作战,又能合体成巨大机械人战斗,在战斗上确实满有利的,可是,真的没问题吗?

    现实世界中也有不少“合体”连结的机械,例如列车、太空实验室等等。可是,列车是在固定的轨道上进行连结,听起来好象比较简单,即使如此,在自动连结机发明前,依靠人手来连结的时代,还是送掉了不少列车工作人员的性命!当然,连可以诱导的东西都没有的宇宙中,要合体连结就更难了。

    航天飞机靠手动控制的机械臂,要回收一枚卫星到货舱,得花十五分钟以上!让计算机控制来计算似乎是唯一的方法,但还是有一个问题。正在合体中的两部分,它们的速度应该是如何呢?如果两部分速度相同的话,那一百万年也合不了体,所以一定要后面比前面的“快”!问题是快多少?特别是在飞行中合体,这可是大问题!要是后面太快,那结果不是“合体”,而是后面的机体把前面的机体追撞!

    图标:ChangeGetterOne!Switch……哇啊啊啊啊!!

    (解说:速度控制失败的盖特队,流龙马就此殉职……)

    速度差是很严重的,如果两机间的速度差是秒速10公尺的话,好比一辆车以时速36㎞的速度追撞上一辆静止的车!即使是相差秒速1公尺都很严重!那么正确的应该是怎样?后方的机体以较快的速度追上前方的机体,然后在快追上时煞车,刚好在速度差为0的时候合体!

    其次的问题是:合体时,前方机体的喷射口会接在后方机体的前端上。喷射引擎的火焰大约1500℃,这个温度刚好会把铁熔化。一般的喷射机使用的轻量的铝合金材质,在660℃就会开始熔化。超音速的喷射战斗机多半使用钛合金,可以耐到1675℃。若是盖特机械人和孔巴特拉V的机体也是这样的话,那就危险了。合体的瞬间,前方机体喷射口的火焰会把后方机体的前端熔解掉!那不叫“合体”而是“熔接”了,从此两架机体黏在一块儿,永远分不开……所以,合体的瞬间,前方机体的引擎一定要先停止喷射才行!

    但就算如此,前方机体的喷射口周围还是会因为高热,体积会有1%左右的膨胀,而冷却后又会缩回去……用这样体积会变化的部分来连结,没问题吗?

    图标:忘记考虑热胀冷缩的合体设计,做出来的孔巴特拉V就这是这样……

    因此,前后方的机体要以相同材质制造,并且合体前要把后方机体的前端做适当的加热让它膨胀,要与前方机体的喷射口加热到差不多的温度才行。可是,要在合体前停止引擎,飞行机不就掉下来了吗?特别是孔巴特拉V的合体画面是“水平飞行”的,引擎一停就成了拋物线运动……而且还要考虑机体的扬力、空气阻力,要把当时周围的气压、温度、天候等因素都算进去,即使是用计算机来算也很难算出各个机体的飞行路径,要合体?难啊!

    基于现实的考量,应该采用:全机垂直上升,到达一定高度,再切掉引擎,以自由落体的方式合体(Arslan注:就像机战系列中盖特机械人的合体画面那样啦)

    。可是,上方机体以的加速度降下时,还是会“撞”到下面的机体啊?要是下面的机体也停止引擎,那也是以重力加速度向下掉,两个机体永远合不到一块儿。

    解决的方案是:下方的机体原本以较快的速度追上去,但在上方机体停止引擎的时候,机体前方也进行逆喷射!将两机速度逐渐调成一致,刚好在速度差为0时合体!

    在卡通画面看来,孔巴特拉V连接一个机体大约10秒钟。以此计算,两机之间以秒速20公尺的速度差(时速72㎞)接近,到两机体间距离约100公尺时,上方机体停止引擎,下方机体也停止引擎,同时以重力20%左右的力量逆喷射!