具有飛行能力者,飛行速度無一不超過音速,這是空想科學(xué)世界的常識(shí)。不論超人力霸王等正義使者,拉頓或三頭金龍等有翅膀的怪獸,還是超級(jí)警備隊(duì)的各式超級(jí)武器,全部都是如此。音速 3 倍、音速 5 倍或者音速 7 倍(←為何大都是奇數(shù)???),更厲害的甚至還有能以音速 20 倍飛行的。會(huì)把「時(shí)速 91 公里」掛在嘴上的,大概只有超人小天使(舊譯「超人小叮噹」)了吧。
這些超乎常理的超音速之所以會(huì)隨意被拿來用,唯一的原因就在於現(xiàn)實(shí)世界中真的存在許多能以超音速飛行的飛行器,例如噴射戰(zhàn)鬥機(jī)。的確,既然協(xié)和式客機(jī)都能以音速 2 倍飛行,超人力霸王能以音速 5 倍飛行好像也沒有什麼好奇怪的,「不就只是把數(shù)字寫大一點(diǎn)嘛」。這麼一說,似乎也滿能夠讓人接受的。
可是,問題真的這麼單純嗎?就算如上個(gè)單元所討論的那樣,只要有反作用力或是升力,超人力霸王與怪獸就能以超音速飛行,難道不會(huì)有任何阻礙嗎?
其實(shí),他們都忘了一個(gè)重要的問題。完全忘記以超音速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生衝擊波(能量震波)這回事了!這個(gè)單元,我們就來了解一下那是多麼可怕的東西吧。
當(dāng)物體以超音速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的前端就會(huì)產(chǎn)生衝擊波。只要是在大氣中都逃不掉這個(gè)命運(yùn)。
超人力霸王兄弟以及王者基多拉等具有飛行能力的傢伙,全以超音速在空中飛行,可是他們卻完全不知道衝擊波的可怕。非得好好教訓(xùn)一下不可。
衝擊波的威力非常厲害,噴射戰(zhàn)鬥機(jī)所產(chǎn)生的衝擊波就連 5 公里外建築物的玻璃窗等都能輕易擊破。協(xié)和式超音速客機(jī)之所以要在 2 萬公尺的高度飛行,是為了避免危及地面。此外,還有一點(diǎn)也請(qǐng)別忘記,那就是以超音速移動(dòng)的物體本身也逃不過自己製造的衝擊波的破壞力。
以超音速運(yùn)動(dòng)的物體所產(chǎn)生的衝擊波,可以用下述的作圖法求得波形 。
這兩條切線所夾出來的楔形,就是衝擊波的形狀。事實(shí)上這應(yīng)該是立體的,正確的說法應(yīng)該是圓錐體的側(cè)面。
由於衝擊波是由物體的突出部位產(chǎn)生的,所以就連運(yùn)動(dòng)中的物體本身,只要超出這個(gè)圓錐體範(fàn)圍外,都會(huì)被前端產(chǎn)生的衝擊波破壞。超音速飛機(jī)之所以設(shè)計(jì)成細(xì)長的三角形機(jī)翼,就是為了避免突出於圓錐體之外。雖然協(xié)和式客機(jī)能夠以 2 馬赫的速度飛行,但是那時(shí)所形成的衝擊波頂端的角度是 60 度,只要不超出那個(gè)範(fàn)圍就不會(huì)有問題。
總而言之,空想科學(xué)世界的每一位,好像都完全沒有注意到這件事情。個(gè)個(gè)都超出了範(fàn)圍。
我們就先從王者基多拉來看吧。這隻根據(jù)設(shè)定資料能夠以音速 3 倍飛行的宇宙大怪獸,如果要以那和流線型相差十萬八千里遠(yuǎn)的體型超過音速,根本就是自殺行為。以音速 3 倍的情況來說,由於圓錐的頂角是 39 度,毫無疑問,翅膀會(huì)直接遭殃。
而且,這傢伙還有三個(gè)腦袋。這種身體結(jié)構(gòu),不論哪一個(gè)頭,都會(huì)遭受另外兩個(gè)頭所造成的衝擊波衝擊。如此一來,對(duì)頭哥吉拉根本不必採取任何行動(dòng)。在飛來的途中就自動(dòng)斬首,然後就「劇終」了。雖然是三番兩次捲土重來的著名怪獸,可是再來多少次結(jié)果都一樣。
與王者基多拉相比,超人力霸王的飛行姿勢(shì)就很接近流線型了??墒牵伸端娘w行速度是音速5倍,衝擊波的頂角就只有 23 度了。若是依照畫面上常見的姿勢(shì),兩手平伸靠攏、仰著脖子,眼睛以上的部分都會(huì)破碎四濺。
不過,他的情況還算好,真正危險(xiǎn)到令人絕望的是以音速 7 倍飛行的超人七號(hào)。頂角只有 16 度!
這已經(jīng)是極限了。而且更不合理的是,超人七號(hào)飛行時(shí)雙手是分開的。不論怎麼看,雙手前緣各自會(huì)產(chǎn)生頂角16度的衝擊波,兩者都會(huì)直接擊中他的臉。臉部好像石榴一樣迸裂,不用說,身體會(huì)裂成兩半。
真慘啊~也許有人會(huì)這麼覺得,不過事情可還沒完咧。因?yàn)?,裂成兩半的超人七?hào)接著還會(huì)墜落地面!
如果是在 1 千公尺的空中裂開的話,會(huì)在 14.3 秒後落地。在這段時(shí)間內(nèi)還會(huì)沿水平方向飛行 34 公里。若是向西飛行,在新宿上空開始?jí)嬄涞脑?,墜落的地點(diǎn)會(huì)在八王子,而以對(duì)地角 3.4 度衝撞下來。
在這種角度下,應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)撞入地底砸出隕石坑之類的情況,恐怕會(huì)像打水漂兒那樣一再彈跳吧。若是第一次彈跳到 40 公尺高的話,會(huì)在 17 公里外再次彈跳,然後在丹澤山地北側(cè)一帶開始滑行。接下來雖然有空氣阻力再加上地面的摩擦力,但滑行速度畢竟高達(dá)音速 7 倍,還是很難停下來。經(jīng)過琵琶湖、進(jìn)入中國地方(譯註:日本地名),經(jīng)過 636 公里之後終於在廣島停下來。
這個(gè)過程歷時(shí) 9 分 30 秒,會(huì)放出 5 兆焦耳的能量。而且,這還只是裂開的一半的身體而已。兩半合起來的威力等於 2 萬 4 千噸炸藥!力霸王戰(zhàn)士的超音速飛行對(duì)人類而言根本就只是天災(zāi)而已嘛。
老哥已經(jīng)造成人類這麼大的災(zāi)害了,卻還有人完全不知道反省。那就是力霸王 A 和力霸王太郎。
這兩位的飛行速度號(hào)稱有音速 20 倍,這下子可真的無可奈何了。衝擊波的頂角只有嚇?biāo)廊说?5.7 度!根本就成了針尖嘛。要怎樣才能夠收進(jìn)那樣的圓錐範(fàn)圍裡???尤其是太郎!頭上長著一雙大角還要以音速 20 倍的速度飛行,未免也太不知死活了。起碼也剃個(gè)小平頭啊,小平頭!
那麼到底該怎麼辦,才能讓超人力霸王們以各自的速度飛行而不至於害死自己呢?
當(dāng)然,除非改變體型,否則是不可能的。不過就如同本書第一部各單元所述,他們不但能夠變身,還可以變大縮小。那就大膽假設(shè)他們要變化成適於飛行的形狀也易如反掌,來找找具體的體型吧。
力霸王七號(hào)已經(jīng)犧牲生命告訴我們,分開雙手飛行是絕對(duì)禁止的。但話說回來,光像力霸王那樣雙手伸出前端併攏其實(shí)就夠糟的了。因?yàn)橐惨紤]到十指尖端都會(huì)產(chǎn)生衝擊波,會(huì)從指根裂開。要改變體型,手指得先除掉,然後雙手還要變成剖成兩半的圓錐型。腦袋也會(huì)礙事,所以也得變成同樣的形狀。換句話說,就是頭部與雙臂合在一起,會(huì)變成一個(gè)收在頂角範(fàn)圍內(nèi)的圓錐體。
接下來,原本已經(jīng)收容在圓錐體內(nèi)部的下半身,若是維持原狀也很危險(xiǎn)。這是因?yàn)橐舨ㄊ且环N能量的流動(dòng),但是空氣本身並不會(huì)隨之離去,所以空氣仍然會(huì)進(jìn)入衝擊波的內(nèi)側(cè)。只要收容在圓錐內(nèi)側(cè)的部分凹凸不平,凸出部分的後方就會(huì)形成渦流,並產(chǎn)生煞車的效應(yīng),同時(shí)該部位還有產(chǎn)生新的衝擊波之虞。所以說,如果可以的話,就連屁股溝、腳踝等部位也都該去除,這才是上策。當(dāng)雙腿併攏時(shí)呈現(xiàn)光滑的流線型,這樣的下半身才是最理想的。
這樣一來,力霸王諸君的正確飛行體型就出來了。
老實(shí)說,這模樣還真是難看啊。對(duì)於這些特地大老遠(yuǎn)從外星球過來保衛(wèi)地球的志願(yuàn)軍,我們只能說很抱歉,可是要在地球的大氣中以好幾馬赫的速度飛行,還是忍耐點(diǎn)變成這副德性比較好。既然不幸來到這種星球,就只好認(rèn)了吧。
本文摘自《空想科學(xué)讀本:超級(jí)英雄也有職業(yè)傷害》,遠(yuǎn)流出版。
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