※ [本文转录自 xxray 信箱] 作者: [email protected] 标题: ◇ [转录]好孩子的空想科学教室(13) 时间: Wed Oct 13 13:06:10 2004 作者: Philcat (菲尔猫咪) 看板: KScl-SRC 标题: [转录]好孩子的空想科学教室(13) 时间: Fri Nov 23 23:58:24 2001 ※ [本文转录自 KS93-321 看板] 作者: penk (我要回家..-_-") 看板: KS93-321 标题: 好孩子的空想科学教室(13) 时间: Sat Nov 17 13:55:27 2001 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ꨊ满u黄金乡号」、或是Star Trek的「企业号」，都有一个共同特徵，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，反倒是後来的阿卡뀊邪驯u有居住区有回转的离心力，到後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、뀊念f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。 为什麽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，똊磭泄熙]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쐊札臛﹞屿O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，那麽有以下三种旋转方式： 第一：前後滚翻式(如图)。大和号就这麽一路「翻」到伊斯康星去... 这样子出来的离心ꐊO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ꤊ颻咫O的离心力。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，딊L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，괊Y是要舰长享受正常重力，那其他船员就只好挤在舰首、舰尾忍受1.5倍的重力了....生存ꨊ鞑’p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괊满B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뀊ㄓF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。不过还是有个地方特 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6.3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....对於身负重病的冲 田十三老先生，这种居住环境好像不太适合？（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，怎麽射击？舰尾的舰载븊鰽o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，当回转半径改成这麽小的时候ꄊA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，他头部受的重力只有脚部的83%（回转半径少了170 ㎝），这麽一来，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괊抭ㄛ鼣漭z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ꔊ疴饀ㄛO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，什麽是「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똊Z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。）这麽说来，괊n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... 됊垠虓Q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4.9x10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，相对於静止的东西而言，有着与巨大봊頞q相同的效果。如果让一个物体运动速度达到光速的99%，对於静止的物体而言，它就有딊菢鴠묷.1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99.9999999 99999943%时，这个铁环就有着相对於地球的质量！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！（ꔊ豪荂A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뀊擗漱@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。不过我们这个大和号可不行ꄊI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？（哪还用得着什麽波动炮！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괊怃饍N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2.5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！ 次回也继续Service哟！ -- Origin: .-~^^~-. 高雄中学- 红 楼 筑 ( -梦- ) -=[bbs.kshs.kh.edu.tw]=- . 。 o Ｏ ~-.__.-~ ◆ From: h92.209.74.211.seed.net.tw --

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