用地球科技造飞碟

2016-05-30 10:48
小哥白尼·趣味科学画报 2016年1期
关键词:碟形飞盘飞碟

飞碟,经常出现在各种目击报告和神秘事件中的碟状飞行物,可以说是最吸引人的未解之谜了。它那不同于任何人类现有飞行器的奇特外形,以及能在原地悬空停留和向任意方向高速移动的超强机动性,让人们不禁总是把它与那些传说中的外星文明联系起来。虽然直到今天也从未发现或者公布证明飞碟存在的确凿证据,但这并不妨碍人们在各式各样的作品中让飞碟出场。当然,也不妨碍我们用人类自己的地球科技,“山寨”一架飞碟!

由于比起不知道高到哪里去的外星黑科技,我们地球土著的科技水平实在有限(大概吧),所以在动工前,我们必须明确要造的山寨飞碟得达到什么样的水平才行。在综合了很多飞碟相关的线索情报,以及加上一些科幻作品中对飞碟的想象描述后,我们希望造出来的飞碟:

1、必须是扁平的碟形,不然还叫什么飞碟!

2、不使用人类传统飞行器的动力系统,比如螺旋桨、喷气式发动机之类的。

3、要能在空中盘旋停留,这才是“幽浮(飞碟的别称)”的最大特点嘛!

第一步:打造碟状飞行器

我们人类现有飞行器的外形,大多都是一些有着翅膀的流线型,因为这样比较符合空气动力学原理,适合在地球的大气层内飞行。显然,我们要造的飞碟与这样的形状相差甚远,而且不是任何碟形物体都能在空中平稳飞行的,必须选出一种能飞得起来的碟形作为我们飞碟的基本外形才行。什么样的碟形适合飞行呢?相信大家很快就会想到一种玩具,没错,那就是—飞盘。

当我们把飞盘抛向空中让其旋转飞行时,飞盘能自行上升一段距离,看上去就像是一架小飞碟。为什么会上升呢?因为飞盘的上表面凸起,下表面内凹,这样的形状使它在旋转飞行时起到了和飞机机翼一样的作用,即飞盘上方的空气压力比飞盘下方的空气压力小,于是飞盘就被空气“托”到了空中。而比起“上凸下凹”的飞盘,平整的铁饼,以及两面均凸起或者均凹陷的碟形都无法表现出这样的空气动力性能。虽然我们的山寨飞碟并不打算采用那些飞机的动力系统,但毕竟还要在地球的大气层中飞行,所以飞盘的碟形形状就是目前最适合我们飞碟的外形。

第二步:选定飞行动力

解决了外形的问题,接下来就要好好考虑飞碟该选一个什么样的动力系统了。这可是所有飞行器制造的最关键环节,因为它直接决定着飞行器的飞行性能。

在大多数科幻作品中,飞碟总是悄无声息地出现,高速飞行时也几乎是无声的,而且来无影去无踪,没有明显的火焰喷射或者尾气排放的痕迹。就这样的性能来看,现有飞行器的动力系统几乎都不符合飞碟的要求。想象一下,引擎隆隆作响或者一飞就留下了航迹云的飞碟,还有什么神秘可言呢?所以为了映衬飞碟强大的飞行性能,科幻迷们为它设定了各式各样的黑科技动力系统,什么反重力装置、暗能量引擎……其实,不一定非要靠这些黑科技才行,我们地球人的一些土著科技也是可以做到的,比如—飘升机!

飘升机,俗称离子升降机,是一种利用别费尔德-布朗效应来推动物体升空的装置。它的基本结构非常简单,铝箔片、导电的铜线以及几根火柴棍就能组装而成。但如果将它的铜线与极高的电压连接起来,你就能看到有趣的现象—飘升机自己飞了起来!

技术支持

别费尔德-布朗效应,是指当一对有特定几何结构的电极相对放置,将其浸入绝缘介质(比如空气)后,加上合适的电压(通常高达几万伏特),就会有一种试图移动装置的力产生。这个力,也就是使飘升机飞起来的力,其实是空气被铜线上的高压电电离后产生的离子,在被铝箔吸引下降后所产生的反推力。如果你觉得这里不太好理解,就想象一下手工课上学的水火箭,那些看不见的空气电离离子,就像是水火箭里的水,在向下喷射的过程中“反推”着装置升空。

第三步:控制飞行轨迹

不直接消耗化石燃料,飞行时没有声响,可以悬浮在空中,飘升机的特点确实非常接近人们印象中的飞碟。结合之前选定的飞盘状碟形外壳,我们只要将飘升机的电极进行合理布置,理论上讲完全可以造出一架能悬浮在空中的飞碟。不过,这架飞碟并不完美,虽然可以通过调节电压的强弱来控制飞碟的升降,但在其他方向上的运动还无法控制,只能像气球般随风而飘。而要解决这个问题,我们需要利用地球磁场以及一种特殊的物质—磁单极子。

大家都玩过磁铁的游戏,使用一块磁铁,可以通过“同极相斥异极相吸”的原理来控制另一块磁铁的运动。地球磁场本身就相当于一块巨大的磁铁,我们完全可以利用它来控制飞碟的行进。但地球磁场不能像大家手中的小磁铁那样随便控制变化,所以我们只能把变化的对象改为飞碟。将磁单极子装在飞碟上,通过控制单一N极或者S极磁性的强弱,就能实现飞碟在地球磁场中的方向变化。比如,我们希望飞碟向南飞,只要增强飞碟上S极磁单极子的磁性,飞碟就会受到地球磁场N极(在地理的南极)的吸引,然后向南运动。

符合空气动力学的飞盘状碟形,能让飞碟悬浮的飘升机动力系统以及可以让飞碟向任何方向自由移动的磁单极控制系统,我们运用地球科技成功地设计出了人类自己的飞碟。嗯?你问什么时候开工建造?哈哈,这个还是让科学家们来回答吧!

技术支持

不同于我们常见的有N、S两个磁极的磁铁,磁单极子指一些仅带有N极或S极单一磁极的磁性物质,粒子物理学中的很多理论都计算并证明了它的存在。2009年,德国柏林亥姆霍兹材料与能源研究中心在进行中子散射实验时,就在自旋冰中发现了磁单极子的类似物。

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