螺旋状飞行物运动轨迹理论探析

刘世明

（濮阳职业技术学院，河南 濮阳 457000）

UFO是英文Unidentified Flying Object的简称，中文意指来历不明、空间不明、结构不明、性质不明的飞行、漂浮在空中的物体。在中国古代，UFO又叫作星槎（chá），意思是似木筏浮游般不明真相的空中飞行物。20世纪80年代以后，UFO现象与讨论热潮迭起。迄今为止，世界各地有关UFO现象的报告难计其数，且每年还以平均数千件的速度递增。UFO现象中的99%已经找到了合理解释，但仍有极少数UFO现象原因不明、真相未白，无法根据人类现有活动信息和科学知识作出合理解释，比如螺旋状光环UFO现象。本文拟对螺旋状运动轨迹进行分析，与大家商榷。

一、螺旋状光环UFO的特征描述

螺旋状光环UFO十分罕见，又因其运动形状之特别、飞行地域之广、观察人数之多，引发了公众尤其是UFO爱好者的关注。关于螺旋状光环UFO现象，古籍中也有记载和描述，《汉书·天文志第六》记载了一种名叫“枉矢”的星象，“状类大流星，蛇行而苍黑，望之如有毛目然”，有人提出“枉矢”星象极有可能是今之所谓“螺旋形UFO”现象，《圣经·旧约·以西结书·见四活物》记载：“我观看，见狂风从北方刮来，随着有一朵包括闪烁火的大云，周围有光辉，从其中的火内发出好像光耀般的精金。”近些年来，螺旋状光环UFO现象更是频频出现，如1981年“7·24”、2005 年“9·25”、2009 年“12·9”等 UFO 现象。

中国科学院云南天文台张周生研究员明确指出，螺旋状光环UFO现象是发生在离地面数百千米至近千千米左右的特异天文现象，其特点是从星体中心逐渐向外射散出由气体组成的螺旋状光带[1]（14-15）。他在分析了数千份螺旋状光环UFO的目击报告后，得出了出现周期与运动轨迹、运动高度和速度、螺旋面与地平面的关系等统计规律，并提出了这一现象的假设性成因：未知的冰质小慧星穿越地球高层大气时，作高速切割地球磁力线运动，在其表面等离子体受地球引力和磁场洛仑兹力以及自身内部电磁力综合作用下，呈现为直线运动与圆周运动的叠加，即沿着一条回转半径不断变化且非封闭的立体螺旋线运动，而形成一束从彗星表面剥离的带电粒子微粒流，并沿着具有一定宽度的螺旋线围道动散开来，且与沿途遇到的大气中稀薄原子和分子发生碰撞而产生发光现象[2]（32-33）。 如图 1、图 2、图 3。

图1 1981年7月24日22时四川广汉观测UFO手绘图

图2 2009年12月9日凌晨挪威北部出现的螺旋状

图3 2005年9月25日18时中国东北出现的螺旋状“UFO”

二、螺旋状飞行物的轨迹方程

图4螺旋状飞行物飞行轨迹与自身质量及受力的关系

（2）式是一等角螺线方程[3]（59）。

α=0°时，其轨迹是一直线，α=90°时，其轨迹是一圆。 当 0＜α＜90°时，ctgα＞0，等角螺线是一外旋螺线；当 90°＜α＜180°时，ctgα＞0°， 等角螺线是一内旋螺线。因此，人们所见到的螺旋状UFO，实际上是运动物体与沿途遇到的大气中稀薄原子和分子发生碰撞而产生发光的新奇物理天文现象。

三、利用Matlab软件对（2）式进行处理

（1）定义函数

function r=rho（m，v，α，φ） %定义以 m，v， α， φ为变量的函数。

p=m*v.^2/（m*9.8*sin（α））；

q=1/sqrt（1+4*cot（α））；

r=p*q*exp（2*cot（α）*φ）；

end

（2）引用

φ=linspace（-10，10）； %画图 φ 的范围，这是大致给的。

r=rho （100，10，0.45*pi，φ）； %引用函数， 其中m=100，v=10，α=0.45polar（φ，r） %画极坐标图（见图5）。

图5 α=0.45π时螺线的形状

φ=linspace（-10，10）； %画图 φ 的范围，这是大致给的。

r=rho （100，10，0.45*pi，φ）； %引用函数， 其中m=100，v=10，α=0.55π。

polar（φ，r） %画极坐标图。 如图 6。