【空想科学研究所】奥特曼在超音速飞行时会发生什么？

Binary

https://news.yahoo.co.jp/byline/yanagitarikao/20211201-00270550

大家好，我是空想科学研究所的柳田理科雄。我会对各种漫画、动画、特摄节目等，从空想科学的视角出发进行有趣的考察。那么，这次我们要研究的内容是……



奥特曼能够以5马赫的速度在空中飞行。这是非常了不得的速度。

“马赫”是用来表示速度与音速的比值的单位，而音速（1马赫）在气温为15度时是每秒340米，即时速1224km。

奥特曼的5马赫也就是时速1224km×5＝时速6120km。这是比新干线要快20倍的超猛的速度。

不光是奥特曼，之后出现的英雄和怪兽们在描述其飞行速度时也都会用马赫来表示。

当然，现实世界中也有超音速飞行的东西，比如说航空自卫队的Ｆ15鹰式战机的最高速度就是2.5马赫。

既然战斗机都能以2.5马赫飞行，那么来自M78星云的奥特曼能以5马赫飞行也就没什么不可思议的了吧。

但是，他们活动的地方是地球。在地球的大气中进行超音速飞行的话，会产生“冲击波”。

当奥特曼和怪兽们以超高的速度飞行的时候，会发生什么事情呢？本文就来考察一下冲击波的恐怖之处。

◆做图表示冲击波

当物体在大气中以超音速飞行时，其前端就会产生冲击波。

这种冲击波就是一道集中了能量的“空气之墙”，从侧面看来是三角形，但实际上是立体的，就像是冰激凌的圆筒那样的形状。

而当其到达地面时，人类会听到“铛！”“咚！”等震耳欲聋的声音，破坏力甚至可以打碎窗户玻璃。当物体体积越大，速度越快，与其距离越近时，冲击波的威力就会越强。

对于那些超音速飞行的英雄们，他们在空中飞行时也会产生这样的冲击波。那么，城市会受到怎样的影响呢？

比如说，身高40m的奥特曼，在高度为1km的空中以5马赫的速度飞行的情况下，在奥特曼前进方向左右各3.3km的范围内，地上的玻璃窗都会噼里啪啦地碎掉，人也会因为噪音而晕过去。而且受灾区域还会伴随着奥特曼的飞行一直以5马赫的速度朝前方扩展。

这可真是不得了。不得不让人产生怀疑，这样的话是不是放任怪兽胡闹还要好一点呢。

而且奥特曼还有一件必须认识到的事情。

那就是，以超音速飞行的物体本身也会受到自身产生的冲击波的影响。

以超音速运动的物体所产生的冲击波的形状，我们可以按照如下方式做图表示出来。

①画一个半径为1的圆

②从圆心开始画一条线段，线段的长度等于速度的马赫值。比如说速度是2马赫时，线段的长度就应该是圆半径的2倍。

③从线段的另一端做圆的两条切线。



这样子的两条切线所围成的楔形图案就是从侧面看到的冲击波的形状。当然，就如我们前面说过的那样，实际上是一个立体形状，因此准确来说是圆锥的截面。

当物体速度越快，这个图案的尖端角度也就越小。而产生冲击波的物体自身如果出了这个圆锥的范围，同样也会受到冲击波的冲击。

超音速飞机的机翼都是细长的三角形，就是为了让它们不要超出冲击波圆锥的范围之外。Ｆ15鹰式战机以2.5马赫的速度飞行时，其冲击波的尖端角为47度，其整个机身是没有超出范围之外的。



◆奥特曼会怎样呢？

但英雄和怪兽们却似乎并不在意这一点，全都超出了范围之外。

我们以宇宙怪兽王者基多拉为例。

作为“哥斯拉最大的对手”的这只怪兽，可以以3马赫的速度在空中飞行。

但是其外形远称不上流线型，这样子可是十分危险的。3马赫意味着圆锥的顶角是39度，因此其翅膀毫无疑问会受到冲击。

而且这个怪兽有三个脑袋。无论哪个脑袋都会被另外两个脑袋产生的冲击波波及。

这样的话，其宿敌哥斯拉根本什么都不用做嘛。只要等它飞行途中3个脑袋都吹飞，电影就可以打出“完”字了。



与王者基多拉相比，奥特曼的飞行姿势相当接近于流线型。

但是奥特曼的飞行速度是5马赫，因此冲击波的顶角是23度。按照我们在电视上经常看到的那样，双手并拢抬着头飞行的姿势的话，眼睛往上的部位会受到自己产生的冲击波的冲击，四散碎裂吧……

而且非要说的话他还算好的。

更危险的是以7马赫速度飞行的赛文奥特曼。其冲击波的顶角只有16度。这肯定非常危险吧。

而且赛文奥特曼是双手打开飞行的。

以这个姿势的话，双手前端会各自产生顶角为16度的冲击波，而且两道冲击波都会直击他的正脸。赛文奥特曼真的没问题吗……



到了艾斯奥特曼和泰罗奥特曼，事情就更麻烦了。

两人的飞行速度都是20马赫。冲击波的顶角只有5.7度。

这简直就是一根针了。无论如何也没法把身体收进这么锐利的锥形之内吧……



那么，奥特曼他们要怎么做才好呢？

只能是乘坐经过正确科学设计的交通工具，或者只靠步行或跑步来移动了吧。

对于那些为了守护地球的和平而特意从遥远星球赶来的战士真的是非常抱歉，但是为了地球的安全，只能请各位稍微忍耐一下了。

就当是来到了因果之星，还请放弃吧。真的是非常抱歉。

马桶3

挺好的，科普性和趣味性都很强

bluebaby

答案是会有特殊的能量场覆盖，我看闪电侠就是这么解释的

Aeroblast

硬度够高不就行了，以前奥特解体都不拆脑袋，现在打穿身体都只会泄露光。

hamartia

作者也学会翻炒自己了
这篇很久以前出过的

小鸟游泉

这篇不太行，完全是把这些东西和人造物当做一样的强度来分析了

烈士鲮鱼

这篇我十几年前就看过了，我QQ空间还存着那个头被削掉的图呢

断翼

这篇十余年前在科幻世界上还连载过