第二卷 第三部 這種怪獸真的存在嗎?

怪獸很有魅力。凌駕於地球生物的龐大身軀、一把就能撕裂大廈,發出謎一般的光線……怪獸擁有各種特殊能力。

但是,與來自外星的超人英雄相比,它們感覺更有真實性。像鳥一樣在空中飛的飛行怪獸、像魚一樣棲息海里的水中怪獸、像鼴鼠一樣挖土前進的地底怪獸……它們都仿效自然界生物老老實實活著的嘛。

第三部要思考一下,這些怪獸實際存在的可能性吧。住在空想科學世界的它們如果和我們在地球上一起生活……光想就很興奮吧。而在最後,我們將以科學來判定空想科學世界中誰是第一強,作為本書的總結。

飛天怪獸※

旋轉噴射飛行的神龜會在空中變成烤肉!!

像鳥或翼龍一樣展翅飛翔的拉頓※和混沌鳥※。拍著像昆蟲的翅膀飛行的摩斯拉。就連體型上看起來完全飛不動的神龜,也能靠噴射飛行神勇衝上天。

將這些怪獸的飛行方式和超人英雄做個比較,會發現一件重要的事情。怪獸的飛法都非常符合實際原理,超人力霸王等超級英雄「只不過擺出趴著的姿勢,啥都沒交代就飛上天了」,兩者相比差別真大。恐怕是因為超人英雄有想飛就飛的「特權」,相對地,怪獸要是沒在畫面上講清楚,那就不準飛了。或許因為怪獸大多是配角、甚至是反派的緣故吧。

然而怪獸們不顧這種差別待遇,依舊活力十足飛來飛去。可是如果注意觀察,會發現它們與自然界生物在飛行方法上有著微妙差異。

乍看之下它們飛的方法很合乎現實,可是在科學上真是如此嗎?

※飛天怪獸

本文還沒提到某隻飛法超詭異的怪獸,那就是哥吉拉。在一九七一年的《哥吉拉對黑多拉》中,把尾巴抱在胸前,吐出放射能光線當推進力向後飛。毋庸置疑,這樣只會使身體後翻、後腦勺猛撞地面!與其這樣,不如像超人力霸王啥都不說明直接飛就是了。或許怪獸就是無法擺脫必須交待飛行方式的宿命。

※一九六七年《大怪獸空戰·神龜對混沌鳥》(台譯:神龜大戰飛天怪獸)中的混沌鳥。外形像怪鳥,飛行速度高達3.5馬赫,比舊版神龜3馬赫還快。

※拉頓

一九五六年電影《空中大戰怪獸拉頓》中從翼龍突變的怪獸。從九州阿蘇附近炭坑深處的巨卵孵化。拉頓不負空中怪獸之名,曾與當時最快的噴射戰鬥機F86F軍刀式旭光空戰,在高空中突破音速翻轉時還帶出飛機雲,產生了音爆破壞等等,再三展現超音速情景。是難得能將怪獸圖鑑中的設定速度用實際畫面呈現的怪獸。

滑翔機有可能超音速嗎?

首先從感覺最具說服力的「靠翅膀飛行的怪獸」討論起。

被選為代表的是拉頤和混沌鳥。由這兩隻怪獸主演的電影《空中大怪獸拉頓》和《大怪獸空戰·神龜對混沌鳥》名稱來看,也知道是在描寫飛行怪默的恐怖和魅力。

根據各種怪獸圖鑑的資料,拉頓的飛行速度是1.5馬赫,混沌鳥則是3.5馬赫。這兩隻都是拍拍翅膀就比音速還快了,可是生物真飛得出這種速度嗎?

自然界生物的飛行方式有兩種:振翅飛行和滑翔。

用雙翼拍打空氣以獲得對抗重力的浮力※和前進的推進力,稱為振翅飛行;而像滑翔機一般固定雙翼的形狀和角度,把來自前方的空氣阻力轉為向上的浮力,稱為滑翔。小型鳥類、昆蟲相蝙蝠只靠拍翅膀飛行,鼯鼠是只靠滑翔;大型鳥類在起飛、加速時鼓動翅膀,其他時候則采滑翔的方式。

毋庸置疑,研究怪歜的飛行時最常參考的就是翼龍※等有翼恐龍,但是這傢伙除了化石之外,啥什麼都沒留下,所以除了靠想做之外別無他法。它翼長7公尺,體重15公斤,體型算是很大的,所以我們猜它不怎麼拍動翅膀※,是靠滑翔飛行。

自然界的飛行生物是體型越大越有滑翔的傾向。從電影畫面上確認,拉頓和混沌鳥也不怎麼拍動翅膀。可是靠滑翔的力量有可能飛出超音速嗎?

※浮力

前方來風頂到物體下方,氣流下彎,反作用力把物體向上推,這就是浮力。飛機機翼縱剖面是上凸下平,相較起來,上方通過的空氣走距長、觸及範圍大,所以氣壓變低,這也會產生浮力。

※翼龍

中生代掌握制空權的爬行類(編按:昔稱爬蟲類。基本上恐龍並非爬行類)。翅膀構造與現今鳥類或蝙蝠都不同,第四指延長,隔成4節,張開皮膜形成翅膀。與其他恐龍一樣都走上了巨大化之路,白堊紀後期曾翼長達7公尺。與其說飛行,不如說是乘上升氣流爬升,其空氣動力學應類似現在的軍艦鳥。

※不怎麼拍動翅膀

翅膀拍法大致分為摩斯拉的翅型與拉頓的翼型。翅型以昆蟲等小型動物為本,雖然乘著風勢,但只要停止鼓動1秒就會落下,所以翅膀面積大於身體。這一型怪獸若沒有一直振翅,表示對其原型生物認知不夠。翼型則是以鳥為原型,多半學大型鳥類,不拍翅膀而乘風滑翔,怪獸采此形態比較有說服力。畫面上中也多是爬升時鼓翅,之後滑翔。應劇情需要演出的振翅畫面,似乎只有在三頭金龍吉多拉王之類非鳥型卻有大翅膀的怪獸出場時,或抒情的飛離場面。

混沌鳥飛得比免路考機踏車還慢

鳥類或飛機在空中飛行時,並不能把來自前方的空氣阻力全部轉為浮力。有一部分的空氣阻力則會產生煞車效果,如果沒有對抗它的推進力,就無法保持一定速度。那麼沒有裝引擎的滑翔機和信天翁是拿什麼當推進力的呢?答案是重力。

沒有上升氣流的時候,這些滑翔的飛行體部僅能向下飛。意思和在斜面運動的物體相同,是沿著空氣形成的坡道滑下。此時重力會分成「讓物體沿著坡道向下運動的力」和「把物體壓在斜面上的力」。後者會與浮力相互拮抗,前者則成為對抗空氣阻力的推進力[圖一作用於滑翔物體上的力。只要取得平衡就能等速直線前進。]。

信天翁或老鷹都是悠哉游哉慢慢飛,滑翔機也比飛機慢多了。由此可以得知,滑翔是不適合高速飛行的。因為是以部分重力當做推進力,飛行速度絕不可能比自由落體還快。想要加速的話,得從很高的地方滑下來才行。

就算不計空氣阻力,拉頓要從1萬3千公尺的高空滑下來才能有1.5馬赫,而混沌鳥則要從7萬2千公尺降下才能有3.5馬赫的速度。當然,實際上還會因為空氣阻力而減低下降速度,所以還得爬升到更高的空中才行。

那要怎麼做才能上到那麼高的地方去呢?

信天翁或老鷹是乘著上升氣流※攀高的。可是上升氣流只到形成雲層的1萬公尺左右,並沒有足以把拉頓或混沌鳥帶到那種高空的上升氣流。即使想拍動翅膀飛上去,越高空氣越稀薄,1萬公尺高空的空氣只有地面的3分之1。拉頓和混沌鳥就算拍翅膀拍到死,因為沒有空氣可拍,還是無計可施。

即使它們用某種方法爬升到那高度,空氣阻力又會產生另一個令人絕望的問題。在大氣中滑翔時,重力會使速度加快,但空氣阻力卻是與速度的平方成正比。所以從重力得來的推進力與空氣阻力一樣大的時候,速度就不會再增加了。也就是說,只要是在大氣中滑翔,下論是從多高的地方滑下來,速度都是有上限的,而且這個上限還出乎意料的低。例如不論從多高的空中丟下鉛球,時速最快也不會超過500公里。

拉頓翼長120公尺,從怪獸圖鑑來推測,翅膀面積大約3千平方公尺。空氣阻力與翊膀面積成正比。不過因為它的體重有1萬5千噸,急速俯衝的話還是可以達到1.5馬赫的速度。當然,這是假設它能飛到平流層之上。

更令人絕望的是混沌鳥。翼長175公尺,翅膀面積5千7百平方公尺,比拉頓還大上一號,體重卻只有25噸,拉頓的600分之1而已。這過輕的體重成了致命要害。就算頭朝下垂直俯衝,時速也才68公里,還下到目標3.5馬赫的1.6%。

假設它像普通滑翔機以5度的下降角度滑翔,時速才20公里!說什麼超音速怪鳥混沌鳥,其實連騎著免路考的50cc機踏車都可以輕鬆趕過它呀。

※上升氣流

向上流的空氣。空氣經陽光加熱後變輕、或沿山坡向上吹的時候,熱空氣爬到冷空氣之上,就會產生上升氣流。海邊鳥類常利用的是海洋吹向陸地的風。風越過海岸線後與地面的摩擦變大,風速變弱,便產生上升氣流。

※免路考機踏車

日本的道路運行車輛法施行規則中,引擎總排氣量在55cc以下的歸於「第一種原動機付自轉車」,簡稱「原付機車」。

跑吧,拉頓!

要靠滑翔飛出超音速果然不可能。即便銀幕上它們好像只是在滑翔,其

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