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燃爆了(如果哥斯拉出现在中国会怎么样?)

花白达人    2022-11-12    429

我最近在写一个系列,主要想法是“用现代或者未来工程技术复现神迹”,正好拿哥斯拉练个手。

“哥斯拉出现在中国”,有两个前置条件:

1、有哥斯拉

2、有中国

鉴于中国是客观存在的,但是哥斯拉并不存在,我们强行让哥斯拉出现,它的突然出现很显然不能立刻就让中国不存在了,否则哥斯拉就没办法出现在中国。因此哥斯拉不能是一个黑洞,不能一出现就导致地球毁灭,不能仅仅出现就导致“中国”这个概念无法存在。它以后要怎么糟蹋中国那是以后的事情,但是他出现的时候中国一定还得存在。

这两个限制条件就有点麻烦了。

同时我们还要兼顾到:

1、牛顿三大定律;

2、光速不可突破;

3、其它你觉得并没有什么卵用的物理学定律。

所以搞一条哥斯拉到中国来的难度远远超出你的想象。

1、血肉哥斯拉

这个很显然不可能存在。

除了迷你哥斯拉有在陆地上活动的可能性,其它哥斯拉会被自己的体重压垮。跟大家的想象不同,并不是骨骼、肌肉的强度不够的问题,而是骨头与肌肉之间的附着力不够,肌肉巨大的重量会把它们从骨骼上面剥落。血肉哥斯拉会无时无刻不承受着巨大的痛苦,肌肉本身无时无刻不把自己撕裂,想一想都好疼。

另外,这么巨大的胸腔也很难存在,骨头做的支撑没办法长到这么大。

一个明显的例子就是,地球上现在最大的动物是蓝鲸,这玩意儿也仅仅长达30米左右,重100多吨。

鲸有时候会因为各种各样的原因搁浅,这也算是某种意义上的“跑到陆地上来”,然而这种事情往往都是以悲剧告终,体型远比蓝鲸要小的鲸类也难逃一死。它们巨大的体重在水里主要是依靠浮力平衡的,失去浮力以后全部体重都压在脆弱的胸腔上面,肌肉、骨骼都会被撕裂压断,即使有幸回到海里也有很大可能活不下来。

那么我们看看可怜的哥斯拉。

体型大于迷你哥斯拉的其它大型哥斯拉一旦达到陆地上立刻就会自己崩塌成一团血肉模糊,迷你哥斯拉行动能力也不会太强,动作快了很容易骨折。这就是磷酸钙、碳酸钙、几丁质为主要材料的骨骼以及蛋白质为主要材料的肌肉能够达到的极限了,陆生动物不可能长太大,长大了动作就会十分缓慢。

我们甚至都还没有开始讨论散热问题。

2、钢结构哥斯拉

钢结构搭建一个哥斯拉就简单了许多,体型上百米非常简单,人类现有的钢结构建筑数不胜数,比如著名的埃菲尔铁塔,高达300米,重达10万吨。

唯一的风险在于钢铁哥斯拉它会不会压塌地面陷进土里去

一台钢铁哥斯拉一定有以下机构:1)动力机构;2)支撑机构;3)传动机构。其中动力机构和传动机构可以合并,也就是所谓的“分布式动力系统”,利用电磁力去驱动一些钢缆,达到类似于肌肉的功能。这套系统很明显要比单纯只有支撑结构的埃菲尔铁塔复杂很多倍,但是我们这里只需要估计一个大致的重量,再根据哥斯拉的脚板大小估算一下压强就行了。

人类目前搞出来的最接近钢铁哥斯拉的东西就是斗轮式挖掘机。

斗轮式挖掘机是一种巨大的钢铁怪兽,跟哥斯拉差不多,它也能自行移动,尽管非常慢,我们有理由相信不计代价的话是可以弄出一个行动勉强算是快速的斗轮式挖掘机那么大的钢铁巨兽的。只不过我还是觉得“步行”这种方式效率太低,如果大家能够接受履带式哥斯拉就好了。

目前人类搞出的最大的型号的斗轮挖掘机是克虏伯公司的Bagger 288型号,高96米,臂展225米,重达12840吨,需要12条履带助其前进,最高速度每小时500米。这玩意儿能移动,能够挥舞一条类似于“胳膊”的东西,履带性行走机构。如果改成哥斯拉那种两条胳膊的、步行前进的东西,很显然体重还要至少翻两番,达到5万吨左右。

以红莲哥斯拉为例,它有着一双20乘以20米的大脚板,接地面积是400平方米,因此它脚底板受到的压强将是612.5千帕左右。这个压强还在大部分水泥地面的抗压强度以内,但是也超出了不少土地的抗压强度,因此哥斯拉必须要沿着水泥或者柏油路面机动,千万不要跑到土地上面去,很容易陷进去。

钢结构哥斯拉的主要问题还是在于它并不防弹

在电影、电视剧里我们看到的哥斯拉是防弹的,一般子弹、炮弹、导弹都无法击毁它,因此它一定是有装甲的。如果我们给钢铁哥斯拉配上装甲的话,重量会急剧飙升到无法接受的程度。这个体重不光是地面无法承受,钢结构本身也会无法承受。目前没有证据表明哥斯拉有“弱点”,我们可以合理的认为它全身都是有很厚的装甲的。

目前人类拥有的穿甲能力最强的东西是尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS),出于军事保密的要求,大部分国家最先进的APFSDS穿甲深度都是不公开的,各国用于测试的钢板材料也不一致,因此很难说目前世界上人类最多能够打穿多深的装甲。不过根据现役主战坦克的正面装甲厚度来推测,1000毫米的穿深还是很有可能的。

钢铁哥斯拉必须要配上全身1000毫米的装甲,为了防破甲战斗部,可能还必须配上爆炸反应装甲,这部分重量就便宜它了。哥斯拉的体表面积是个问题,人体表面积的计算公式是体表面积S=0.0061×身高+0.0124×体重-0.0099(身高:厘米,体重:公斤),但是哥斯拉的体型明显跟人类不一样,这个公式可能恨不准确,简单估算一下吧,大概是11800平方米左右。

钢铁哥斯拉的装甲体积将会高达11800立方米,按照钢铁的一半密度7.9吨/立方米,光是装甲就会重达9.3万吨

为了支撑起这么重的装甲,结构重量还会急剧飙升,为了驱动它的动力机构重量同样如此,这里就不再详细计算了,总之再增加一个9.3万吨都不一定能行。前面已经说过了,步行机构的效率不如履带机构,我们再便宜一把哥斯拉,用坦克的吨功率来类比一下,现役美国M1A2坦克的发动机功率是1500KW,重量按照60吨算,25KW/吨,也只能获得不到70KM/H的野战行军速度。哥斯拉要跑到这么快的话,需要的发动机功率将是590万千瓦,也就是5900兆瓦。M1A2坦克使用的发动机是AGT1500燃气轮机,燃气轮机的功率密度已经是非常高了,为了达到1500千瓦的功率花去了1.12吨的重量。那么驱动钢铁哥斯拉的发动机将会重达4405吨。这还只是发动机本身,传动机构和操纵机构和燃油还没有算。

事实上已知的核反应堆的功率密度并没有燃气轮机高,因为不管是压水堆、重水堆还是沸水堆、气冷堆,其冷却结构的重量是无论如何都没办法减少的。哥斯拉很显然不需要考虑核辐射屏蔽的事情,它自己就吃核燃料,但是就算不加上沉重的屏蔽层,它的核反应堆也不会比燃气轮机轻。因为要把核能转换为机械能你就不得不用到一个东西:蒸汽轮机,而蒸汽轮机跟燃气轮机的原理差不多,重量也是。

核反应堆方案得不偿失,你还得让哥斯拉背上很多水用来做二级冷却回路推动蒸汽轮机。

所以我们最终会造出一个重达23.6万吨以上的钢铁巨兽,配上一台数千吨重的发动机,传动机构死沉死沉,披挂浑身装甲的玩意儿。不要装甲倒是会好很多,不过很容易就会被击毁。

它一定会陷进土里拔不出来

到此为止我们还是没有涉及散热问题。

3、超结构哥斯拉

关于超结构材料的问题,我们现在能够想象的就是碳纳米管了,但是碳纳米管现在工程学应用几乎还没有,因为我们造不出那么长的碳纳米管。而且碳纳米管的防弹性能并不是太好,侧向剪切力很容易摧毁它。哥斯拉如果用碳纳米管来搭,最终还是要披挂钢铁的装甲。你也可以用凯夫拉纤维来做装甲,不过要达到同样的抗弹性能,凯夫拉纤维并不会比钢铁轻很多,至少不会有数量级的差距。

这就带来了同样的问题:你这个超结构哥斯拉其实没有轻太多

现在我们来说散热问题,这么大一个巨兽的散热问题会非常非常严重,仅仅靠它后背上那点儿“散热板”是远远不够的,何况它后背上的散热板并没有用风扇来吹。

是的,我知道你想到了CPU风扇。

散热器的工作效率是根据单位时间内流过散热片的空气总量决定的,流过的空气越多、散热效果越好。哥斯拉的体内一定会产生巨大的热量,这些热量包括发动机废热、传动结构摩擦产热、关节轴承摩擦产热等等。

讨论这个问题就必须要涉及到卡诺循环、机械效率这些复杂的问题,这样就会把哥斯拉的问题弄得极其复杂,我们这里得玩个花招。

卡诺循环,人类目前做的内燃机必须要服从这个规律,大致上内燃机的效率极限是在45%左右。也就是说你烧掉1000焦耳的汽油,只会有450焦耳转换成机械能驱动汽车。注意,汽车是轮式结构,传动效率远高于履带式,更远高于哥斯拉的步行式。

剩下的呢?

变成了热。

也就是说,如果哥斯拉的机械功率是265.5万千瓦,它产生的废热将会是324.5万千瓦。实际上考虑到步行这种方式的效率很低,产生的废热功率会远远高于324.5万千瓦。

我不知道这么多热该怎么散出去,因为人类工程学上从来没有面对过这么高的散热需求。但是这些热不散出去,哥斯拉将会面临一个非常悲惨的结局:被自己的废热融化

钢铁的比热容是0.46kJ/(kg·K),这个废热功率,一小时就会让哥斯拉的体温升高107度。缺乏良好散热的情况下,大概15个小时,哥斯拉就会自己熔化成一滩铁水。

它的时速仅仅是70KM/H而已,这还是给它占了便宜的情况下,采用步行的方式它其实达不到这个速度。我们让它跑快一点,就按照这个速度算,15个小时,从上海登陆的话还在湖北境内。

也就是说我们什么都不做,只管疏散,超结构哥斯拉自己跑到湖北也就熔化掉了自己所有的装甲,不管它里面是碳纳米管还是钢铁,这时候都很好使用APFSDS击毁它了。实际上它根本跑不到湖北,安徽境内就会因为温度过高而趴窝,至少装甲因为过热而失去防弹性能,我们在大别山就能击毁它。

而要控制住温度,你就得给他配上巨大的散热器,去散掉热功率高达324.5万千瓦的废热。

这么大一个散热片我不知道该怎么做,你用简单的散热片肯定是不行的,里面一定还涉及到非常复杂的热机问题,以把哥斯拉体内的热量导出到散热片上面来,液冷是个不错的选择,这就要求哥斯拉还得背负一个非常重的液冷散热系统。

以及一个巨大无比的风扇。

4、超超结构

宇宙中还有些非常奇怪的物质,比如中子星物质,也就是电子简并态物质,这些东西恐怕很难很难用“结构强度”这个概念去理解,因为它涉及到量子力学了,不是简单地牛顿力学可以处理的问题。

一台/头/位超超结构哥斯拉,莅临中国的话,很有可能瞬间把整个东亚大陆蒸发掉,甚至有可能让地球都不复存在,这就超出了我们的前提:中国必须还在

中国都不存在了,哥斯拉当然无法莅临中国。

谁都不知道电子简并态物质突然失去巨大的重力约束会发生什么,地球上很显然没有能够让电子简并态物质存在的环境,我估计会发生极其剧烈的核爆炸,那些被压得紧紧的中子和质子会瞬间就以极快的速度飞散出去并释放出巨大的能量,再与地球上的普通物质发生剧烈碰撞,再次释放巨大的能量。这两股能量加起来,中国肯定无法存在了,一头哥斯拉那么大的电子简并态物质是毫无疑问能把中国这个概念给毁灭掉的。

当然哥斯拉自己也没有了。

5、超超超结构

如果哥斯拉干脆就是个黑洞,事情反而好办很多,因为黑洞里面的物理学规则很可能跟正常宇宙不一样,因果律都有可能遭到破坏。

那么即使地球已经被破坏了,哥斯拉也可以莅临地球上的中国,并且上演一些完全不符合逻辑的事情,这谁也说不准,毕竟黑洞里面是啥样的,谁都不知道。黑洞里面哥斯拉完全可以和HelloKitty谈恋爱,并且与哆啦A梦是铁哥们,还试图勾引绫波丽出轨,而绫波丽的老公是汤姆,他们之间爆发了激烈的冲突,导致中国人民都不再喜欢福原爱了。

黑洞里的逻辑我们不知道是啥样的。

总之:

1、哥斯拉不可能是血肉骨头组成的;

2、钢铁哥斯拉要想防弹的话就很容易陷进地里去拔不出来;

3、先进材料哥斯拉会把自己熔化,我们可能需要撤离沿海省份的居民然后等着它自己熔化;

4、别的材料的哥斯拉会把地球炸掉;

5、哥斯拉是个完全不符合逻辑的东西。

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