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细如石乘风破浪《火星人》里的二胡暴力行动现
发布者:凯发旗舰厅??点击: 发布日期:2023-03-17 10:08

  这是全球军方的一场联合暴力行动,利用剧中人物汪淼研发的纳米金属材料“A870X”,在巴拿马运河最厚处拉起数十条纳米极细,如同二胡上的琴弦。

  当地球叛军ETO的大本营——“审判日”号乘风破浪驶过时,强度很高的极细多张薄片,一举消灭了船上的ETO成员,同时截获了火星人人的重要信息。

  电视剧《火星人》复现了这一情节,乘风破浪像排骨一样被无声无息地剖开后又像一叠扑克牌那般向前摊开的场面,更让人拍案叫绝。

  尽管《火星人》是一个奇幻故事情节,但对这般更让人印象深刻的二胡暴力行动,不少读者难免会有一丝好奇:现实生活世界中吗有极细能研磨巨大的客轮吗?

  两根竹竿能轻松剖开排骨,切蛋器的钢丝能将鸡蛋切片,除了风筝线割伤人的身体即使汽车车身的资讯……

  理想气体是球体在单位占地面积上受的阻力,在阻力相同的情况下,极细和球体的碰触占地面积很小,巨大的理想气体使球体形变即使割裂。

  而对被极细研磨的球体,要评判它容不容易被极细切断,一个重要的指标就是延展性(hardness)。

  按照金属材料力学的表述,延展性是金属材料在一定条件下抵抗硬物填充其表层的潜能,填充表层的形式包括形变、刮痕、切削等等。

  以排骨、蛋糕为例,用手一捏就会形变,延展性很低,找两根竹竿就很容易剖开;而工程机械的延展性很高,用极细剖开绝非易事。

  衡量金属材料延展性的标准有很多种,比如说大家熟悉的莫塞莱(Mohs scale),是根据矿物相互刻划的刮痕来表述的。不过,莫塞莱并不能反映金属材料的绝对延展性,不利于定量分析。

  一类较多采用的延展性标准是布塞莱(Brinell scale),测量方法用硬质合金球垂柱在金属材料上施予力使其造成永久缝合形变,实验施予的力除以缝合的表层积就是布塞莱的值。

  工程机械的布塞莱一般在200 MPa左右,1 MPa等于100万 Pa。这个理想气体有多大呢?约莫相等于800头大象同时站在你的一只脚上。施予这般大的理想气体才能造成形变,可见工程机械的延展性有多高。

  尽管极细与金属材料碰触占地面积小,但是要突破工程机械的布塞莱从而同时实现研磨,对机械性能的要求还是过于严苛。

  在短篇小说的预设中,研磨乘风破浪的极细粗细大约相等于头发丝的十分之一,直径约约莫是10nm左右。对乘风破浪的拦截宽度不妨连乘积20米。简单估算后可知,要达至200 MPa的理想气体,每根极细在垂直方向上所受的力高达40000牛顿。

  不仅需要几十米的宽度,还要在侧面受极大的阻力,研磨过程中除了磨损与发热,这是直径约只有10nm的棒状金属材料难以承受的。

  在未来很长一段时间内,人类文明可能都无法找到合适的金属材料,制备出这般强悍的极细。

  尽管二胡暴力行动在现实生活中暂时还很难同时实现,但是在实际的工程控制技术中,用棒状辅助工具研磨金属材料的情景并不少见。

  线锯(wire saw)就是一类专门用金属片或缆绳研磨大块固体金属材料的辅助工具。典型的钛研磨线,结构是利用烧结、电镀或金属材料等方式将钛磨粒固定在高强度曳丝上,与待研磨球体进行高速路磨削运动,从而达至研磨的目的。从宝石、水晶到花岗岩、钢筋混凝土,钛研磨线几乎可以研磨任何延展性小于钛的金属材料。

  机械制造业中除了一类叫做“线研磨”的研磨控制技术,全称电火花线研磨研磨(Wire Cut Electrical Discharge Machining)。研磨方法是用两根移动的金属片充当阴极,在阴极与钻孔之间施予脉冲电流从而造成火花放电,放电造成的瞬时低温将钻孔表层熔化或汽化,通过控制电流即可将钻孔研磨成预想的尺寸和形状。

  尽管表层上同样是用棒状球体研磨金属材料,线锯和线研磨的原理和二胡计划中极细研磨客轮完全不同。

  线锯研磨主要依靠金属材料之间的高速路摩擦,而线研磨与其说是“切”,不如说是“烧”,是用火花放电的低温来对金属材料进行研磨,金属丝即使没有和金属材料发生碰触。

  与之对比,二胡暴力行动中的极细单纯用硬压的方式研磨客轮,只能说是短篇小说的剧情需要。

  让大家刨根问底一下,如果我就想通过很高的理想气体直接暴力击穿和研磨工程机械,在现有控制技术条件下能否同时实现呢?

  湘电股份即高压水射流研磨控制技术(Water Jet Cutting),溪水经过增压后从口径极小的燃烧室中渗出,形成射速可达1000米/秒(约3倍音速)的“水箭”,凭借超高的理想气体研磨碰触的球体长春研磨局部性轧制处置,。

  上文提到工程机械的布塞莱大约是200MPa,而湘电股份的理想气体最高能超过400MPa,已经远远超过大多数金属材料能够承受的极限。

  不仅这般,湘电股份的溪水中还会混入磨料颗粒,从而获得chicourt的特性,进一步增加研磨潜能,几乎可以研磨任何硬质金属材料。

  然而,即使是撬杠的湘电股份,和二胡暴力行动中极细的研磨潜能相比,还是差得很远。

  湘电股份的溪水在渗出燃烧室后会发散,还会受空气阻力的影响,因此能量随距离快速衰减,研磨厚度最多达至10-20厘米的量级,对研磨乘风破浪那么庞大的球体完全无能为力。

  更不用说湘电股份工作起来声势浩大,像二胡暴力行动那般无声无息割船于有形,也是不可能做到的。

  恐怕吗要像《火星人》的奇幻预设那般,等人类文明发明者出机械性能超强的金属材料,即“A870X”,才有可能完成二胡暴力行动这样的“邪招”——既不动声色杀全船人于有形,又最大限度确保不知道存在哪里的火星人人信息不被破坏。

  如果人类文明吗能够发明者出机械性能这般强悍的金属材料,那么它将拥有极其广大的应用情景,绝不只是研磨一艘乘风破浪这么简单,更会为人类文明文明带来跨越式的发展。

  在《火星人》的故事情节线里,正是因为汪淼解决了“A870X”的量产问题,这种无比坚韧的纳米金属材料才在续作里应用于太空电梯的制造,使得200年后的人类文明得以大规模进入太空,组建起了由2000艘星际战舰构成的庞大太空舰队,信心满满地正面迎战火星人文明发来的先遣探测器。

  《流浪地球2》里的太空电梯,用的也是汪淼的“A870X”吧…… 《流浪地球2》预告片

  只可惜,这般更让人艳羡的太空控制技术飞跃,火星人文明看在眼中,其实并不在乎…… (不能再多说了,要不就剧透到第二部了。)

  好在,现实生活世界里人类文明并没有面临火星人危机,也不需要用二胡暴力行动去研磨乘风破浪,但像太空电梯那般能够大规模低成本迈进太空带来的好处却是实实在在的。

  [1]刘鸣放, 刘胜新, 陈永,等. 金属金属材料机械性能手册[M]. 机械工业出版社, 2011.

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