反重力飞行器“安培飞车”:不再是科幻,未来已来

反重力飞行器“安培飞车”:不再是科幻,未来已来

首页模拟经营重力飞车更新时间:2024-05-08
反重力飞行器一直是各种科幻电影和科幻小说经久不衰的爆点,《第五元素》,《星球大战》中各种反重力飞行器悄无声息地穿梭于未来城市之中并且可以随意悬停飞升,它们没有现代飞行器的各种喷射装置和巨大噪音,更不需要依靠螺旋桨产生动力就可以实现安静地自由悬浮和飞行,让人无限遐想。所以,制造出不依靠传统推进方式而自由在天际的反重力飞行器,一直是很多人心目中的梦想。我们今天就来讨论一种反重力实现方案。我们暂且把这种反重力飞行器叫做"安培飞车"。

要搞懂什么是反重力,首先就要明白什么是重力,通俗来讲:重力是由引力产生的,物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。重力的施力物体是地心。重力的方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比。而所谓反重力,就是给物体一个作用力,大小相等方向相反时,物体即可处于悬浮态。要实现反重力技术,现在通常有两种方法:屏蔽重力和对抗重力,屏蔽重力,在这个地球上就是要屏蔽引力,以现有的科学技术和材料来说,要实现这个目标难度太大(传说中的各种纳粹钟,约翰瑟尔效应等技术真伪不得而知,这里暂不讨论)。而后者对抗重力,我们现在却有很多技术都可以实现这一点,相对简单,只是方法各不相同而已。我们先来回顾一个简单的初中的物理知识:安培力定律

安培力定律

先来简单描述一下:一根金属棍子,处于磁场之中,磁力线由上至下穿过手心,当给金属棍子通电的方向为四个手指方向时,大拇指方向会产生一个排斥力。

那么这个力的大小怎么计算呢?在不考虑金属棍子角度问题的情况下(垂直):这个力的大小等于F=BIL ,解释一下:F:安培力,B:磁场的磁感应强度I:通过金属棍子的电流强度,L:金属棍子的长度,由此看出:如果要获得更大的力,只需要提高等式右边的3个乘积因子中的任何一个或者同时提高3个因子的值,就可以获得更大的力输出。电磁炮就是这个应用原理:

电磁炮

当然,电磁炮只是安培力的技术原理应用之一,而我们今天要讨论的是如何获得持续的安培力实现飞行器的悬浮和飞行。如果只是单纯依靠安培力定律是不能实现反重力飞行器悬浮和飞行的,因为这里有个牛顿第三定律。牛顿第三定律告诉我们:相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。该定律是由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中提出的。牛顿第三运动定律和第一、第二定律共同组成了牛顿运动定律,阐述了经典力学中基本的运动规律。

那如何设计反重力推进装置呢?我们来分析一下:回到上面安培力的示意图,垂直于磁场的金属棍子,在通电情况下会受到磁场的推力,反过来,根据牛顿第三定律,磁场装置也同样会受到一个大小相等,方向相反,并且作用在同一条直线上的力。这个反作用力虽然会使飞行器获得一个推力,但是同时金属棍子也会飞射出去!哈哈,这个反重力飞行器总不能一直靠连续不断地喷吐金属棍子来实现反重力吧?那怎么办呢?

通电导电载体的替换—实现反重力"安培飞车"

以上我们知道,金属棍子是不可能用做连续工作介质的,反重力的工作介质必须满足以下条件:

1. 连续稳定—反重力飞行器获得稳定持续的推力。

2. 可调可控—反重力飞行器的升降,飞行的快慢。

3. 最好没有重量,或者重量可以忽略不计。

满足以上条件最理想的做法就是让磁场中原来金属棍子所在区域内的空气能够导电,以此来代替金属棍子。但是我们知道,空气是绝缘体,正常情况下是不导电的,那么怎样让这一部分的空气区域形成导电场,让电流可以通过呢?那就是——构建一个持续稳定的激光等离子体通道!

西南技术物理研究所和西北核技术研究所的科学家研究团队曾在权威科学期刊《激光技术》(2008,第三期,第32卷)上发表过科研成果文章,文章指明:"为了验证纳秒紫外激光大气等离子体通道技术的可行性,采用实验方法研究了248nm远紫外激光与实验室空气的相互作用.测试了相应的电离击穿阈值.尝试建立了连续的激光等离子体电离通道,并进行了漱光等离子体通道直流电传输实验,得到的数据显示,在180mJ单脉冲能量作用下,连续闪光柱长度8mm,可导电区长度约20mm,结果表明,纳秒紫外激光建立连续激光等离子体导电通道是可行的。"

激光等离子通道

也就是说:实验室阶段已经实现了激光等离子通道传输直流电的技术!"光导线"和"空气导电区域"从技术上来说是可行的。激光等离子通道完全具备上述工作介质的三个条件,这不仅可以应用于反重力飞行器,而且只要把装置横过来就可以应用于地面车辆和水面船只的推进系统。这也许是一种全新的技术革命。

综上所述,激光等离子通道技术为我们提供了一种现阶段比较可行的反重力技术实现方案,而不是仅仅是停留在科学幻想阶段,科学有着无限的可能性,思维要海天马行空,而验证需要脚踏实地,大胆思考小心求证,突破常规才能收获奇迹,科学和梦想总是交织在一起推动着人类文明进一步发展,如果有一天一艘飞行器安静的悬停在我们头顶,等候我们驾驶远行的时候,请你记住它的名字"安培飞车",一个划时代的交通工具,未来已来。因为:"安培飞车"将不再是梦想。我们拭目以待!

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