[科学]柯南里面“怪盗基德”的滑翔翼有科学依据吗?

 2018-03-20 13:37:28   评论   5,734次浏览

看过动画片名侦探柯南的都知道,柯南有一个亦敌亦友的对手就是怪盗基德,怪盗基德的特点就是能够变幻各种高科技,总是能够来无影去无踪。感觉怪盗基德应该不是和柯南一个类别的,倒像是和阿笠博士一个系别的。那么其中有一个细节就是,怪盗基德在逃脱时都会在高楼使用滑翔翼飞起来,那么滑翔翼真的能够帮助基德从百米高楼上安全逃脱吗。

怪盗基德气动原理

首先我们将问题简化,仅仅说基德能够安全落地的问题,那么多大的风阻翅膀能够让基德在理想状态下平安落地呢?这里抛开基德是否使用其他喷气式动力源,也就是仅仅降落需要多大的一个翅膀。

把问题理想化,就是着地速度多少能平安无事,正常未经受训练的人,从一层楼的高度往下跳一般不会有生命危险,如果着地姿势和动作恰当,可能连受伤都不会受伤。当然,受过特殊训练的特种兵估计三层楼也不成问题。目前楼层高度正常一般是2.8米,为了便于计算,我们假设为3米。

根据能量守恒定律,MGH=1/2MV^2 ,3米自由落体速度约为7.67m/s,我们就设这个速度为安全值。

从高楼降落,使得速度加速到这个速度时匀速下落,基德才能够全身而退。因为随着下降的速度增大,空气阻力也会增大,使得下降速度最终保持一个匀速。

也就是  重力 G 和空气阻力F 在某一速度下相等而变为匀速,体重假如为70kg,重力系数取9.8N/kg。

现在这个速度最保守为7.67m/s,那么根据空气动力学原理,在速度低于2.5倍音速的时候,适用公式为:

F=KSV

K为阻力系数,理想状态下,一般可以取2.937。

那么承受怪盗基德降落的滑翔翼其实也就是起到降落伞的作用,由上述的各种数值,我们可以计算出怪盗基德的“滑翔翼”面积至少为:30.45平方米。

以圆形来计算,这么大的滑翔翼,半径约为:3.11米。也就是怪盗基德的滑翔翼的半径至少得比他自己高很多才行,如果考虑到怪盗基德接受过特殊训练,这个数值也可以大幅度减小。

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