我们研究了如何用加农炮把特朗普发射到太阳上( 二 )
小川从北京飞到上海只要40秒 | 灵魂画手笛发射小川需要的加农炮有了把小川发射到太阳上的速度 , 接下来就是根据这个数据找加农炮了 。要多大的大炮才能把小川射到太阳上呢?往极端条件考虑 , 我们参考一下人类历史上射程最远的大炮——巴巴多斯大炮 。 这门大炮长36米、口径424毫米 , 曾经以2100米/秒的初速将190千克的炮弹打到180千米的太空 。
巴巴多斯大炮 | Sky and Telescope巴巴多斯大炮把炮弹发射出去的能量 , 足不足够让小川飞到太阳上呢?我们可以比较一下巴巴多斯炮弹和小川运动的能量 , 在物理学中也就是动能 , 它和物体的质量和速度都有关 。简单计算一下 , 我们最后得出小川飞向太阳需要的动能是炮弹动能的……66.64倍 。远远远远远远不够用啊!
小川需要的动能与巴巴多斯大炮的炮弹动能作比没事 , 我们再想想办法 。根据火炮发射炮弹的原理 , 火药被点燃后会引起气体快速膨胀 。 膨胀的气体在炮管内对炮弹做功 , 最后把炮弹射出 。 想要增大炮弹射出的速度 , 最简单的办法就是加长炮管 , 让气体在炮管内做功的时间更长 。换句话说 , 如果想要用巴巴多斯大炮把小川射到太阳上 , 我们至少需要把炮管长度扩大66倍多 。 巴巴多斯的炮管约为36米 , 它的66.64倍是……2400米 。这是什么概念呢?把炮管立起来 , 就有7.4个埃菲尔铁塔那么高 。
巴巴多斯的炮管需要7个巴黎铁塔那么高 | 灵魂画手笛那么长的炮管 , 怕是造到一半就已经承受不住压力 , 咔嚓断掉了 。 即使我们真的能造出2400米的炮管 , 小川滑到炮管的底部也要花上不少时间 , 而且发射的时候 , 他还要被气体一路推着跑两公里那么远 。出于对小川同学旅程舒适度的考虑 , 我们最好能给他找个炮管稍微短一些的大炮 。经过一番寻找 , 我们决定把巴巴多斯大炮换成人类有史以来最大的火炮之一——古斯塔夫巨炮 。 古斯塔夫巨炮是纳粹在二战期间制造的超级大炮 , 堪称地面武器中的巨无霸 。 它全长42米 , 炮管32米 , 配备的穿甲弹重7吨 , 炮弹初速度能达到0.72km/s 。
二战时期的古斯塔夫巨炮 | Wikimedia Commons
古斯塔夫巨炮模型 | Wikimedia Commons重复上面的计算步骤 , 我们惊喜地发现 , 小川需要的动能仅仅是古斯塔夫巨炮炮弹动能的15倍多点!
小川需要的动能与古斯塔夫巨炮的炮弹动能作比古斯塔夫巨炮的炮管长度是32米 , 乘上15.39只有492米 , 大约是1.6个埃菲尔铁塔那么高 。 比起巴巴多斯大炮的2400米 , 这个炮管可以说是大大减少了小川待在炮管里所遭受的痛苦 。如果用古斯塔夫巨炮发射小川 , 还有另外一个好处 。 古斯塔夫巨炮的炮筒口径是800毫米 , 比一般的加农炮的口径大了好几倍 , 稍微有点发胖的小川同学也不用担心自己会钻不进古斯塔夫巨炮的炮管里面去 。
巴巴多斯的炮管只需要一个半巴黎铁塔那么高 | 灵魂画手笛看来 , 只要我们能重建出一个炮管492米的古斯塔夫巨炮 , 就能圆满地实现小川被加农炮射向太阳的梦想了 。可能有人会问 , 加农炮发射的过程中 , 炮管的温度会达到数百摄氏度 , 小川要前往的太阳日冕层更是超过100万摄氏度 , 他要怎样经受这样的高温呢?那当然是跟隔壁的特朗普借用一下NASA的防护服啦 。
图源:Washington Post最后 , 让我们再完整回顾一下小川前往太阳的美妙旅程吧:
小川的奇妙冒险 | 灵魂画手笛
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