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皮筋能提供多大的动力? 第1页

  

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皮筋动力飞机可以载人,只要你造得够大,带几百千克东西上天也做得到,但性能比幻想中差得多。可以从能量密度中简单地看出来:

  • 橡皮筋拉伸的能量密度约 1651 焦耳每千克,
  • 橡皮筋扭转的能量密度约 6605 焦耳每千克,
  • 扭力弹簧的能量密度约 300 焦耳每千克,
  • 分子弹簧的能量密度约 10 万到 1000 万焦耳每千克,
  • 汽油的能量密度(在纯氧中完全燃烧,不计氧气的重量)约 4730 焦耳每千克,
  • 乙醇在与汽油一样的条件下能量密度约 2690 万焦耳每千克,可由生物质酿造出来,
  • 木炭在与汽油一样的条件下能量密度约 3010 万焦耳每千克,可由生物质加工出来,
  • 白糖在与汽油一样的条件下能量密度约 1673 万焦耳每千克,可由生物质加工出来,
  • 纸在与汽油一样的条件下能量密度约 1500 万焦耳每千克,可由生物质加工出来。

二十世纪八九十年代,一些航空爱好者试图用皮筋动力飞机带着人飞上天。

这是曾经短暂离地的皮筋动力飞机 RB-1:

这是一直没有飞起来的皮筋动力飞机 Rubber bandit:

有动力飞机的最小推重比约 1/18,通常设计下安全的、能做机动的低速有动力飞行至少要确保 100 瓦每千克的功率重量比(航模和轻型飞机都如此)。设飞行器总质量中的一半是 6605 焦耳每千克的扭转橡皮筋,调整橡皮筋释放动力的速度来维持 100 瓦每千克的功率重量比,能提供动力约 33 秒,接下来就是无动力滑翔了。

  • 现实中有些导弹的发动机工作时间不到 10 秒,有些工作几十秒。只要你对导弹形状和速度的要求不那么严格,橡皮筋作为发动机还是能用一用的,但那就不太清楚你为什么不将木炭或木屑粉碎后装进去当燃料了。
  • 只要能打中目标,“导弹或火箭弹的壳体在燃烧”并不会降低它的杀伤力,反而可能通过火灾给敌人更大的损害。

中等飞行速度与更多的机动动作会将上述 33 秒有动力飞行缩短到约 17 秒,高速飞行或复杂机动会进一步缩短到约 6~9 秒。

在某种意义上更可怕的是,橡胶在纯氧中完全燃烧、不计氧气的重量时能量密度为 3500 焦耳每千克。

为何不试试将粉碎的橡皮筋烧掉作为燃料呢。

可以自己做个白糖火箭玩玩。




  

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