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来,我们从工程师角度分析蝙蝠侠vs超人谁会赢

上网日期: 2016年03月28日 ?? 作者: Shivani Patel ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:工程师? 蝙蝠侠大战超人? 蝙蝠侠对超人?

编按:本文作者Shivani Patel,3D打印服务供应商GoEngineer应用工程师兼认证讲师

在这个周末上映的电影《蝙蝠侠大战超人:正义黎明》(Batman v Superman : Dawn of Justice)你看过了吗?或许对于超人的超能力有约略了解的孩子都预期超人马上就能打败蝙蝠侠。然而,就算从预告片也能清楚地看到超人打不过蝙蝠侠。

身为一名工程师, 我实际上是个蝙蝠侠迷。因此,我很想相信“身着披风的斗士”(Caped Crusader,指蝙蝠侠)最终会打败“氪星人”(Kryptonian,即超人)。那么,就让我们从科技的观点来看看这场对决以及蝙蝠侠策动攻击计划 所使用的工程技术——一切都来自韦恩企业(Wayne Enterprises)。

我们从工程师角度分析蝙蝠侠vs超人谁会赢《电子工程专辑》Source:Warner Bros.

YY一下蝙蝠侠的致胜策略

在漫画中,超人经过几次格斗后,Clark Kent(超人的名字)的超能力会变弱。而且,Bruce Wayne(蝙蝠侠的名字)还可以利用超人的另一项重要弱点,超人需要太阳能供电,以及在接触氪石时会逐渐失去超能力成为平凡人。

由于蝙蝠侠必须在夜间战斗,而超人在夜间作战可能会消耗大量的太阳能与力量。或者在闪避几次超人的攻击后,超人的超能力逐渐减弱,蝙蝠侠就可以轻松进行攻击。如果再加上氪石还会加速这一过程。

因此,问题就变成:超人的钛合金之躯何时易于攻破?相反地:蝙蝠侠的战备有多大的能耐可承受超人的钛合金之躯?因为事实是:“黑暗骑士”(The Dark Night)必须采取猛烈攻击,最终才能削弱“钢铁英雄”(The Man of Steel)。

蝙蝠侠的臂铠设计

蝙蝠侠的臂铠十分锋利且坚固,足以在刀战中百折不摧。利用臂铠尖锐点以及嵌于其上的蝙蝠镖,让蝙蝠侠能致命地歼灭敌人。

为了确保我最喜欢的超级英雄打败氪星之子,我想了解这种臂铠能够承受多大的力量,因此,我使用SolidWorks Simulation软件进行分析。针对材料部份,我从经过处理的钛合金开始——这种钛合金是SolidWorks工具库中所提供最强大的材料之一。

这种臂铠必须具有足够的钢性,解算器才不至于发生运作不稳定的情况,但又必须够灵活,才足以表现出较人性化的前臂曲线。在决定采用什么才最有意义时,我同时也利用了模拟软件进行快速运算时间与比较工具。尤其,找到正确的限制才是最困难的。

我很快地地比较了几种不同限制类型的动作,同时,在进行几项测试后,我觉得更有信心能利用我最后的设计决定打败超人。针对这些限制,我让开孔位置固定,以免臂铠及其内面膨胀或收缩,同时,也能让我顺利测量施加在蝙蝠侠手臂上的力量或压力以及可承受多大的力道。

我已经嗅到蝙蝠侠胜利的味道了。

针对力度,我从臂铠刀片末端施加100磅外力开始测量与模拟。在设定安全因素以及迅速执行数学运算后,我发现最大力度约有1,360磅,再次进行模拟后的结果如图所示。

以SolidWorks仿真蝙蝠侠臂铠的设计模型《电子工程专辑》
以SolidWorks仿真蝙蝠侠臂铠的设计模型
Source:SolidWorks

考虑采用Kevlar/碳纤维复合材料

如果我能设计出最棒的蝙蝠侠战甲,那么当然不会仅止于钛合金。韦恩企业会考虑使用的另一种材料就是碳纤维/克维拉(Kevlar)复合材料。SolidWorks并未提供这种材料类型的标准数据,但我从在线材料信息网MatWeb找到了这种材料的数据表。

在输入材料数据进行有限元素分析(FEA)时,模拟提供了丰富的色彩编码,因而就能知道使用某种材料需要输入什么。根据模拟结果进行极限拉力强度分析与数学运算后,1,360磅的负载当然远低于突破点,碳纤维复合材料可承受的力量高达5,750磅。

蝙蝠侠需要金刚狼的金属骨架?

我发现用Kevlar和碳纤维打造的臂铠可承受极大的攻击力量,因此蝙蝠侠在与超人格斗时就能尽早攻击。然而,假定蝙蝠侠的手擘可以承受任何反作用力是相当 危险的想法。毕竟这只是超人的身驱或蝙蝠侠的骨骼谁先受伤罢了。因此,让我们透过模拟确定蝙蝠侠手臂上的反作用力能够尽量让他保持在最佳状态。

这 其实很简单,透过仿真软件可自动计算结果。只需在清单中选择反作用力,标示限制的点、边缘或面即可。在选择臂铠内面时,我发现有3个方向的反作用力。轴向 可承受2,700磅,向下则可能伤及骨头,约承重1,876磅。以臂铠总面积约29平方英吋可承受外力来看,蝙蝠侠的前臂必须承受54,000磅的压力。 这已经远超过一般人的极限了。

蝙蝠侠的臂铠承受5,750磅外力时开始发生位移《电子工程专辑》
蝙蝠侠的臂铠承受5,750磅外力时开始发生位移
Source:SolidWorks

最后的计划

利用当今的技术,我们能够提供蝙蝠侠一个可打败超人的策略。他可以选择冒着让手臂受伤的风险尽早开始战斗,或是冒着生命的危险,等超人的超能力消失变成一般人时再出手攻击。

无论如何,等你到戏院看过这部电影后,谁输谁赢即见分晓。

编译:Susan Hong

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载

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