第三話 某科學的超空氣炮
魔法老師之魔法的空想科學 作者：蜉蝣浮遊 投票推薦 加入書簽 留言反饋
突破了次元的缺口處……
兩個黝黑的炮孔緩緩的冒出。
不必要有蓄力的過程，巨大的炮口已然鎖定了眼前的敵人……
“聲控限定！”
黑發小女孩如此呼喊著……
如此，已經沒有扣下扳機這個動作的存在了。
隻需特定聲紋下的關鍵詞出現……
風的炮彈，便會粉碎眼前的敵人。
“這之前，或許可以說一句……”
“空氣炮，知道嗎？”
……
……
……
空氣炮，作為哆啦a夢最富盛名的道具之一，很遺憾，沒有它作為主役的獨立短篇存在。
藤子老師大概是從空*（某種液體，塗到手上幹了之後，能用手指發射十發的那個），進一步考慮到空氣手槍（套在手指上，縮小版空氣炮的那個），再無責任加強到空氣炮的。
各個故事中出現時，樣子沒有過任何可具體描述的變化，金屬色圓筒加凸起的準心……微妙的炮管長度變化不在考慮之內。
威力變化區間大的無法考據……從將人擊倒，到將人擊暈，到將人擊飛，到將機器人擊飛，到將機器人擊毀，到將圓盤ufo擊落……到將滅世的巨龍擊碎（雖然連鎖使用了速攻魔法‘放大燈’，雖然之後那條氣體龍‘死者蘇生’了）。
更無語的，是《哆啦a夢七人劇場》中的，哆啦?小子（基德）的空氣炮，每次都能打出火yao爆炸的效果……
那個果然是特製的嗎……畢竟開炮的命令語是‘toukan’。
好吧，這些沒有很大的實際參考價值，為了能夠讓其作為攻擊力，至少還是要到能夠‘擊飛機器人’的程度……不過，既然以空氣炮為名，那麽還是必須遵循藤子老師的定義。
空氣手槍產生的效果是，“聚集空氣向敵人發射”（源自哆啦a夢45卷版第4卷《來自未來世界的怪人》），漫畫中描述出來的威力，大雄‘啪’（根據翻譯，也有可能是‘砰’之類的）的喊聲之後，已是將129.3kg的哆啦a夢擊飛了。
如何才能達到那種效果呢，介於‘手槍’和‘炮’隻是規模上的不同，這裏就專注於分析後者了。
利用各種手段，比如火yao，比如電磁力等等，來推動炮彈，讓其在加速軌道，即是炮管，那個距離上加速……當然，命中之後的爆炸，破甲等等，則和炮本身沒關係了，那是炮彈的效果。
綜合這點常識，之前說過的和藤子老師的解釋……可以推論，提供推力的存在，是氣體；作為炮彈的存在，也是氣體。
這是第一個bug，如何達到漫畫中的那種威力，甚至要上升到‘殺龍’的程度。
無論如何，先考慮一下‘炮彈’能夠有的出膛速度吧。
空氣被壓縮，這是肯定的，所以有個壓縮比n；炮管有長度，那也是廢話，於是其為l；壓縮後的空氣要在炮管中占據一定的長度，該值為d；炮孔半徑r……其餘附屬裝置，均不算在長度的計算中。
先來一個理想模型……根據高中的物理知識，氣體壓縮膨脹都會影響其本身的溫度，進一步讓壓強和體積無法保持反比變化……設其為恒溫過程吧。
有了這個，就能夠很容易根據氣體膨脹到占據炮管x的長度時的壓強，進一步得出此刻壓縮氣團的所擁有的加速度……為了讓數據好算，我忽略了外界大氣壓。
根據加速度計算速度……這裏要用的大學高數的解微分方程的方法了。
結果出來後，我驚恐了……式子和n沒有任何關係，n的人參在讓過程中壓強大到足夠忽略大氣壓之後，就沒有了。（這似乎是因為以n倍的壓強換取力，去給n倍質量的氣團自身加速的原因）
風神扇之所以能夠達到那種效果，就是因為有個我可以無責任改變的值n的存在……和這個沒關係的話，那麽就無法依托‘空想’的庇護了。
總之，式子是，根號下的2*p/p*（lnx－lnd），其中p為大氣壓，p為空氣密度。
將l代入x的話，那即是出膛速度了，根號下的2*p/p*（lnl－lnd），米每秒。
有興趣的人可以去估計一下‘正常’的空氣炮大概能達到什麽速度。
其實，這裏麵仍有個‘無責任取值量’，那就是d了，這個值在大於零的前提下，越小能夠得到的出膛速度越大。
然後，第二個bug，如何讓空氣以塊狀擊出。
實際上，氣體的性質之一即是‘充滿容器’，保持塊狀基本是達不到了。
既然無法以塊狀，多少還是考慮一下急劇向四周擴散中的氣體能夠達成的射程吧……能擊落ufo，至少要過百米吧
在之前給出的參數之下，最好情況即是壓縮氣團在以炮口為底麵的圓柱體形狀的空間中恢複到正常密度，那麽射程為n*d……很好這次有n，不過d也出現了。
接下來第三個bug，蓄積氣體並壓縮的時間。
這個值很容易得出，是n*d/v，其中v是蓄氣時吸氣導致四周的風速。
很悲劇的值呢……即是說射程除以某個設定的速度。
而且由於這個設定的速度不能過大……在換取大射程的同時，這個值就悲劇了。
我所考慮到的最後一個bug，肯定是反作用力了。
這次我沒有遺忘這個了……
值也很好算，當前壓強乘以炮孔麵積就是了……所以，最大後座力就是一開始的那瞬間，值為n*p*π*r*r……這個時侯有n出現可不是個好兆頭。
……
大致情況描述完畢，現在要考慮如何好好的取值，邏輯上解決那四個bug。
先是作為根基問題的，即是空氣團成塊問題……這個不成立，那麽打出的就隻是強風而已，擊飛或許能做到，擊毀那是不可能了。
如何讓空氣壓縮呢？
靠外力……這是廢話了。
飛行途中會有什麽外力呢？
阻力……這仍然是廢話。
那麽，飛行道具的阻力最強形態，那就是導致了音障的衝擊波氣層。
不覺得有靈光一閃的感覺嗎……隻要第一個問題中的速度突破音速，氣團頂端就會因為這股外力而高度壓縮，成為彈頭的存在，第二問題也解決了。
同時，衝擊波的威力，不用我多說了吧。
好了，可以先試著取值了。
我給的值是這樣的，d=0.01m，l=1m，n=10000。
這樣能夠達到的速度，約為1249米每秒。（無責任調整d的成果，不過不能過小，原因在下麵這個數值）
不過，能夠達到的射程，最理想的情況也不過是100m而已。（實際上，還要大大小於這個值……不過n不能再加大了，不然對後麵兩個數值的影響太大了）
哦~~~近四倍的音速呢。
雖然導致的強風，讓處於炮孔附近的阿萌必須躲在反射鬥篷保護下……不過，‘撕裂大地的風之炮彈’，這個程度是達到了呢。
不過，高興太早了。
這種程度下，假使用v=5米每秒來蓄氣，都要20s。
完全沒有實戰價值了呢……
好吧，這時該‘科學力’登場了！
靠著逆向質能轉換的話……蓄力時間就可以忽略了！
嗯嗯，然後是反作用力問題。
在那個瞬間，這個力超過了150,000,000牛頓（假設炮口半徑為0.07m）
這已經不是能不能拿在手上的問題了……
炮孔的自主緩衝，會相當影響準度……而且，雖然沒有直接描述過，‘次元密室’是無法提供一個供與固定的平台的。
那麽，同樣用力來抵消這個力吧！
比如，背麵也同樣設計一個d=0.01m，l=1m，n=10000，r=0.07m的空氣炮……
很好，完全同步且共線的情況，就不要考慮射擊線上的力的問題了。
至於對炮身本身所要承受的來自內部壓強的力……
無論用什麽材質，奧利哈鋼也好，高達尼姆合金也好，‘空想’的材質也好，總之有那麽個能夠實現這種設計的東西吧！
兩麵都是炮口，超過2米長的東西很?灝??p>不過好在是從超空間中露出口，根據附屬空間不計開口位置的定理（喂喂，哪來這個定理啊……），能讓兩個炮口在這個空間出現時，都對著一個方向了。
於是乎……空氣炮就這麽完成了。
所以，這個東西不可能出現在阿萌手上；
所以，從‘次元密室’中出現時必定兩個一組；
所以，能達到給予地麵深刻的劃痕那種威力。
一如所描述的，如果風神扇是‘吹起’和‘撕裂’的話，那麽空氣炮就是‘貫穿’和‘粉碎’了。
……
啊……說回來，廢了那麽大勁才得到這麽點效果。
美國都有能打出7倍音速的炮彈，而且從某個海麵上準確轟中胡夫金字塔頂端某個‘小東西’的超電磁炮了……
`
`
`
`
ps：一直在想，我是不是也該呼喚一下書評呢……並不需要針對文中的考據也行啊，並不是所有人都對那個感興趣的。
下次的外篇，應該是……
兩個黝黑的炮孔緩緩的冒出。
不必要有蓄力的過程，巨大的炮口已然鎖定了眼前的敵人……
“聲控限定！”
黑發小女孩如此呼喊著……
如此，已經沒有扣下扳機這個動作的存在了。
隻需特定聲紋下的關鍵詞出現……
風的炮彈，便會粉碎眼前的敵人。
“這之前，或許可以說一句……”
“空氣炮，知道嗎？”
……
……
……
空氣炮，作為哆啦a夢最富盛名的道具之一，很遺憾，沒有它作為主役的獨立短篇存在。
藤子老師大概是從空*（某種液體，塗到手上幹了之後，能用手指發射十發的那個），進一步考慮到空氣手槍（套在手指上，縮小版空氣炮的那個），再無責任加強到空氣炮的。
各個故事中出現時，樣子沒有過任何可具體描述的變化，金屬色圓筒加凸起的準心……微妙的炮管長度變化不在考慮之內。
威力變化區間大的無法考據……從將人擊倒，到將人擊暈，到將人擊飛，到將機器人擊飛，到將機器人擊毀，到將圓盤ufo擊落……到將滅世的巨龍擊碎（雖然連鎖使用了速攻魔法‘放大燈’，雖然之後那條氣體龍‘死者蘇生’了）。
更無語的，是《哆啦a夢七人劇場》中的，哆啦?小子（基德）的空氣炮，每次都能打出火yao爆炸的效果……
那個果然是特製的嗎……畢竟開炮的命令語是‘toukan’。
好吧，這些沒有很大的實際參考價值，為了能夠讓其作為攻擊力，至少還是要到能夠‘擊飛機器人’的程度……不過，既然以空氣炮為名，那麽還是必須遵循藤子老師的定義。
空氣手槍產生的效果是，“聚集空氣向敵人發射”（源自哆啦a夢45卷版第4卷《來自未來世界的怪人》），漫畫中描述出來的威力，大雄‘啪’（根據翻譯，也有可能是‘砰’之類的）的喊聲之後，已是將129.3kg的哆啦a夢擊飛了。
如何才能達到那種效果呢，介於‘手槍’和‘炮’隻是規模上的不同，這裏就專注於分析後者了。
利用各種手段，比如火yao，比如電磁力等等，來推動炮彈，讓其在加速軌道，即是炮管，那個距離上加速……當然，命中之後的爆炸，破甲等等，則和炮本身沒關係了，那是炮彈的效果。
綜合這點常識，之前說過的和藤子老師的解釋……可以推論，提供推力的存在，是氣體；作為炮彈的存在，也是氣體。
這是第一個bug，如何達到漫畫中的那種威力，甚至要上升到‘殺龍’的程度。
無論如何，先考慮一下‘炮彈’能夠有的出膛速度吧。
空氣被壓縮，這是肯定的，所以有個壓縮比n；炮管有長度，那也是廢話，於是其為l；壓縮後的空氣要在炮管中占據一定的長度，該值為d；炮孔半徑r……其餘附屬裝置，均不算在長度的計算中。
先來一個理想模型……根據高中的物理知識，氣體壓縮膨脹都會影響其本身的溫度，進一步讓壓強和體積無法保持反比變化……設其為恒溫過程吧。
有了這個，就能夠很容易根據氣體膨脹到占據炮管x的長度時的壓強，進一步得出此刻壓縮氣團的所擁有的加速度……為了讓數據好算，我忽略了外界大氣壓。
根據加速度計算速度……這裏要用的大學高數的解微分方程的方法了。
結果出來後，我驚恐了……式子和n沒有任何關係，n的人參在讓過程中壓強大到足夠忽略大氣壓之後，就沒有了。（這似乎是因為以n倍的壓強換取力，去給n倍質量的氣團自身加速的原因）
風神扇之所以能夠達到那種效果，就是因為有個我可以無責任改變的值n的存在……和這個沒關係的話，那麽就無法依托‘空想’的庇護了。
總之，式子是，根號下的2*p/p*（lnx－lnd），其中p為大氣壓，p為空氣密度。
將l代入x的話，那即是出膛速度了，根號下的2*p/p*（lnl－lnd），米每秒。
有興趣的人可以去估計一下‘正常’的空氣炮大概能達到什麽速度。
其實，這裏麵仍有個‘無責任取值量’，那就是d了，這個值在大於零的前提下，越小能夠得到的出膛速度越大。
然後，第二個bug，如何讓空氣以塊狀擊出。
實際上，氣體的性質之一即是‘充滿容器’，保持塊狀基本是達不到了。
既然無法以塊狀，多少還是考慮一下急劇向四周擴散中的氣體能夠達成的射程吧……能擊落ufo，至少要過百米吧
在之前給出的參數之下，最好情況即是壓縮氣團在以炮口為底麵的圓柱體形狀的空間中恢複到正常密度，那麽射程為n*d……很好這次有n，不過d也出現了。
接下來第三個bug，蓄積氣體並壓縮的時間。
這個值很容易得出，是n*d/v，其中v是蓄氣時吸氣導致四周的風速。
很悲劇的值呢……即是說射程除以某個設定的速度。
而且由於這個設定的速度不能過大……在換取大射程的同時，這個值就悲劇了。
我所考慮到的最後一個bug，肯定是反作用力了。
這次我沒有遺忘這個了……
值也很好算，當前壓強乘以炮孔麵積就是了……所以，最大後座力就是一開始的那瞬間，值為n*p*π*r*r……這個時侯有n出現可不是個好兆頭。
……
大致情況描述完畢，現在要考慮如何好好的取值，邏輯上解決那四個bug。
先是作為根基問題的，即是空氣團成塊問題……這個不成立，那麽打出的就隻是強風而已，擊飛或許能做到，擊毀那是不可能了。
如何讓空氣壓縮呢？
靠外力……這是廢話了。
飛行途中會有什麽外力呢？
阻力……這仍然是廢話。
那麽，飛行道具的阻力最強形態，那就是導致了音障的衝擊波氣層。
不覺得有靈光一閃的感覺嗎……隻要第一個問題中的速度突破音速，氣團頂端就會因為這股外力而高度壓縮，成為彈頭的存在，第二問題也解決了。
同時，衝擊波的威力，不用我多說了吧。
好了，可以先試著取值了。
我給的值是這樣的，d=0.01m，l=1m，n=10000。
這樣能夠達到的速度，約為1249米每秒。（無責任調整d的成果，不過不能過小，原因在下麵這個數值）
不過，能夠達到的射程，最理想的情況也不過是100m而已。（實際上，還要大大小於這個值……不過n不能再加大了，不然對後麵兩個數值的影響太大了）
哦~~~近四倍的音速呢。
雖然導致的強風，讓處於炮孔附近的阿萌必須躲在反射鬥篷保護下……不過，‘撕裂大地的風之炮彈’，這個程度是達到了呢。
不過，高興太早了。
這種程度下，假使用v=5米每秒來蓄氣，都要20s。
完全沒有實戰價值了呢……
好吧，這時該‘科學力’登場了！
靠著逆向質能轉換的話……蓄力時間就可以忽略了！
嗯嗯，然後是反作用力問題。
在那個瞬間，這個力超過了150,000,000牛頓（假設炮口半徑為0.07m）
這已經不是能不能拿在手上的問題了……
炮孔的自主緩衝，會相當影響準度……而且，雖然沒有直接描述過，‘次元密室’是無法提供一個供與固定的平台的。
那麽，同樣用力來抵消這個力吧！
比如，背麵也同樣設計一個d=0.01m，l=1m，n=10000，r=0.07m的空氣炮……
很好，完全同步且共線的情況，就不要考慮射擊線上的力的問題了。
至於對炮身本身所要承受的來自內部壓強的力……
無論用什麽材質，奧利哈鋼也好，高達尼姆合金也好，‘空想’的材質也好，總之有那麽個能夠實現這種設計的東西吧！
兩麵都是炮口，超過2米長的東西很?灝??p>不過好在是從超空間中露出口，根據附屬空間不計開口位置的定理（喂喂，哪來這個定理啊……），能讓兩個炮口在這個空間出現時，都對著一個方向了。
於是乎……空氣炮就這麽完成了。
所以，這個東西不可能出現在阿萌手上；
所以，從‘次元密室’中出現時必定兩個一組；
所以，能達到給予地麵深刻的劃痕那種威力。
一如所描述的，如果風神扇是‘吹起’和‘撕裂’的話，那麽空氣炮就是‘貫穿’和‘粉碎’了。
……
啊……說回來，廢了那麽大勁才得到這麽點效果。
美國都有能打出7倍音速的炮彈，而且從某個海麵上準確轟中胡夫金字塔頂端某個‘小東西’的超電磁炮了……
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ps：一直在想，我是不是也該呼喚一下書評呢……並不需要針對文中的考據也行啊，並不是所有人都對那個感興趣的。
下次的外篇，應該是……