从物理学角度看,雷震子的翅膀真的能飞起来吗?

波波桑


雷震子是中国传统神话《封神演义》中的人物,书中描述:

面如青靛,发似朱砂,眼睛暴湛,牙齿横生,出于唇外;身长二丈,武力强大,肋下生“风”、“雷”二翅,使用一条黄金棍,是文王姬昌第一百子,也是阐教门人云中子的徒弟。

那么从物理学的角度上说,雷震子是不是能够用自己背上的一对翅膀飞起来呢?我认为是完全可以的。

首先,我们先要承认,越大的鸟类,需要相对的翅膀才能够飞起来。这是因为鸟类的重量跟自己的身长呈3次方关系,而翅膀产生的升力是跟面积成正比——是2次方关系,所以随着鸟类的变大,必须要有更大的翅膀才能够飞起来。

比如说下图中是人类发现的有史以来最大的鸟——阿根廷巨鹰【如下图所示】,其重量可以高达70kg,而翅膀展开后翼尖距离可以高达7米,相对身体的比例已经到了一个很夸张的地步。

相较之下雷震子的翅膀跟身体的比例远远不够协调,所以按照传统鸟类的飞行方法,雷震子是不能够飞起来的。

但是,这只是说“按照传统鸟类的飞行方法”飞不起来,而不是说雷震子就是飞不起来。所以我们不妨去从另一个角度谈论雷震子飞行的可行性:

第一种可能性,雷震子的翅膀是超高速振动,带来了远高于普通鸟类翅膀的升力。事实上,只要翅膀扑打的足够快,那么是可以产生足够的升力的。如果雷震子可以让自己的翅膀挥动得跟蜜蜂一样快,就可以起飞。

第二种可能性,雷震子其实是采用的跟固定翼飞机差不多的飞行原理。简单说,人类设计的飞机其实跟鸟类扑动翅膀的飞行方式存在不同,是依靠飞机发动机推动飞机产生较高的飞行速度,让机翼跟空气发生相互作用,从而产生足够的升力。所以只要飞机速度足够快,飞机的机翼不需要多大【如下图所示,就是各种机翼面积相对较小的飞机】。

甚至于对于极高速度的飞机而言,都不需要有机翼,比如说下图就是被称为乘波体的飞行器,根本就不需要机翼,仅凭机身本身就可以产生足够的升力了。

所以雷震子背后的翅膀其实只是折叠机翼,就好像上舰飞机那样,等到要飞行的时候就把翅膀打开,然后通过特殊的方式向后喷气,由此获得向上的升力。所以我们如果真的可以看到雷震子在飞行,他也许屁股后面还冒着白烟——这样就解释的通了。

所以,从物理上说,雷震子是可以飞起来的,但是需要特殊的方式。


SilentTurbine


神话传说毕竟是神话传说,正常人的后背上长出翅膀,也带不动人自身的重量。下面,我就通过简单的计算,为大家解答一下。

1、雷震子

雷震子是个名副其实的鸟人,在封神演义中,他那巨大的翅膀给他带来了很大的空中优势。鸟人的形象,在西方神话中也常出现,比如天使,比如恶魔。雷震子的鸟人形象更加接近西方的恶魔形象,不过雷震子手持雷电武器,让他具备了震慑邪恶的能力。


2、雷震子飞行状态受力分析

实际上,对于学过力学或者大学物理的同学来说,雷震子空中的受力分析非常简单。主要受向下的重力G,和两个翅膀的升力F,平衡条件下G=2F。这里F是空气对翅膀的作用力的合力,实际翅膀受力是分布力。


3、计算分析

正常成年人体重M=75kg,即G=750N,那么根据平衡方程,单个翅膀的升力为375N。也就是说,单个翅膀必须能够承受半个体重。我们取单个翅膀作为分析对象,如下图。

对于单个翅膀而言,其相当于一个固定支座。根据力学的有关知识,可以算出右边的力和力矩。当然,这是一种简化模型。根据材力的有关知识,相比于剪力Fy,弯矩M造成的上压下拉应力,才是翅膀的主要承受应力。

假设翅膀的力全部传递到骨头上,该骨头为横截面为环形,内外径分别为20mm和30mm(以股骨估算),翅膀半长度L=0.8m。由此可以估算处翅膀根部上下的拉压应力约156MPa。

人体骨骼还是比较强的,最结实的股骨抗压极限可达175MPa,较弱的椎骨抗压极限20MPa。如果翅膀骨骼强度与股骨一样,那么承压能力方面完全没问题。但是,骨头作为较为脆性的一种材料,其抗拉性能显然要低于175MPa(虽然我并没有检索到相关数据),而且应该是远低于175MPa。这个时候,翅膀根部受拉的一侧实际拉应力156MPa,已经超出了骨头的抗拉极限,所以,翅膀早就断了。

4、总结

神话传说中,雷震子振翅飞翔,如果翅膀骨头不够粗,那么这个翅膀根本不可能带动雷震子飞起来。以正常人类的骨头计算,翅膀根部的拉应力达到了156MPa,远高于骨头的抗拉极限。所以,正常人类想要长出翅膀飞行,很难。


力学Nerd王小胖


在封神演义里,雷震子是比较令人印象深刻的角色,他是文王的第100子,和哪吒,杨戬等在武王伐纣期间起了重要的作用,他在终南山学艺之时,误食了两个酸杏,就开始了和绿巨人一样的变异过程,不光长相变得狰狞可怕,肋下还生出一对大翅膀,号称风雷翅,手持黄金棍,擅长从空中袭击。

那么雷震子的翅膀够不够他飞起来呢?其实,对于人的体重和身体结构来讲,单靠一双大翅膀还是很难飞起来的,虽然也有很大型的飞行的鸟类,但一般鸟的体重比例要大的多。而且鸟儿是需要不断拍动来起到悬浮和推进的作用,人类的体力还不足支持这样大强度的运动。

当然人类在变异的情况下,体力超强,随便找两把扇子,挥舞的频率够高,扑腾着也能飞起来。但雷震子的翅膀不仅仅是靠他的体力驱动的,这双翅膀是被师傅云中子施加了仙术,是左风右雷双翅,飞行时只需掐诀念咒,由法力驱动翅膀飞行,飞行时风雷交加。

在封神榜里,还有一个鸟人,叫辛环,也是生有肉翅,但这就和雷震子的仙翅不同,和雷震子交锋时,力所不及,被雷震子一棒子给消灭了。所以,人类也没必要长翅膀,还是靠自己的智慧,好好学习鸟类的飞行,制造各种飞行器就好,


量子实验室


从物理学角度看,雷震子的翅膀真的能飞起来吗?

从理论上看长着一对大翅膀的雷震子形象,飞行是完全没有问题的,毕竟人家是神仙!但事实上却有很多局限性,比如人类的肌肉、骨骼以及翅膀拍打的速度等,都会对飞行造成极大的影响,假如是一个肌肉力量中等的成年人,其实是不可能用一双翅膀飞起来的(前提是不借助气流的滑翔伞之类)!

一、鸟类为什么能飞?

鸟类为了飞行,身体结构是做了极大优化的,主要有如下几点:

1.鸟类骨骼都是中空充满空气,这对于减轻体重有非常大的优势。

2.鸟类的食量很大,消化能力很强,但没有直肠和膀胱,全身没有废弃物的死重;

3.鸟类肌肉发达,浑身只有肌肉比例极高,能以很高的频度牵动翅膀骨骼进行高强度飞行动作;

4.鸟类的呼吸功能超强,胸腔中有多个气囊,吸气和呼气时,气体两次在肺部均能进行交换,大大提高了气体交换效率,为高强度运动提供氧气;

5.鸟类羽毛的羽干有细小的羽枝与相邻的羽毛相互连接,形成气密性很好的翼面,减少空气阻力,增加升阻比,对飞行极为有利!

可以这样来说,从恐龙进化而来的鸟类,已经是为了飞行而生了!当然各种鸟类的飞行技巧各不相同,也个有优劣,当然这和习性(比如越洋迁徙等)有关,也和活动范围有关!

二、人类能依靠自身的力量能飞起来吗?

其实飞行很简单,当拍打空气的反作用力超过人体体重时即可起飞,这有两种方式,一种静止作用下的拍打空气能力,这要求可不是一般的高,因为人体中死重太多,比如骨骼是实心的,大量的肥肉和体内堆积的各种废弃物,关键的是人类的肌肉并没有鸟类那么高效,因此这种情况下想要直接起飞,简直就是不可能的事情!

另一种则变相的飞行-滑翔!这种也比较容易实现,前提要求是结构设计合理,滑翔比合适,那么遨游天际也是一个不错的选择!

另一种则是翼装飞行,这种滑翔比很低,速度非常高,无法自行降落而必须借助降落伞,当然风险也极大!

三、雷震子能飞起来吗?

如果以普通人的骨骼与肌肉力量来对比,那么雷震子是不可能飞起来的,但他是神仙,啥样不行啊,无穷神力,随便啥翅膀,扇得够快即可!

为什么《美国队长》中的猎鹰能飞起来?

各位注意看了,其实猎鹰的翅膀扇动并不是他起飞的主要动力,而是四台喷气式发动机的推力,简单的说就是一架机身为人体的小飞机而已,并且高性能材料制造的翅膀能够自适应各种飞行条件,因此在剧中非常灵活!当然现实中是很难的,但现在也已经有了动力翼装飞行!

请注意机翼下的几个喷气式发动机,比起无动力翼装飞行来,这种明显自主很多,降落时可以调节向下喷气而垂直降落,除了翅膀不能动以外,也算是美队猎鹰的翼装飞行装具部分实现了吧!


星辰大海路上的种花家


在地球上,拥有翅膀可以飞行的最常见的物种是鸟类和昆虫,由于昆虫的翅膀非常的强悍,比如说蜜蜂的翅膀每秒可以振动200次以上,显然雷震子的翅膀达不到这个水平,所以今天我们只拿鸟类的翅膀来说事。

先来看看鸟类飞行的原理,起飞时,鸟类的翅膀向地心引力的方向扇动,这会压缩翅膀下的空气,造成翅膀上下的空气压力产生一个压力差,从而产生向上的升力。飞行时,鸟类的翅膀会向前倾斜,这可以使翅膀扇动产生的压力差产生一个向前的分力。滑翔时,鸟类的翅膀略向后倾斜,利用惯性的作用向翅膀下的空气施加压力,并从中获取到上升的动力。降落时,鸟类的翅膀向飞行的反方向扇动,达到减速的目的,然后再向地心引力方向轻轻扇动,实现完美的着陆。

由此可以看出翅膀是飞行的关键,雷震子也有一双翅膀,貌似他也可以凭借这双翅膀来飞行。然而从科学的角度来看,雷震子的这双翅膀真的能飞起来吗?我们需要知道的是,虽然翅膀是飞行的关键,但是如果没有配套的组件,就算有翅膀也飞不起来。鸟类之所以能够飞行,除了有翅膀以外,它们还有如下的组件。

1、特殊的骨骼鸟类的骨骼大多数是空心的,骨骼中间充满了气体,这大大减轻了鸟类的体重,使其更易于飞行。 2、强壮的胸肌大家都知道,肌肉的力量主要来自于收缩,而鸟类的翅膀是长在身体两侧的,要产生足够的升力,就必须用胸肌的力量,所以鸟类都拥有相当强壮的胸肌。一般来讲,鸟类的胸肌都占了鸟类体重的20%。 3、双重呼吸 飞行需要很大的能量,而生物的能量主要来自于体内的氧化作用,因此鸟类在飞行时需要大量的氧气。除了用肺呼吸外,鸟类还可以通过体内的气囊来进行气体交换,这种双重呼吸系统极大的保证了鸟类的氧气供应。 4、其他 鸟类通常都具有流线型的体型,这非常有利于在飞行时减小空气的阻力,另外为了减轻体重,鸟类从不贮存粪便,一有粪便马上就会将其排出体外,在飞行时也不例外。

现在我们来看一下以上的特点,雷震子有吗?空心的骨头?占体重20%的胸肌?双重呼吸?流线型的体型?或者边飞边拉(这画面太美)?我想可能一个都没有吧。好吧,传说中雷震子因为吃了仙果,从此脱胎换骨,成了一位会飞的神仙。我们就算这个神奇的仙果,让雷震子的身体变得和鸟类一样,那么在这种情况下,他能够凭借着这双翅膀来飞行吗?答案依然是否,因为雷震子的翅膀太小了。

研究表明,鸟类的体重与翅膀的翼展的平方大致呈正比的关系,如下图所示。

通过计算,如果一个70公斤重的人(前提是这个人的身体具备鸟类的特点)要想飞起来,那么他的翅膀的翼展应该为6-7米。而传说中雷震子身高两丈(6.6667米),其体重和正常人比起来肯定是重了很多,那么相应的,如果他需要用翅膀飞行,其翅膀的翼展必须要非常大,其比例大概如下图所示(图中红色的小框为雷震子的身体大小)。

而实际上,我们通常看到的雷震子是这样的。

综上所述,从科学的角度来看,雷震子根本不可能凭借他的翅膀飞起来。这双翅膀只是他用来装x的道具,他飞行的动力源于未知的神秘,就算没有这双翅膀,雷震子依然可以飞来飞去。


回答完毕,欢迎大家关注我们,我们下次再见`


魅力科学君


如果光靠扇翅膀其实很难,如果加个推进器就简简单单

鸟为什么能飞?

我看到很多人都是从物理学的角度上去聊这个问题是不是可以实现。我来讲一个生物学方面的原因。我们都知道鸟之所以可以飞起来,是因为翅膀够大,而且振动频率足够。

不过,实际上鸟能使用这么大的翅膀并且能够煽动翅膀是有生物学基础的。

我们都知道,人体产生能量的来源是通过细胞中的线粒体实现的。只要是依靠线粒体中的氢离子定向移动。

所以,细胞当中的线粒体书目和分布情况会直接和提供能量有关系。举个例子,运动员的肌细胞中线粒体的数量要比一般人多一些。

而鸟类能够实现飞行,是因为无论从线粒体的单位密度和分布来说远远高于人类。所以,它们才能够折腾的起来。

人很难实现飞翔。

也就是说,即使给人装上翅膀,实际上因为线粒体的分布量的问题,线粒体所产生的能量是不足以提供人类飞起来的能量。因此,从生物学的角度来看,这件事情就是不可能发生的。除非,这个人基因突变了,多了很多线粒体来做能量的支撑。(都长翅膀了,也算是基因突变了吧?)

所以,我认为有个机械翅膀,在配合一个推进器,可能更有可能实现飞行。


钟铭聊科学


只要动力足,板砖都能上天。雷震子是半仙儿之体,生来与众不同,不用担心扇动翅膀消耗的能量,可以采日月之精提供动力。因为是小说人物根本就超脱了物理学认知。

地球历史上出现过很多庞大的巨行飞行动物,最大的风神翼龙,俩翅膀张开长度可以达到13米左右,直立起来相当于两三个人那么高,体重250公斤左右,并且它们的嘴巴、下肢结构其实是不利于飞行的,但是这么个玩意儿都可以飞起来;阿根廷巨鹰、秃鹫等生物,翼展也可以达到两米左右,不过体中只有几公斤到十几二十公斤,不是太大。地球生物要想飞起来,需要有两种模式,一是翅膀面积大,可以获得足够升力,二是煽动频率足够高,像苍蝇等翅膀比身躯大不了多少的物种。

从前者看来,雷震子的形象不管是小说还是影视作品中的,都不足以使雷震子获得足够的升力,但是后者就不一样了,人类有一种极限运动——翼装飞行,不管是翼装的面积还是展开方式,都和鸟类没法比,但是却可以使人类借助自然风力滑翔很长的距离,加上雷震子半仙之体,不用担心能量供应的不足,翅膀随便扇动,是可能获得足够的升力的。相似的生物还有鸡鸭等现代家禽,翼展的长度都要小于野生同类,也可以滑翔或者飞行一段距离。

具体的可以参考其他作者的回答,雷震子能不能靠着翅膀飞行,没有多大的实际意义,从传说的意义上来看,表达了人类飞行的愿望,而人类进化的结果就是没有翅膀,只有靠着外部设备才可以飞得起来。


来看世界呀


这个问题问得好。

解决了目前一大谬误。

飞行到底是靠空气动力学呢?

还是靠振动呢?

我看三者合为一是现象分析。

真正还是振动频率

和空气频率相近就飞得起来

火箭就是靠喷射气体这一粗暴简单的方式飞起来的


哦发发发


物屁理角度啊,一个神话用物理角度想,你咋不说踩着云彩走的神仙用什么角度飞起来的


半溪斋


跟神话小说谈物理,这问题也是醉了


分享到:


相關文章: