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A6a8e6144019d87146f7fce61ad16cf1 原子小金剛在空中翱翔,鋼鐵人於天際高速飛馳,這都得歸功於他們腿部裝設的足部噴射器。足部噴射器真的有機會問世嗎?汽車情報網站Jalopnik的一篇文章點出驚人的事實:足部噴射器的確有實現的希望。這到底是怎麼一回事?人類真的可以靠一雙噴射鞋飛上天空嗎?我們趕快看下去吧。

參考網址:Engineering Professor: Rocket Boots Are Possible Thanks To The Segway

足部噴射器到底是什麼東西呢?根據動漫與電影的描述,足部噴射器是一種裝設在腳部的噴射裝置,能夠噴射強烈的氣流與火焰,讓人得以騰空起飛並自由翱翔,與噴射背包的原理非常相似,簡直就是理想的飛行裝置。可是目前人類從來沒有將足部噴射器實體化,難道這裝置只是人類的幻想產物嗎?

美國北卡羅來納州立大學的教授,萊里.西沃博(Larry Silverberg)排除眾議,指出足部噴射器的確有可能實體化。西沃博教授的研究領域為氣體力學、推進力、太空探測系統、能量系統與結構力學,幾乎囊括所有與足部噴射器相關的科學領域,他的言論可說是相當具有參考價值。

▲沒有平衡裝置的足部噴射器就像這樣。

先想像一下,如果我們只根據概念圖來開發足部噴射器,並裝在雙腿上啟動,會發生什麼事情呢?最可能的情況是狠狠摔個倒栽蔥,然後身體被噴射器給拖來拖去,撞上任何可以撞的東西,活像一個暴走的無頭蒼蠅。這是因為噴射器缺乏穩定裝置輔助,會讓身體旋轉進而失控,即使勉強升空也無法保持平衡。

西沃博教授指出,只靠噴射器是行不通的,但是若結合賽格威(Segway,一種具有自動平衡能力的載具)的平衡系統支援,就可能實現原子小金剛或鋼鐵人的那種空中飛行。雖然市面上的賽格威都是兩輪車的姿態,其自動平衡原理卻可以套用在噴射器上;然後將其搭配回轉儀、感應器、力回饋裝置與馬達,就有機會自由飛行喔。

▲理想的足部噴射器必須能夠保持平衡。

如果要形容得具體一點,自動平衡機制的作用原理如同手心向上,然後在上面倒置一根掃把。無論掃把要往哪裡倒,下端的手就會施加相同方向的作用力,保持掃把的轉動平衡,並持續保持感應與平衡的動作。如此一來就算是走路甚至跑步,都可以讓掃把保持理想的平衡狀態。

即使搞定了平衡的問題,足部噴射器仍有一個困難需要克服:強勁的衝擊力。根據計算,如果使用者想藉由足部噴射器跳離地面,離地的瞬間會產生將近1000磅,相當於453公斤的衝擊力。大部分科幻作品的足部噴射器都將噴射器裝設於腳掌底下,這會使得起飛的衝擊力集中在腿部最脆弱的部位-膝蓋,根本沒有人能夠承受。

▲西沃博教授的足部噴射器概念圖(不含動力源)。

西沃博教授表示,起飛的衝擊可藉由輔助火箭來改善。其概念是在足部噴射器的前後左右裝設輔助火箭,將衝擊降低至人體可以承受的程度,還可以提升自動平衡的效能。

下一個問題是重力加速度。根據重力加速度的概念,加速度越快,帶來的重力就會越大。倘若使用足部噴射器在空中加速奔馳,伴隨加速度的重力可能讓人恍神甚至昏過去,所以必須將足部噴射器的加速度限制在人體的容忍限度以內。

接下來才是足部噴射器的難關。到底該用什麼材質來,才能阻絕噴社所造成的高熱呢?足部噴射器和使用者的腳緊貼在一起,如果沒有適合的隔熱或散熱技術,噴射帶來的熱就會輕易把腿給烤熟,危險!如果要比照現有的飛機或太空梭的隔熱設計,就得增加很大的容積與重量,這對應用或是美觀會造成很大的負面影響。

▲賽格威的概念可以套用在足部噴射器上。

然後是動力來源。太空梭與飛機必須裝載大容量的燃料庫,才足以擺脫地心引力的束縛。雖然人的重量遠比上述兩者來得輕,所需的燃料仍不容小覷。以目前人類的科技力,想用足部噴射器飛上天,就必須額外的燃料供應設備,比方說動力背包,或是抱著燃料槽,這兩者都是又大又重的玩意,光用想像就覺得很蠢。除非我們有鋼鐵人的方舟反應爐,或是御茶水博士的高效率核能裝置,不然足部噴射器很難做成像電影那種袖珍的模樣。

▲《星際異攻隊》裡面登場的足部噴射器。

那麼,到底足部噴射器是否有可能實現呢?答案是有可能,卻不是動漫電影裡那種理想的模樣。人類目前的科技力還無法解決材質與動力的瓶頸,還有實用性、經濟效益與安全性的問題。如果真的將符合上述條件的足部噴射器做出來,其模樣想必與科幻作品中的理想姿態大相逕庭。

不過也別因此而沮喪,至少我們知道足部噴射器的確是可行的,只是需要新技術才能盡善盡美。想像力是科技發展的原動力,只要人類懷著樂觀進取的態度,足部噴射器仍然有無限的希望,就看人類要怎麼往這方面努力囉。

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