《蝙蝠侠之黑暗骑士崛起》

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《蝙蝠侠》作为超级英雄系列电影，是以高科技为卖点的，每一部都有新鲜的蝙蝠车或者蝙蝠武器来为蝙蝠侠的惩奸除恶助力。在2012年上映的这部电影中，人们已不再满足于蝙蝠侠仅仅拥有高科技的武器了，编剧给蝙蝠侠创造了一个叫影武者的神秘武学联盟，以及一个叫忍者大师的神秘师父，同时大反派变成了被影武者联盟驱逐的学员、致力于毁灭高谭市的暴徒——班恩。但事实上，科技的力量依旧主导着整部电影的情节发展：反派让新能源失去控制，变成核武器威慑所有人，而瘸腿的蝙蝠侠依赖机械外关节重新正常行走，再靠着全新的武器——蝙蝠战机奠定胜局。本期我们就来分析一下蝙蝠战机。

RealStory

垂直起降的战机

电影中的蝙蝠战机被命名为“TheBat”，是一种采用超常规设计、用腹部风扇提供升力、前部喷气装置提供推动力的飞行器。它采用串列式双座驾驶室布局，驾驶舱前部有一挺机关枪。而在飞机两侧的喷气发动机舱上，还分别装有火箭发射器和电磁脉冲加农炮，可谓是火力强大。蝙蝠战机还靠机舱肚子上的两个螺旋桨，轻松地在空战中垂直起降、悬停，以各种姿势飞行，速度惊人。最后，即使班恩获得了大量的蝙蝠车，蝙蝠侠依然靠蝙蝠战机打败了他。

现实中，除了直升机外，世界上第一架能垂直起降的战斗机是英国鹞式战斗机，它在机身中部设置了4个发动机喷管，还能转动，因此可以拥有与众不同的飞行姿态。不过，它同时牺牲了气动性能，而且由于喷管转弯结构更加复杂，增加了额外负载，因此牺牲了一部分正常飞行效率。

美国的F-35B也能短距离起飞、垂直降落，采用了推力矢量技术和借助主发动机动力转动的升力风扇。风扇可以被看作是一个竖直放置的发动机，当飞机悬停时，它直接给飞机提供一个升力，同时不会增大飞机周向的尺寸，所以不影响飞机进行超音速飞行的能力。它的主要缺点是增加了额外质量：升力风扇系统总重约1800千克。

蝙蝠战机是否克服了这些缺点，成为能垂直起降的完美战机呢？

FalseTale

中看不中用的风扇

事实上，蝙蝠战机的结构有很严重的问题：两个螺旋桨可能根本没用。螺旋桨的功能是将空气由一侧搅动到另一侧，从而形成压力差，获得动力。无论是直升机还是普通的螺旋桨飞机，螺旋桨的尺寸都远大于它所在方向的机身大小，以保证气流的顺畅通过。而蝙蝠战机的螺旋桨远小于战机尺寸，而且紧贴战机的腹部，相当于螺旋桨的一侧被堵住了，气流根本无法顺畅地通过。

从作用力和反作用力的角度来看，螺旋桨搅动空气，相当于把空气抓着往后扔，然后获得反作用力。蝙蝠战机的螺旋桨紧贴着机腹，前面没有空气可以抓，空气是从后面吸上来的，那么在把空气往后扔以获得动力之前，它要先从后面吸空气，同时获得另一个反作用力，这样就抵消了向后扔空气的效果，于是形成了自己跟自己较劲的状况，根本无法从中获得足够的动力。

其实在空气中飞行与在沙地里爬行相似，你得把前面的沙子往后扒才能前进。蝙蝠战机违背了这个简单的道理，自然谈不上垂直起降和空中悬停了。

蹊跷的发动机

虽然悬停和垂直起降无法实现，但是“TheBat”还有一对前置喷气发动机，至少还能飞起来吧？让我们继续分析。

蝙蝠战机的喷气发动机外形是一个巨大的方块，在方块前端埋设了一个风扇。这应该是一个涡轮风扇发动机。它在传统涡轮喷气发动机前面加装了一个风扇，一方面增加了进气的效率，另一方面又将一部分喷气动力转化为效率很高的风扇动力，于是能在保持较高的飞行速度（超过2倍音速）的同时，极大提高发动机的效率。它是涡轮发动机家族中目前应用最为广泛的一种，在绝大多数军用飞机和民用客机上都能见到。

然而在蝙蝠战机上，这样优秀的发动机被浪费了：进气道设计毫无美感，根本不可能提升速度。当速度接近0.8倍音速的时候，进气道附近那些巨大的迎风面就会产生极强的气动阻力，相当于拖着降落伞往前飞，不仅不能继续提升速度，还会导致整个飞行器发生剧烈的震动，就好像是顶着一堆碎石子往前冲一样，有可能损坏飞行器。

另外，涡轮风扇发动机的核心依然是涡轮喷气发动机，为了保证有足够气流进入，在发动机前端都会有一个头锥进行导流，而蝙蝠战机的发动机头锥居然非常小！如果蝙蝠战机发动机大小正常，那么如此小的头锥就难以保证进气流畅，结果导致效率低下；如果头锥与涡轮的比例正常，那么它的涡轮喷气发动机多半与玩具飞机的差不多大——只有巴掌大小，这样的蝙蝠战机怎么可能飞得起来？