从岩石力学角度讲,《流浪地球》中的行星发动机的设定是完全站得住脚的
《流浪地球》真是部好片子,不瞒大家,我也曾有这样的想法,在发生太阳系毁灭之前,给地球安装大推力火箭推进装置,逃离太阳系,只不过我是飘过的一丝想法,没有仔细推敲如何实现,大刘把他写成了小说,郭帆导演搬上了银幕,将“想法”付诸实施,给大家带来了一场视觉上的饕鬄盛宴。
10天 30亿的票房足以说明大家对此片的认可喜爱,也引来《流浪地球》其可行性的热烈讨论,其中对行星发动机会不会压塌地壳的意见,几乎是一面倒,认为地壳无法承受之重,但是看过这些文章之后,总有点张口就来的感觉,到底会不会压碎呢,还是通过岩石力学的角度算一算更有发言权。
地壳的岩石组成颇为复杂,即使是同一区块下面的地层构造也是千差万别,按照钻井行业的技术术语来说,都制定个性化钻井方案,不过扒去表层后,都会进入基岩,而基岩大部分都是以花岗岩、玄武岩为代表,为使问题不复杂化,我们就按照花岗岩为基底来讨论吧,建一个大坝都要找花岗岩基底,更何况是行星发动机这个庞然大物呢。
再来说说地壳厚度,陆地平均33公里,海洋陆壳10公里,感觉确实像鸡蛋壳
先看看花岗岩岩石力学数据:
摘自《构造地质学》,谢仁海、渠天祥、钱光谟编,2007年第2版,P25-P37,
要破坏岩体,就必须施加大于岩体强度的力,再看看影片中对行星发动机的设定吧,我们采用眼镜视野老弟的图片
这是赤道行星发动机
这是推力行星发动机
这些照片是眼镜视野老弟根据《流浪地球》预告片剪切的照片,我们大致知道了发动机的尺寸,根据影片介绍,总共安装了10000台发动机,提供150万亿吨的推力,平均一台提供150亿吨的推力,按照小的来推算吧,因为它直径更小,作用在单位面积的力也就更大,如果他没问题,大的那台就更没问题了,测算如下:
抗压强度计算:P=F/S
=发动机单台推力/发动机底座面积
=150亿吨推力/直径为30公里的圆面积
=15000000000000公斤力/706858347平方米
=0.207MPa
抗剪强度计算:P=F/S
=发动机推力/发动机底座的剪切面积
=150亿吨推力/直径30公里圆周长*地壳厚度(这里按照地壳最薄弱处洋壳厚 度10公里计算)
=1500000000000公斤力/942000000平方米
=0.156MPa
,我们得到了这样一组数据,安装有行星发动机的花岗岩承受的抗压强度为0.2MPa,剪切强度为0.15MPa,比起花岗岩强度小上百倍,是根本压不碎的,即使是页岩这种强度很低的岩石也没有问题,更何况在岩石圈的下部还有足够支撑力的莫霍面软流体,这就好比巨大的浮萍上面坐个孩子也是没问题的。
俗话说术业有专攻,人不可能是全才,很多发声的都是航天领域的专家,针对地质,岩石岩性这不是他们研究的方向,很多人张口就来,这显然不符合科学精神,更是误导了大众的思维判断,孔老先生说得好,知之为知之,不知为不知,是知也
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去看小说,我给的是按“流浪”速度和加速段时间的设定推算,和大刘给的地球发动机推力不符。
你问我“为什么”没用,得问大刘是不是得了好点子不舍得丢、只能带着设定的硬伤写。
在smth大刘的账号是nzg,你直接问他好了。
你好好去读小说的设定。别来回拍脑袋。
地球公转速度30公里/秒,每台发动机推力达到15万亿吨,运行一年可以使地球速度增加7.5公里/秒。
地球质量60万亿亿吨,要有比较合理的加速度,每台发动机推力要达到15万亿吨,一万台则为15亿亿吨,这样加速度是万分之2.5米/秒,一年大约3千万秒,运行一年可以把地球加速到7.5公里/秒。所以需把每台发动机推力增加1000倍,作者文章中的计算结果增加1000倍的话,情况就有些不一样了。
你好好去读小说的设定。别来回拍脑袋。
地球初速和引力弹弓那点速度对流浪地球的任务太低了。引力弹弓的加速最多只有弹弓的轨道速度的两倍,木星轨道速度13km/s,对0.5%光速(1500km/s)比例并不高。
基本设定是500年(1.5E10)加速到光速0.5%(1.5E6),地球质量6E24,总推力6E20,每个地球发动机6E16,即6万亿吨。
150亿吨地面确实能承受,问题是根本加速不起来。
大刘一迷糊算错了,整个故事细节有问题,就这么简单的事。
超级英雄,漫威怎么没见他们出来“探讨”
基本设定是500年(1.5E10)加速到光速0.5%(1.5E6),地球质量6E24,总推力6E20,每个地球发动机6E16,即6万亿吨。
150亿吨地面确实能承受,问题是根本加速不起来。
大刘一迷糊算错了,整个故事细节有问题,就这么简单的事。