【空想科学研究所】使用立体机动装置真的能打倒巨人吗？
https://news.yahoo.co.jp/byline/yanagitarikao/20210614-00242881/大家好，我是空想科学研究所的柳田理科雄。我会对各种漫画、动画、特摄节目等，从空想科学的视角出发进行有趣的考察。那么，这次我们要研究的内容是……
《进击的巨人》漫画最终卷第34卷已经发售了，引起了大家非常热烈的反响。然而，笔者的心却像是被刀割了一般的痛……！
其实我在七年前写过一本名为《进击的巨人 空想科学读本》（讲谈社出版）的书。当时原作漫画只出到第13卷，故事中还充满了许多谜团，笔者也自己的方式对其进行了科学的考证，探寻其中的奥秘，对于今后的展开也进行了猜测……总之就是零零碎碎写了很多东西。
然而，随着故事的推进，笔者的预想全都落空了！
比如说，原作中提到“巨人来自南方”，因此笔者做出推测：“同种的生物总是越往北方体型越大，所以北边肯定还会有体型更大的巨人存在”，结果却是毫无关系。另外对于“出现了有智慧的巨人”这一点，笔者写下了“巨人似乎是通过学习获得了智慧，人类将陷入更大的危机”之类的内容，然后这一点也错得离谱，应该说跟原作中的剧情甚至是完全相反了。
在原作已经完结的现在，笔者回过头来读自己当年的这本书，有一种“这人是不是睡糊涂了？”的惊讶感。这书已经成了这样的“珍本”，对于之前买过此书的各位，真的是非常抱歉。
在体验着这种羞愧感的同时，《进击的巨人》的世界观逐渐解明的过程真的是让人瞠目结舌。从故事中段开始，最初的那些谜团开始逐渐变得清晰起来，另一方面许多主要角色的立场也发生了剧烈的变化。巨人的存在理由等情节被揭示的时候，真的会让人“呀”的大叫一声从椅子上摔下来。
在种种的剧变当中，人类和巨人间的战斗方式也发生了很大的变化。甚至出现了能一击干掉巨人的“对巨人炮”。
在这当中，要说没什么变化的东西，当属“立体机动装置”了吧。
这是为了对抗巨人而开发的武器，士兵们将其装备在皮带两侧进行战斗。将带有钩子的缆绳射出，扎在建筑物或者巨人的身体上，随后利用瓦斯的压力将缆绳卷起收回，籍此从空中接近巨人与其战斗。利用超硬的钢制刀刃，将巨人的弱点——后颈肉给砍下来！
三笠（米卡莎）和利威尔兵长等人利用这种装置，在空中自在飞舞，立下了赫赫战功。在空中嗖～嗖地飞来飞去真的是非常的帅气，但这种装置真的能打倒巨人吗？
虽然说现在故事已经完结，但这仍是一个令人在意的问题，因此笔者以自己为例试着进行一下场景模拟。
◆立体机动装置的使用方法
笔者在战斗方面是完全的新手，因此这里就设定为“对手是15m级的巨人，从30m远处发动攻击”这样简单的条件。
“与巨人战斗时，要从其背后发起攻击”是一条铁则。因此笔者绕到巨人的背后，登上一座14m高的建筑物，对着巨人水平发射立体机动装置的缆绳。假定缆绳准确地命中了巨人的头部。那么接下来就是要收回缆绳，籍此接近巨人，将其后颈的肉砍下来。
这么写出来看着可能挺简单，但开始回收缆绳后，笔者的身体运动其实还是很复杂的。
这个运动如下图所示，受到4个力的作用。①收回缆绳时的拉力，②重力，③离心力，④科里奥利力（物体旋转时所受的惯性力）
收起缆绳的拉力暂时设定为与笔者自身体重相同，那么在这4个力的作用下，我们用电脑程序来计算一下笔者的行动轨迹。
在缆绳开始收回后1.87秒，笔者会在离巨人还有15m的地方咚的一声悲惨地撞到地上，此时的速度为78千米每小时。大概是会死掉的吧。
于是我们把收起缆绳的拉力改为体重的2倍，然后再来挑战一次。这一次在1.78秒之后会撞到离地大约1.6m的巨人脚踝附近。速度是111千米每小时。果然还是会死掉。
还没到达目标位置就死掉这可不太好。考虑到后颈的高度大概是13m，为了到达这个高度，我们需要计算一下收回缆绳时需要的力度，然后再来挑战一次。
按照笔者的情况，计算得到的结果是需要施加体重的17.5倍的力。笔者的体重是75kg，也就是说需要1.4t的拉力。对于正常人来说，受到体重10倍以上的力的牵引时就会昏厥，因此笔者会在失去意识的情况下在空中飞行，以每小时366千米的速度咚地撞到巨人的后颈上。还是会死掉。
利威尔兵长阁下，我在歼灭巨人方面帮不上您的忙，实在非常抱歉。
◆由利威尔来做会怎样呢？
虽然说操作比想象的要难许多，但这次模拟的场景是从静止状态开始收回缆绳的一个简单情景。对于笔者这样的战斗新人来说，仅仅依赖机械的力量当然就会落得这样的下场，想要熟练运用的话，经过严苛锻炼的技术想必是不可或缺的吧。
所以笔者在此改为在旁边参观学习，由利威尔兵长来进行实操演示。当然这也都是非常简单的设定，假定他是在竖直向上起跳的同时开始收回缆绳，会怎么样呢。
假定他可以垂直起跳的高度为70cm，在起跳的同时开始收绳子，那么经过计算，为了到达后颈，所需的拉力只需要体重的7.1倍就够了。于是我们就能看到兵长从建筑物上跳下，划过一道流畅的弧线逼近巨人，最终完美地到达高度为13m的后颈！不愧是人类最强士兵！
只要在收回缆绳的同时简单起跳，就能给计算结果带来如此大的变化，因此对于受到4个力作用的士兵来说，只要条件稍有变化，应该就能给运动轨迹带来大幅度的变化吧。因此藉由装置的力量再加上士兵的技术，应该也是有可能能做到三笠（米卡莎）或利威尔那样非常激动人心的行动方式的。
应该说，立体机动装置在科学方面也是令人非常信服的。
像这种严谨设定的地方也是《进击的巨人》的魅力之所在，被此类种种魅力所吸引，笔者在原作出到第13卷时写下了那样的考证书籍。虽然说因为我的能力不足而出现了那样的错误解读，但沉迷于《进击》的深奥的世界观，思考种种有趣的问题也是很开心的。关于这一点我并不后悔。
有一说一这里提到的初期的猜想确实有点离谱…… 记得物理引擎模拟过，结果就是要帅气的起飞怎么都会撞死 毕竟艾伦也提过训练时就死过一些，而且太多人熟悉的是后面兵长等人的耀眼表现，而忘了早期对付巨人，操作立体机动装置的一般水平的士兵就是在拿命填，能用炮就不上人 确实不现实
就那种离心力 脖子早就扭断了 本帖最后由 Siran_China 于 2021-7-3 00:30 编辑
诶等等我有点蒙，这受力分析怎么还能出来离心力的，如果准备用达朗贝尔原理那最后不应该是形成一个平衡力系？然而图二明显不是平衡力系。要是不用达朗贝尔原理，那像离心力这种假想力又是怎么出现在受力分析图里的？再说高速机动还是考虑一下气动外形和空气阻力比较好。
说说这个过程，图示的这个过程的分析方法：
0. 以士兵跳下城墙处为原点，指向右侧为x轴，指向铅垂向下方向为z轴，指向屏幕外侧为y轴，建立直角坐标系，符合右手系原则；
1. 从城墙上喷气/助推后跳下，简化为平抛运动，若考虑空气阻力则为一般曲线运动；
2. 在1中所说运动曲线上的某点，士兵在空中射索，索头可以看作固连于巨人后颈处，假设加速度和速度的变化在瞬间完成，那么士兵此后可以近似看作是绕索头铅垂下方某点作水平面内圆周运动。若考虑科里奥利力及空气阻力，则士兵在任一瞬间作圆周运动，但是随时间运动半径不断减小，运动平面不断下降，也可看做是一般空间曲线运动；
3.2中描述的运动形式是建立在无动力基础上的，如果考虑士兵为了维持甚至升高位置而喷气或收索，运动形式会更复杂。
还有就是半空中射索这种事情可能产生超过人承受极限的最大过载加速度。刚刚分析的时候假设速度和加速度的变化在瞬间完成只是为了方便考虑，实际应该也是可以计算出来的，但是我之前看到一个说法，像兵长那种帅气机动正常人腰直接断了
PS：写到一半发现看错图了，应该是在城墙上就射索了...这个挺不合理的，不过不管那么多了，分析方法和之前那个差不多。
早年在看的时候，我脑洞某种金属是变巨人的媒触，因为变身的时候那勺子是金属的，还有瓦砾下面变身也可能接触到金属，可能是岛上特产金属之类的，主要是想到突然变出这么一大坨肉总得消耗点什么吧，说变就变是不是有点bug了
然后就落空了 这位就是以前出过超人力霸王和操纵巨大机器人的科学分析系列的那个作者吧？高中时看中文版和朋友笑到肚痛 我觉得把轨迹设置在横向平面里前提就不太对。
实际轨迹应该是个类似椭圆摆线的样子，也就是在横向平面里是一个摆线，而在俯视平面里是一个椭圆线绕过巨人身体。
当然，为了能达到相等，甚至更高的高度，需要收绳来提供超过向心力的拉力，这时候轨迹会变成某种三维空间中的锥形螺旋线。
不过假定的这种轨迹，毕竟十几米的势能全部转化成了动能又在拉绳做功的辅助下转化为了十几米的势能，虽然我不会算具体加速度，但是人体受到的G力应该也不小。
但是再怎么应该也不会像主楼假设的那种直接拉贴上去的力道那么强烈。 起码他搞清楚了机动不靠喷气推进哈另外要牵引里速度能让人高速飞行的气动马达 目前科技 大概需要1个皮卡车 另外这个尺寸气罐能提供的动力 需要远比马里亚纳海沟更大的压力 其实巨人里科技已经远超现实 terminator1990 发表于 2021-7-3 04:33
这位就是以前出过超人力霸王和操纵巨大机器人的科学分析系列的那个作者吧？高中时看中文版和朋友笑到肚痛
是的
他现在有油管真人出镜上课各种科学分析 深渊魔王 发表于 2021-7-3 11:17
立体机动装置用腰瞄准和发射的操作方式，就像蜘蛛侠用丁丁喷射蛛丝满城纽约乱飞一样 ...
有一版的蜘蛛侠是在肚眼喷丝的
—— 来自 Xiaomi M2006J10C, Android 11上的 S1Next-鹅版 v2.0.4-play
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