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如何成為蝙蝠俠?

蝙蝠俠有什麼裝備?其原理是什麼?


要成為蝙蝠俠,當然不僅僅是有韋恩工業這麼簡單。但是,如果沒有韋恩工業的科技裝備,那蝙蝠俠充其量也不過是一個武士罷了。所以,裝備還是很重要噠。那麼,蝙蝠俠都有什麼裝備呢?下面我們就來從頭到腳一一列舉。


如何成為蝙蝠俠?蝙蝠俠裝備

1. 蝙蝠頭盔


作為最重要的裝備之一,蝙蝠頭盔承擔了許多責任。它要保護蝙蝠俠的腦袋,也要掩蓋蝙蝠俠的身份。當然,就算是塑料的,戴上後也不會被人認出來,但是蝙蝠頭盔可不是塑料的。蝙蝠頭盔的主體是石墨構造。但是單純的石墨其實是脆性材料,很容易折斷損壞。可見,蝙蝠俠的頭盔一定是複合材料,或者說,應該是碳纖維複合材料。這種材料在航天工業中都有所應用。碳纖維複合材料(CFRP)是以樹脂為基體,碳纖維為增強體的複合材料。這是在20世紀60年代中期興起,至今方興未艾的一種材料,這種材料的優點包括:


(1) 密度小,與鎂相當,是其他幾種金屬材料密度的0.20~0.57倍,使用碳纖維的頭盔比金屬頭盔要輕30~40%


(2) 比強度(材料的拉伸強度與密度之比)和比模量(彈性模量與密度之比)都很高。其比強度比鋼高5倍,比鋁合金高4倍;比模量則是其它結構材料的1.3~12.3倍。

(3) 碳纖維是一種各向異性材料,在各個不同的方向上,物理性能完全不同。這就有利於設計出非常符合腦袋外形或者奇形怪狀的東西(比如蝙蝠俠那倆耳朵)。設計者可通過選擇合適的鋪層方向和層數來滿足強度、剛度和各種特殊要求,以獲得滿足使用要求、具有最佳性能質量比的複合材料結構。


(4) 抗疲勞性好。碳纖維複合材料的疲勞極限可以達到拉伸強度的70%~80%,比金屬材料提高一倍。


(5) 抗震性好。可以吸收很大的能量,阻尼高。


(6) 耐高溫,耐燒蝕。拿火燒是根本沒用的。400攝氏度高溫下不會變性。金屬材料早就化了。


(7) 破損安全性高。由於材料內部是一根一根的纖維,就算斷了一根還有其他撐著,絕對不會直接破碎。

(8) 可以整體成型。蝙蝠頭盔就是整體成型的產物,一次性製造完成,沒有任何連接部件。使用拉拔、注射、纏繞、鋪放等技術,一次成型。完全看不到接縫耶!


如何成為蝙蝠俠?


但是,碳纖維是不防彈的。因為斷裂延伸太小,單位面積的彈擊吸能較低,換句話說,一顆子彈打上去,立刻就被穿透了。於是,需要在表面再塗一層防彈材料。這就是芳綸、聚乙烯纖維。目前,美、英等發達國家採用的防彈頭盔都是芳綸材質。這些材料與防彈衣不同,是硬質的。其變形能和斷裂能很高,可以吸收子彈的能量。子彈到達材料時,能量以衝擊波形式傳播。包括橫波與縱波。縱波的主要形式是壓縮波,橫波的主要形式是剪切波。材料經過高速壓縮、剪切破壞、拉伸破壞、背凸形成和回彈這五個階段,徹底阻止子彈進入材料內部。這就是防彈纖維的原理。當然,頭盔里還有夜視儀、熱像儀、聲納儀、防毒面具、微型無線電接收器和對講機系統,其原理大家基本都懂,在此就不說啦。僅僅一個頭盔就這麼多學問,其他的還了得?


2. 蝙蝠盔甲


據說,最新版的蝙蝠俠盔甲由雙層加強型鈦合金面板和聚酯纖維構成。蝙蝠盔甲使用的聚酯纖維一定是經過改性的,說白了就是一種化纖。其實,很多衣服都是由聚酯纖維製造的。國際產量很大,2002年底,全球聚酯纖維產量為2100萬噸,佔全部化纖的63%。這種材料完全可以非常舒適,採用多層複合材料,在抗衝擊的前提下,內層材料可以吸汗,外層材料可以快速排出水分,這都是通過化學、物理、工藝改性做到的。常規聚酯纖維是不吸水的,因為沒有親水基團。通過化學改性,加入親水基團後,就獲得了吸濕的能力。

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鈦合金在航空工業被運用得很多。它也是一種輕質材料,比普通金屬如鐵、鋁都要輕得多(當然也貴得多)。如美國產的Ti-555 合金,這種材料的強度高,韌性好,抗拉強度達到1450兆帕斯卡以上,且冷加工性能優異。鈦合金材料耐高溫,在540攝氏度時毫無壓力。它抗氧化,耐油,不容易變形。但是鈦合金的問題是,強度高時,塑性和韌性會降低,所以還是有問題的。


3. 蝙蝠護臂手套


這個手套最大的特點是仿生壁虎的粘附力。壁虎的粘附是可逆的,這種力量來自壁虎爪端的多尺度微納結構,形成了范德華力。

如何成為蝙蝠俠?圖片僅供參考...


壁虎的腳上排列著密集的剛毛,每平方毫米就有5000根長度在30~130微米的剛毛。每隻腳趾上有數百萬根剛毛。每根剛毛上還有400~1000根直徑為200納米的分叉。如此產生的范德華力(也就是分子吸引力,是中性分子間一種微弱的電磁引力)完全足以支撐壁虎的體重。而且環境濕度越大,其粘附力越強。關於脫粘,主要是利用了材料的各向異性。向不同方向時,剛毛的粘附性能完全不同。


如何成為蝙蝠俠?


目前,製造類似壁虎剛毛結構,使用仿生材料有多種方法,包括物理、化學、生物技術等。現在。爬壁機器人的應用越來越廣泛,利用的技術也有很多,比如AFM刻蝕法,氧化鋁模板孔洞注入成型、電感耦合等離子體刻蝕(ICP)技術,陣列納米碳管的製備、光刻技術,反應性等離子體干刻蝕法,負壓吸附等。有一些壁面清洗機器人已經被投入使用。那麼,蝙蝠俠有這麼個手套,大概也不是很難實現。雖然目前還不行,因為在目前的大多數模仿剛毛的材料中,纖維都會互相粘結,造成接觸面積降低。不是性能不好就是壽命太短。雖然蝙蝠俠不差錢,但還是不行。


4. 蝙蝠靴


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這是科技含量相對比較低的一個裝備,除了其中的蝙蝠發信器。由於蝙蝠是群居,互相之間一定有一種通訊方式,蝙蝠是利用超聲波進行回聲定位和獵食的,相互之間也會利用超聲波來通訊。所以,蝙蝠發信器利用超聲波聚集蝙蝠,也不是不可能的。當然,目前我們的仿生學還沒做到。


5. 蝙蝠披風


如何成為蝙蝠俠?


這個披風的主體材料應該是導電纖維。由於據說是尼龍材質,那應該是一種有機導電纖維,蝙蝠俠的披風可能是由碳黑 、金屬氧化物 、有機物等導電物質與高聚物複合或共混紡絲製成的。這種材料具有耐摩擦 、耐氧化及耐腐蝕能力,事實上,這種材料還可以吸收電磁波,達到隱身的目的。它還是一種記憶纖維,記憶纖維的特性就是在一定條件下,可以恢復其固定相。目前,比較好的記憶纖維是把記憶合金混入纖維,可見,其導電性能也是利用了合金。現在用的比較多的是鎳鈦合金,也有電控纖維,這種纖維不起皺,不縮水,洗多少遍都行,這就省錢了嘛。不過,看蝙蝠俠全身都是鈦金,蠻值錢的喲。


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6. 武器:飛鏢、爪鉤槍、纜繩發射器、爆炸凝膠噴射器、電鋸、激光槍、電磁槍、液壓器、黏膠定時炸彈發射器等


蝙蝠俠有一大堆小武器,這些玩意基本都在腰帶上,我們挑幾個說。


激光槍是個很厲害的武器,但是並非高能激光武器。不過也不像激光筆是玩具……激光槍的主要作用可能是讓敵人僵硬失去反抗能力。再說蝙蝠俠是從來不殺人的。


如何成為蝙蝠俠?電磁槍工作原理


電磁槍是已經實現的一種武器。它具有非致命、初速控制靈活、精度高、射程 遠等優點。它利用驅動線圈和彈丸之間的磁耦合機制工作,本質上是一種直線電機。首先驅動線圈放電,產生脈衝強磁場,然後,彈丸感應出電流,感應電流在脈衝強磁場作用下,會產生電磁力,彈丸在電磁力的作用下加速前進。彈丸就具有了一定的動能。


如何成為蝙蝠俠?


7. 交通工具:蝙蝠車、蝙蝠摩托、蝙蝠飛機、蝙蝠直升機、蝙蝠艇、蝙蝠水上摩托


這些交通工具其實本質上和現在的交通工具區別不太大,最多就是安裝了更多武器,而且也跑得更快更拉風了,而且還有裝甲,而且很智能,可以變形。


如何成為蝙蝠俠?


如果我想成為蝙蝠俠,要做什麼?


很簡單,首先你得有錢,沒有十億美元是不行的。那你說我們沒錢怎麼辦呢?也不是不能辦,就是檔次肯定要降低點。頭盔和盔甲可以用3D列印個塑料的;披風可以用化纖料子裁剪,內部放置一些棍子,也就可以撐起來了;交通工具是不太好做,就當你出門沒開車吧;至於那些小玩意,其實大多數的原理很簡單,比如激光槍就用激光筆裝在玩具槍里,反正你也不是真的想扶危濟困吧?電磁槍可以從美國買到的。總之,能用3D列印的都列印,讓你成為蝙蝠俠也沒那麼難。不過,想扶危濟困,可不是只有裝備這麼簡單。蝙蝠俠能成為超級英雄,更多依靠的是他的智慧,運籌帷幄於千里之外,堅持正義,從不倒下,這就是蝙蝠俠,超人也不能及,更何況蝙蝠俠遊歷全世界,學會了那麼多功夫,普通人又會什麼呢?


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