《驚奇隊(duì)長》：飛機(jī)改改就能上太空？

漫威影業(yè)出品的《驚奇隊(duì)長》正火熱上映，電影講述了復(fù)仇者聯(lián)盟中最強(qiáng)大的英雄角色驚奇隊(duì)長覺醒成長的故事。電影里驚奇隊(duì)長上天入地?zé)o所不能，電影高潮部分劇情一波三折，激動(dòng)人心：

驚奇隊(duì)長發(fā)現(xiàn)自己被騙啦！驚奇隊(duì)長找回自己的記憶啦！驚奇隊(duì)長要坐飛機(jī)上太空尋找光速引擎啦！

欸？等等，你說什么？

電影里驚奇隊(duì)長發(fā)現(xiàn)了羅森博士的秘密：原來光速引擎被藏在了一架處于近地軌道的太空飛船中。為了能前往太空找到宇宙魔方，外星斯克魯人把驚奇隊(duì)長從美軍實(shí)驗(yàn)室搶來的飛機(jī)改裝成了宇宙飛船。

驚奇隊(duì)長邀請閨蜜一起去戰(zhàn)斗時(shí)，她的閨蜜說不確定開著由幾個(gè)電子元件改裝的飛機(jī)去太空是否安全。

這豈止是不安全，簡直是送死??！讓我們先來看下斯克魯人需要改裝的飛機(jī)是什么樣。

《驚奇隊(duì)長》劇照 來源：豆瓣

從外形看，它的結(jié)構(gòu)很像美國著名的攻擊機(jī)A-10（A-10 ThunderboltⅡ）。

A-10來源：騰訊

A-10是一架亞音速單座雙發(fā)近距空中支援攻擊機(jī)，采用了尾吊雙發(fā)動(dòng)機(jī)、雙垂尾的正常布局，飛機(jī)實(shí)用升限是9144-11000米[i]。

因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上找不到電影里的飛機(jī)更多資料（很可能是編劇自己編的），我們通過A-10的結(jié)構(gòu)、性能，對這架飛機(jī)需要改造的地方進(jìn)行一番猜測，看看斯克魯人會(huì)遇到什么難題。

A-10結(jié)構(gòu)圖 來源：空軍之翼

卡門線：航天的起點(diǎn)

能上天飛行的飛行器被分為了三個(gè)種類：航空器、航天器、火箭和導(dǎo)彈。我們?nèi)粘Ｒ姷降娘w機(jī)只能在大氣層內(nèi)飛行，歸屬于航空器的范疇。航空器要想躋身航天器行列，首先飛行高度要達(dá)標(biāo)。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是卡門線—;—;位于海拔100千米處，外太空與地球大氣層的分界線。國際航空聯(lián)合會(huì)以海拔100千米來區(qū)分航空、航天之間的邊界。

我們剛剛說到A-10的實(shí)用升限上限為11千米，也就是它最高能保持在11千米的高空保持等速水平直線飛行，這才達(dá)到卡門線的十分之一。你可能會(huì)說，這是A-10的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，也許電影里的飛機(jī)性能更高端呢？

截至目前，世界上飛得最高的飛機(jī)是美國的X-15A試驗(yàn)機(jī)， 1963年8月22日，美國航空航天局的試飛員沃爾克駕駛該機(jī)飛到了108千米的高度，這一紀(jì)錄至今無人打破。[ii]

X-15A是一架以火箭為動(dòng)力的高空高速試驗(yàn)機(jī)，裝有一臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的它也僅僅是突破卡門線而已。從電影里飛機(jī)尾部的發(fā)動(dòng)機(jī)來看，這只是一架燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)，斯克魯人可能得換個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)才能讓它飛向外太空。

X-15A 試驗(yàn)機(jī) 來源：空軍之翼

燃料：沒有氧化劑，沒有太空旅行

航天燃料不同于航空燃料最重要的一點(diǎn)是：航天飛行需要自帶氧化劑。當(dāng)海拔高度達(dá)到100千米以上時(shí)，空氣密度大約是地球表面的二百二十萬分之一。

航空器在大氣層內(nèi)飛行時(shí)只要備足燃料，從空氣中獲取氧氣即可。太空中沒有氧氣，航天器就必須自帶氧化劑和還原劑，靠二者互相作用產(chǎn)生動(dòng)力。斯克魯人不僅要對飛機(jī)進(jìn)行改裝，他們還得想辦法找來一堆氧化劑才行。

此外，即便找到了氧化劑，斯克魯人還需要考慮飛機(jī)的荷載問題。

一架航天器幾乎95%~98%的重量都是運(yùn)載的燃料及發(fā)動(dòng)機(jī)。哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)起飛重量約為2040噸，自重加上運(yùn)載重量僅104噸，外貯箱和助推器的重量占了總重量的95%[iii]。

飛機(jī)還是以A-10為例，它的機(jī)內(nèi)燃油量為4853千克，最大起飛重量是22680千克，能攜帶的燃料重量僅占全部重量的21.4%[iv]。

顯然，斯克魯人還得自帶比沖4倍于地球航天燃料的物質(zhì)才能把這架飛機(jī)送上太空（比沖： 單位質(zhì)量的推進(jìn)劑所能帶來的動(dòng)量的改變。比沖越高代表效率越好，亦即可以用相同質(zhì)量的燃料產(chǎn)生更多的動(dòng)量[v]）。

航天飛機(jī) 來源：空軍之翼

隔熱材料：黑白色是航天器的保護(hù)色

電影里的飛機(jī)經(jīng)過改裝后還是原來白橙相間英姿颯爽的模樣，但是如果你仔細(xì)看看航天飛機(jī)的外觀，會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯不同。

航天飛機(jī)大部分都是白色，只在機(jī)頭和機(jī)翼邊緣位置包裹了一圈黑色。這是為了保護(hù)航天飛機(jī)重返大氣層時(shí)，不被與空氣超高速摩擦產(chǎn)生的高溫?fù)p害而覆蓋的超級隔熱材料。

這些灰黑色的隔熱材料能夠耐受最高達(dá)1650攝氏度的高溫。白色部分也都是隔熱毯，耐受溫度達(dá)到了370攝氏度。

航天飛機(jī) 來源：空軍之翼

可別小看了這些隔熱材料的作用，美國哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)正因起飛時(shí)隔熱瓦被異物擊破，導(dǎo)致返航時(shí)高溫氣體涌入機(jī)體，哥倫比亞號(hào)在空中瓦解，7名宇航員全部遇難。

漫漫航天路

制作一臺(tái)航天器會(huì)遇到的問題遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，走向太空需要解決適應(yīng)太空環(huán)境、飛行環(huán)境、安全防護(hù)等諸多問題。

人類憑借著不滅的探索精神，付出了艱苦卓絕的努力，歷經(jīng)無數(shù)的失敗才換來了向太空邁進(jìn)的一小步，甚至許多人為此付出了生命的代價(jià)，絕不是像電影里說的那樣把普通飛機(jī)改幾個(gè)電子元件就可以做到的。

航天技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)了人類科技進(jìn)步的走向，導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)、集成電路、半導(dǎo)體這些技術(shù)的發(fā)展都得益于航天工程的帶動(dòng)。如果1995年一個(gè)斯克魯人真的憑借他們的技術(shù)改裝了地球上一架飛機(jī)飛上太空并成功返航，當(dāng)今地球的科技面貌肯定已是另一番模樣。

當(dāng)然，探索太空科學(xué)技術(shù)很重要，想象力的作用也不可小覷。漫威宇宙從來都不是以科學(xué)性服人的，還是讓我們走進(jìn)電影院，用想象力跟隨驚奇隊(duì)長去宇宙間穿梭探索，匡扶正義，守護(hù)地球吧。

參考資料：

1、“A-10” 條目 上海航宇科普中心 ?

2、“飛行器”條目 百度百科

3、“卡門線”條目 百度百科

4、“航天飛機(jī)”條目 百度百科

5、《大名鼎鼎的A-10“雷電II”攻擊機(jī)》 作者：潘文林 空軍之翼

6、《不滅的太空探索精神（上、下）—;—;航天飛機(jī)研發(fā)史》 作者： Armstrong 空軍之翼

7、《離開地球表面—;—;一小時(shí)讀懂航天史》 作者：毛新愿 知乎

[i]數(shù)據(jù)來源：A-10 條目 上海航宇科普中心

[ii]數(shù)據(jù)來源：飛得最高的飛機(jī) 中國數(shù)字科技館

[iii]數(shù)據(jù)來源：航天飛機(jī) 百度百科

[iv]數(shù)據(jù)來源：《大名鼎鼎的A-10“雷電II”攻擊機(jī)》 空軍之翼

[v]比沖 百度百科