超人七號以 7 馬赫的速度飛行， 身體會四分五裂！—《空想科學讀本：超級英雄也有職業傷害》

身為一名訓練師，你真的了解你的寶貝們嗎？寶可夢圖鑑讀熟了沒？

其實圖鑑告訴你的比想像中的還多喔！國外玩家建立了這個 Scientific Pokedex 網站，來跟大家分析這些寶可夢們是如何使用科學力來戰鬥的。

每個星期周末跟著 R 編一起來上一門訓練師的科學課吧！

超音速風暴來襲 #018 比雕

比起長了炮管的烏龜和能融化岩石的飛天恐龍，比雕看起來真的會像是現實世界會有的生物……嗎？

跟前兩者比起來，既然身為一隻鳥類，比雕理論上應該要有相當嚴格的身材限制，但這幾天打開手機一看差點昏倒。

Ｒ編手上有兩隻比雕，一隻寫著「體長：1.53 公尺，體重 41.41 公斤」，另一隻寫著「體長：1.54 公尺，體重 0.94 公斤」……，這體重也差太多了吧（註1）～好比一個兩個身高 180 公分的人去量體重，一個 80 公斤，另一位只有 1.8 公斤！？這已經不是營養不良可以形容了吧～儘管世界上最小的狗體重不超過 1 公斤，而最大的狗種則是超過 100 公斤（註2），但這兩隻比雕可是長的一樣高啊！

撇開同種的差異，比雕的官方體型：1.5 公尺、40 公斤就夠科學嗎？鶴鴕是體型最接近比雕的鳥類，但這些大火雞根本飛不起來。世界上最大的飛鳥是生活在南美安地斯山脈的安地斯禿鷹，這南美許多國家的國徽動物，平均身高可達 130 公分，體重可達 15 公斤。但是很明顯的，比雕更方面還是比牠大上許多（註3）。

世界上速度最快的鳥類，同時也是地球上移動最快速的動物，是遊隼。遊隼高空巡航的時候可以飛出時速 389 公里（0.32 馬赫），儘管這速度比絕大部分的直升機還快了，但比雕還是遊隼快了 6.3 倍，但人家可是 60 公分、1 公斤左右的輕量級體重，比牠還重 40 倍的比雕真的能飛出 2 馬赫嗎？還是說，牠能安心的飛出 2 馬赫嗎？

寶可夢圖鑑中，一提到比雕的速度直接就是白紙黑字的「2 馬赫」（註4）。再搞清楚比雕能飛出 2 馬赫是多誇張之前，先討論一下「馬赫」是什麼？馬赫數是基於音速的速度單位，2 馬赫即代表他的是音速的兩倍，而且馬赫是相對值，因為聲音在水、固體和空氣中有不一樣的速度，絕大部分我們討論的馬赫數是指在空氣中的聲音速度（每秒 340.29 公尺），但在水中這個數字會變為每秒 1484 公尺，在鋼鐵中則是每秒 5120 公尺，所以在空氣中飛出 2 馬赫和在水中游出 2 馬赫是差很多的喔～

馬赫數有許多的分級，如小於 0.8 馬赫稱為亞音速、0.8~1.2 稱為跨音速、1.2~5 為超音速、5~10 為高超音速，一直到當太空船進入大氣層會達到的 25 馬赫（re-entry speed）等，物體要在不同的速度下會有不同的物理和影響需要考慮。對比雕而言，2 馬赫剛好落在超音速這區間，想要知道馬赫數的話可以使用公式

M 為馬赫數
u 為局部之於邊界層的流速，簡單的說就是物體的速度。
c ‘為其所在物質的音速

比雕是在空氣中飛行的，儘管空氣中音速有溫度及氣體密度等變因需要考慮（註5），就先假設比雕是在海平面飛行。這時音速時速 1225 公里，2 馬赫的話就代表比雕能飛出時速 2450 公里，比超音速客機協和號客機還快（時速 2179 公里），經國號和 F-16 速度紀錄上都未達 2 馬赫（註6）。

那如果比雕真的能飛出 2 馬赫，他會發生什麼事呢？馬赫數不只是個速度而已，它同時也能伴隨另一個產生的東西—衝擊波。當物體在空氣中運動時空氣會受到壓力，正常情況下是「音波」，一但物體超過音速，空氣無法跟上後面的持續變化，一段時間內的音波就會疊合在一起，產生衝擊波。除了對周遭造成破壞外，超音速移動的物體本身也難逃自己製造的衝擊波的破壞，因此超音速客機協和號的形狀才會如此與眾不同，就是為了躲避自己的衝擊波。

但是比雕的形狀有與眾不同嗎？由於網路上找不到比雕俯視圖，我們拿老鷹的俯視圖來驗證一下。當比雕飛出兩馬赫時，喙的尖端已經比旁邊的音波超出兩倍的距離，因此我們能繪出馬赫錐如圖：

嗚呼哀哉～如果比雕真的飛出了 2 馬赫，這 60ﾟ 角的以外的東西都將不付存在，比雕會變成像餐桌上的火雞一樣，墜落地面（註7）……

當筆者正在絕望的時候發現了一件事：比雕高速飛行時會將翅膀向後收！這實在太好了，這樣牠或許能過衝擊波的影響，但筆者又發現了一件更威猛的事

小智盡然曾坐在比雕身上飛行！幸好他剛剛好躲在馬赫角中，如果這時比雕真的飛出了 2 馬赫，我想小智的頭皮一定開始發涼（註8）。

所以先不管比雕是怎麼用這種火雞體型飛出 2 馬赫的，只能說在天時地利人和下，比雕和坐在他背上的小智都能逃過 2 馬赫衝擊波的傷害，這真是萬幸。但請寶可夢世界一定要立法限制比雕的航空權啊！要不然也要在比雕遷徙的時候考慮到周邊居民的安危，不然到時候災情可能如龍捲風過境一般啊～

編註：

1. 當 R 編在自己的臉書上分享這則發現時，好友們紛紛跳出來分享各式各樣的減肥傳奇，如「7 公尺長，重 7 公斤的暴鯉龍」、「2 公尺高、重 3 公斤的椰蛋樹」、「163 公分、體重 19 公斤的豪力」，真的很好奇，難不成這些寶可夢是氣體分子組成的。
2. 世界上最小的狗是一隻名為卜卜的吉娃娃，不到 20 公分長，重不到 1 公斤；最重的狗為一隻名為巨人喬治的大丹狗，高超過 110 公分，體重超過 100 公斤，這兩隻犬科生物於 2010 年受金氏世界紀錄邀約，於紐約中央公園見面，後者似乎不認為前者是一隻狗。
3. 安地斯禿鷹又稱安地斯神鷹，不難理解，因為牠也是世界上最長壽的鳥類，可以活到 100 歲。另外一種可以和他的體型比拚的大型飛鳥是生活在南非的灰頸鷺鴇，在體重上可以達到更重的 18 公斤，但翼展和身高較低，但不管是哪一種都比不上比雕。
4. 除了比雕之外，寶可夢世界還有另一隻可以飛出 2 馬赫的傢伙，就是大家朝思暮想的快龍，根據 Pokémon GO 內部的圖鑑敘述，快龍能在 16 小時內繞地球一圈，地球於赤道的周長為 40075 公里，經過計算，快龍時速為 2504.68 公里，只比比雕快了一點。
5. 古典的音速公式為 c=331+0.6T （其中 T 為攝氏溫標），但隨著物理的發展，許多變因如介質密度及定壓比熱與定容比熱之比也被納入考慮。
6. 協和號紀錄上速度也是 2 馬赫，但大家可以發現比雕明顯快了很多，因為協和號是以它的飛行高度（20700 公尺）時的環境音速為 1 馬赫，當高度越高、空氣密度越小、音速隨之變小，所以才會有這些差距。至於其他戰鬥機的速度可能因為機密關係，所以公布的資料有所低估。
7. 假設比雕在 10000 公尺高空一個不小心張開翅膀，如果不計空氣阻力，被切成子彈形狀的身體會在 45 秒後墜落地面，差不多行進 30 公里，可以從台北飛到林口。
8. 從動畫版的畫面來看，假設 10 歲的小智身高有 140 公分的話，他的比雕身高絕對有 170 公分，真是比雕界的巨無霸啊。

參考資料:

1.  Scientific Pokedex
2. Whatbird.com
3. Pokemon wiki
4. Wikipedia（Mach numbers、largest bird list、 鶴鴕、灰頸鷺鴇、協和式客機、遊隼）

編按：雄風三型反艦飛彈誤射事件越演越烈，很多人的討論都聚焦在軍紀上，但射出去的那枚「雄風三型反艦飛彈」到底是何方神聖呢？而它的分類「超音速反艦飛彈」，又在軍武、戰略上是個怎樣的存在呢？雄風飛彈正確的使用方式到底為何？

這得一路追朔回冷戰時期，蘇聯與美國的抗爭，與他們的軍事戰略，和之後東亞局勢的戰略發展開始說起。

（本文轉載自假圖天國，原文名稱為《超音速飛彈的春天》）

文 / 假圖天國

是說長期以來，以美國為首的陣營，一直對發展超音速反艦飛彈興趣缺缺，除了少數的歐洲貨以外，這個領域一直是俄系武器的天下，甚至到今天，美國海軍仍然沒有現役的超音速反艦飛彈。形成這種情況的原因很多，除了過去軍事科技上的限制，雙方作戰思維的差異以外，也與美國與前蘇聯在國家戰略上的不同，有著密切的關係。就技術上來說，超音速反艦飛彈與超音速戰機最大的不同，就是超音速戰機會儘量在高空進行超音速飛行，由於高空的空氣比較稀薄，對超音速飛行的阻礙比較低，相對的也就比較安全。

但是超音速反艦飛彈則完全不同，有些超音速反艦飛彈雖然也有攻頂模式［註一］可以選擇，但是多數的情況都是以掠海飛行的模式居多，而在低空的空氣稠密處進行超音速飛行，其實是非常危險的一件事，稍一不慎可能就會失控墜海或在空中解體。

• 註一：攻頂模式。指飛彈在發射後，突然拉高彈道，再以高角度由目標的上方進行攻擊。這種攻擊模式常見於反艦飛彈或反裝甲飛彈。前者是要利用高速俯衝來突破艦隊防空網，後者則是因為絕大多數的裝甲車輛，其頂部的裝甲最為薄弱。

伴隨「超音速」而來的詛咒

首先，低空的空氣擾動比較大，海上甚至比陸上更糟糕，因為超級潮溼的空氣讓超音速飛行更困難。而海浪造成的不規律氣流擾動通常都比陸地上更嚴重，超音速反艦飛彈以二至三倍的音速飛行，可以反應的時間餘裕很小，遇到亂流時很容易因為改正不及而讓彈體抖動失控。同時超音速飛行會造成很強的震波，貼海太近時，震波會影響海面，造成不規則碎浪，海面碎浪再形成空氣擾流，最後「反彈」回來影響彈體穩定性。所以超音速反艦飛彈的掠海飛行，飛行高度還是比一般的亞音速反艦飛彈要高很多。除此之外，超音速飛行時彈體會與空氣產生高速摩擦，速度越快溫度越高，這可能會形成三個問題：

一、可能讓彈體在高溫下解體自爆，特別是二十幾年前，航空特殊合金工藝還沒有今日進步時，這是一個非常難以克服的瓶頸。

二、高溫下，氣體離子化，會影響飛彈內電子儀器的穩定，特別彈錐內主動或被動雷達的靈敏度，在高速高溫下飛彈可能會變成半盲，嚴重的影響反艦飛彈的攻擊成功率。

三、超音速反艦飛彈最大的宿命，也就是在超音速飛行下的高溫，會形成巨大的紅外線訊號，這等於是向敵人宣告自己的位置。絕大多數的艦上防空系統應該都不會漏掉這麼巨大的目標，海上艦艇可以很早就偵測到來襲的超音速反艦飛彈，有充裕的反應時間。再加入過去的火箭引擎技術較差，超音速反艦飛彈消耗燃料的速度非常快，只能放大彈體才能裝入足夠的燃料。這會形成一個對攻方很不利的情況，那就是超音速反艦飛彈的速度雖然比亞音速反艦飛彈快上很多，但是因為彈體大，熱源訊號大，飛行高度又比較高，所以往往比亞音速反艦飛彈更早被發現。就算飛行速度較快，但是艦上人員擁有的反應時間反而會比較長，而且反飛彈系統的獵殺成功率也更高。結果就是超音速反艦飛彈昂貴、複雜又佔空間，卻沒有非常顯著的優勢，等於白忙一場，這也讓美國海軍長期以來都對超音速反艦飛彈興趣缺缺。

戰術不同，飛彈不同

相反的，前蘇聯卻是超音速反艦飛彈的超級擁護者，在很長的一段時間裡，俄系巡洋艦或大型驅逐艦的最大外型特徵，就是左右船舷上的巨大型超音速反艦飛彈發射箱。原因在於：前蘇聯的海上航空兵力遠遠不如美國。這從冷戰時期雙方的航空母艦數量，與每一艘航空母艦的艦載機酬載能力對比，就可以一目瞭然。並不是說前蘇聯當時的科技實力不如美國，而是前蘇聯是橫跨歐亞的陸上國家，國家戰略重心在陸上作戰，而美國是兩洋國家，國家戰略重心在海洋之上，所以就出現了這樣的發展歧異。

前蘇聯海上艦隊的首要作戰目標，是嚇阻美國的航母艦隊靠近海岸來支援陸上作戰，若在大洋上狹路相逢，也要能有效摧毀美國的航空母艦戰鬥群。因此海上艦載機數量無法與美國相比的前蘇聯，就選擇了超音速反艦飛彈作為嚇阻戰略的發展重點，並搭配戰術性核武與「彈群戰術」來彌補過去超音速反艦飛彈的技術瓶頸。

有趣的是，當前蘇聯解體以後，專為反制航母艦隊的超音速反艦飛彈一度被視為大而無當，應該會走入歷史之中。不料東亞情勢的急速轉變，又讓超音速反艦飛彈鹹魚翻身。除了台灣發展的雄風三型超音速反艦飛彈已經服役部署，日本所發展的 XASM-3 空射型超音速反艦飛彈也即將定型量產，南韓則傳出計畫引進俄羅斯的相關技術，發展新一代的超音速反艦飛彈。再加上越南從俄羅斯引進的數種超音速反艦飛彈，未來狹小的東亞海域裡，將會出現六、七種以上射程動輒上百公里超音速反艦飛彈，這背後的意義已不言可喻。

蘇聯如何駕馭超音速飛彈？

過去前蘇聯會選擇問題很多的超音速反艦飛彈為發展重點，原因在於超音速反艦飛彈的幾個缺點，對前蘇聯來說都可以克服。首先彈體過於龐大的問題對前蘇聯來說本來就是無法避免的，因為前蘇聯計畫以戰術性核武來一舉全殲美國的航母艦隊，過去的核子彈頭尺寸不小，就算是要裝在亞音速反艦飛彈上，也需要先放大彈體，因此無論如何這問題都無法避免。反而超音速反艦飛彈因為彈體大，裝的燃料多，速度又快，因此射程極遠，這對丟核彈的一方來說是非常有利的重要特性，因為沒有人會想把核彈丟在自己的腳邊，因此射程是越遠越好。而射程遠所帶出來的另一個問題，就是獲取目標的正確坐標並不容易，超音速飛行下的高溫也會影響反艦飛彈的精確度。但是如果是使用核子彈頭，那這些問題也完全不是問題，因為如果是使用核武器，就算誤差一公里也等於沒有誤差，大概知道航母艦隊的位置在哪裡就可以發動攻擊，核彈頭的巨大威力可以讓這些問題都不再是問題。

至於高速飛行下高溫所造成的巨大紅外線訊號，在物理上仍然是無解的難題，但是也不是沒有戰術上的彌補方式。前蘇聯一向信奉以量取勝，反艦飛彈的攻擊也不例外。對付像航母戰鬥群這樣的高價值目標，前蘇聯想定的戰術是以大量的反艦飛彈同時攻擊，以飽合攻勢擊潰航母戰鬥群的防空系統，這也是為什麼俄系巡洋艦或驅逐艦上配備的超音速反艦飛彈數量都很驚人的原因。到了中後期，俄系超音速反艦飛彈更發展出特異功能，可以在飛行途中以無線電協調攻擊，並由其中一枚飛彈爬升到一定的高度擔任「領頭彈」。這枚「領頭彈」除了爬的高、看得遠，可以將目標的最新坐標更新給其它低空掠海飛行的飛彈以外，還能以特定的飛行模式來製造更大的紅外線假訊號，以吸引敵人的火力，干擾整個防空網的運作，好掩護其它的飛彈。萬一「領頭彈」被擊落，電腦還會自動協調出另外一枚的「領頭彈」，這枚新的「領頭彈」會自己爬升到特定高度，以接替原先那一枚「領頭彈」的任務。

同時俄系超音速反艦飛彈的攻擊模式也有很多種可以選擇，除了傳統的低空突破以外，「攻頂模式」也非常有威力，飛彈在發射以後就會不斷爬升，然後以高速俯衝而下，以高度來換取終端的超高速度，使敵方難以攔截。所以俄系超音速反艦飛彈壓縮敵人反應時間的思維完全不一樣，亞音速反艦飛彈是靠「飛的低、儘量不要被發現來使敵人措手不及」。俄系超音速反艦飛彈則是以「反正就是藏不了，就以龐大的數量與超高速度來使敵人來不及處理」。也是因為有這樣的彈海思維，加上岸基長程海上攻擊機與艦載戰機互相搭配的狼群攻擊戰術，最後終於讓美國不得不砸重金發展了神盾防空系統。

所以對前蘇聯來說，超音速反艦飛彈的技術問題對他們來說都不是問題，也因此俄系的超音速反艦飛彈，擁有一個完整的發展體系，型號琳瑯滿目，自成一個家族，冷戰結束後還能與魚子醬、伏特加與蘇愷戰機一起外銷到世界各國，除了能賺錢以外，還能展現俄羅斯對區域事務的影響力。

東亞小國的應對之道──以小博大

這在俄羅斯對越南的軍售案中表現的最為淋漓盡致，越南在引進了俄羅斯的岸射版「寶石」超音速反艦飛彈與艦射版的「天王星」超音速反艦飛彈以後，已不再是昔日的吳下阿蒙。這種武器的確可以讓小國海軍在對抗大型艦隊時，取得局部的戰術優勢。台灣部署雄風三型飛彈，日本發展 XASM-3 飛彈，南韓也開始研發超音速反艦飛彈，並絕對不是偶然的巧合，而是大家深思熟慮後不約而同想出來的最佳方案，頗有師法前蘇聯故智的味道。

雖然地球的物理限制仍然不變，但是這二十幾年來高強度合金材料的進步非常大，超音速反艦飛彈在高速高溫下對彈體的影響已經減少許多，加上衝壓引擎技術的成熟，讓彈體變小但射程卻變的更長。超音速反艦飛彈的巨大紅外線訊號問題雖然沒有完全解決，但是也有了非常顯著的改善。這都讓超音速反艦飛彈的發展部署門檻變低，缺少大型軍艦的小國海軍也能裝備超音速反艦飛彈。以台灣為例，除了把雄風三型裝在成功級飛彈巡防艦上，未來甚至還打算把雄風三型就在更小的迅海艦上。

滿載排水量可能只在六百噸上下的迅海艦，將會配備高達八枚的雄風三型超音速反艦飛彈，其實就暗示了台灣海軍的彈海思維，若以兩艘為一組的傳統快艇戰術編隊來計算，在遇到高價值目標時選擇火力全開，那將是連續十六枚超音速反艦飛彈的密集攻勢。雖然沒有戰術性核武的加持，但是這樣的攻擊密度，高價值目標想要全身而退也將會有點難度。

小巧的迅海艦配備高達八枚的雄風三型超音速反艦飛彈，是非常典型以小搏大的戰術。過去前蘇聯是要在大洋上與美國的航母戰鬥群正面對決，必需要有巨大的艦體平台，容納超大彈體的俄系超音速反艦飛彈以外，還要裝備各種雷達與射控系統，以進行獨立作戰。

而且因為地球曲率的關係，艦上雷達的有效操作距離往往很難超過四、五十公里，射程高達上百公里的超音速飛彈要能發揮最大效能，往往必需使用直升機來獲取目標與中繼指揮，這也讓艦體平台必需要有直升機甲板來提供空中支援。同時各種防空飛彈、魚雷與聲納系統、近迫武器系統等，也都不可或缺，否則將難以對抗擁有超強航空兵力的美國航母戰鬥群。所以最後會發展出像基洛夫級與光榮級這種超大型的飛彈巡洋艦，也就不令人意外了。

但是越南向俄羅斯所購買的獵豹級護衛艦，雖然配備了天王星超音速反艦飛彈，但是噸位並不大，缺乏長程作戰能力，台灣的迅海艦則更小，可能只能配備非常陽春的雷達系統，根本無法獨立指揮超音速反艦飛彈進行長程作戰。那為什麼越南與台灣海軍會選擇以這麼小型的艦體平台為超音速反艦飛彈的載台？

飛彈、航母、戰略價值

除了省錢這一個重要因素以外，更重要的關鍵原因，就在於越南與台灣都採守勢作戰，擁有許多外島可以部署雷達與射控系統。台灣因為地型的關係，更有高聳的中央山脈可以建置大型的雷達站，以作為海上防禦的耳目。也就是說，發射飛彈的艦體平台可能根本連敵艦在哪裡都不知道，只是負責接收陸上基地所提供的資料來發射飛彈，當飛彈一發射，就交由陸上基地利用資料鍊來指揮。同時，對採守勢的那一方來說，敵我識別的困難度較低，這與在大洋上作戰是完全不一樣的情況。防禦方對於周邊海域的水文情況、航線航道與雷達回跡特徵通常都非常的熟悉，並有外島雷達站與陸基巡邏機當耳目，較不易出現無法識別目標敵我的情況，在戰時不是我方艦隊的不明大型船團逼近我方海域，那八九不離十，大概就是敵方艦隊或是大型登陸船團了。至於如果需要空中的訊號中繼，防禦方往往因地利之便，可以迅速的派出陸基直升機支援。這樣的分工讓採守勢的小國海軍可以將長程超音速反艦飛彈部署在極小的載台上，以分擔防禦任務，而無需另外耗費巨資發展極大型的作戰平台。對這些國家而言，這也是部署超音速反艦飛彈門檻大為降低的根本原因。

日本、南韓、台灣、越南相繼走上發展部署長程超音速反艦飛彈的道路，但是其實第一島鍊與亞洲大陸之間的海域並不十分寬廣。射程動輒超過一百五十公里的超音速飛彈，其艦上發射平台不必離岸太遠，火力覆蓋範圍就幾乎可以包含所有的主要航道。再加上未來如果這些使用國將岸射版的超音速反艦飛彈部署在離島或靠近重要航線的海岸上，那會使這一片海域無時無刻都處在超音速反艦飛彈的攻擊範圍內。對大型的作戰艦隊而言，大洋是個極其有利的環境，狹小的海域反而危機重重。原因就是離海岸太近，會讓艦隊處於岸射反艦飛彈的威脅中，同時躲在峽彎、港口、離島附近周邊，不易偵測到的艦艇，也可能是反艦飛彈的發射平台，更別說陸基戰機所發動的反艦攻擊。所以作戰艦隊離海岸越近，其反應時間就越短，對反艦的防禦一方就會越有利。

美國的航母戰鬥群能在大洋中取得優勢，有幾個重要原因，其一就是美國東西岸的軍港都直接面對大洋，大型艦隊一出港，就在大洋之上，不易受威脅。其二就是美國的航空母艦可以搭載的艦載機數量極為龐大，這與航母艦隊可以維持的在空機數量有很大的關係，中小型航母之所以常常被批評華而不實，就在於只能搭載十餘架艦載機的中小型航母，在平均妥善率七成的水準下，根本無力長時間維持二十四小時都有在空機保護航母艦隊。攻方只要持續採騷擾戰術，幾天之內就能讓航母艦隊的戰機升空作戰能量耗盡。

也因此，中小型航母缺乏長時間離岸作戰的能力，因為常常需要岸上基地的各種支援，才能發揮最大的作戰效益，但是不離開第一島鍊與亞洲大陸之間的狹小海域，卻又會時時刻刻都處於長程超音速反艦飛彈的攻擊威脅之中。所以說中小型航空母艦是種戰略性的武器，在戰時不一定能帶來顯著的戰術優勢，卻在承平時期有極大的戰略效果。但是反過來說，如果在戰時可以一舉擊沉敵方的中小型航母，也許在戰術上而言並不能全面扭轉戰局，但是卻有極大的戰略宣傳效果。這是一體兩面的事，所有的武器都一樣，有其優勢，也一定有其罩門。特別是航空母艦是超級錢坑，而且是一年比一年還要燒錢的錢坑，因為艦體會老化，艦載機也會老化，會不斷佔據龐大的國防資源，很難不造成排擠效應。許多老牌海權國家為了面子而供養著航空母艦，但是這些航空母艦很多都長期停泊在港口裡，很少出海航行，不是沒有原因的。擁有航空母艦對於整個國家的國防發展而言，恐怕也不是那麼正面的。

本文轉載自：

• 超音速反艦飛彈的春天［上］
• 超音速反艦飛彈的春天［中］
• 超音速反艦飛彈的春天［下］

具有飛行能力者，飛行速度無一不超過音速，這是空想科學世界的常識。不論超人力霸王等正義使者，拉頓或三頭金龍等有翅膀的怪獸，還是超級警備隊的各式超級武器，全部都是如此。音速 3 倍、音速 5 倍或者音速 7 倍（←為何大都是奇數啊？），更厲害的甚至還有能以音速 20 倍飛行的。會把「時速 91 公里」掛在嘴上的，大概只有超人小天使（舊譯「超人小叮噹」）了吧。

這些超乎常理的超音速之所以會隨意被拿來用，唯一的原因就在於現實世界中真的存在許多能以超音速飛行的飛行器，例如噴射戰鬥機。的確，既然協和式客機都能以音速 2 倍飛行，超人力霸王能以音速 5 倍飛行好像也沒有什麼好奇怪的，「不就只是把數字寫大一點嘛」。這麼一說，似乎也滿能夠讓人接受的。

可是，問題真的這麼單純嗎？就算如上個單元所討論的那樣，只要有反作用力或是升力，超人力霸王與怪獸就能以超音速飛行，難道不會有任何阻礙嗎？

其實，他們都忘了一個重要的問題。完全忘記以超音速運動時會產生衝擊波（能量震波）這回事了！這個單元，我們就來了解一下那是多麼可怕的東西吧。

衝擊波的形狀

當物體以超音速運動時，物體的前端就會產生衝擊波。只要是在大氣中都逃不掉這個命運。

超人力霸王兄弟以及王者基多拉等具有飛行能力的傢伙，全以超音速在空中飛行，可是他們卻完全不知道衝擊波的可怕。非得好好教訓一下不可。

衝擊波的威力非常厲害，噴射戰鬥機所產生的衝擊波就連 5 公里外建築物的玻璃窗等都能輕易擊破。協和式超音速客機之所以要在 2 萬公尺的高度飛行，是為了避免危及地面。此外，還有一點也請別忘記，那就是以超音速移動的物體本身也逃不過自己製造的衝擊波的破壞力。

以超音速運動的物體所產生的衝擊波，可以用下述的作圖法求得波形 。

這兩條切線所夾出來的楔形，就是衝擊波的形狀。事實上這應該是立體的，正確的說法應該是圓錐體的側面。

由於衝擊波是由物體的突出部位產生的，所以就連運動中的物體本身，只要超出這個圓錐體範圍外，都會被前端產生的衝擊波破壞。超音速飛機之所以設計成細長的三角形機翼，就是為了避免突出於圓錐體之外。雖然協和式客機能夠以 2 馬赫的速度飛行，但是那時所形成的衝擊波頂端的角度是 60 度，只要不超出那個範圍就不會有問題。

個個都會支離破碎！

總而言之，空想科學世界的每一位，好像都完全沒有注意到這件事情。個個都超出了範圍。

我們就先從王者基多拉來看吧。這隻根據設定資料能夠以音速 3 倍飛行的宇宙大怪獸，如果要以那和流線型相差十萬八千里遠的體型超過音速，根本就是自殺行為。以音速 3 倍的情況來說，由於圓錐的頂角是 39 度，毫無疑問，翅膀會直接遭殃。

而且，這傢伙還有三個腦袋。這種身體結構，不論哪一個頭，都會遭受另外兩個頭所造成的衝擊波衝擊。如此一來，對頭哥吉拉根本不必採取任何行動。在飛來的途中就自動斬首，然後就「劇終」了。雖然是三番兩次捲土重來的著名怪獸，可是再來多少次結果都一樣。

與王者基多拉相比，超人力霸王的飛行姿勢就很接近流線型了。可是，由於他的飛行速度是音速５倍，衝擊波的頂角就只有 23 度了。若是依照畫面上常見的姿勢，兩手平伸靠攏、仰著脖子，眼睛以上的部分都會破碎四濺。

不過，他的情況還算好，真正危險到令人絕望的是以音速 7 倍飛行的超人七號。頂角只有 16 度！

這已經是極限了。而且更不合理的是，超人七號飛行時雙手是分開的。不論怎麼看，雙手前緣各自會產生頂角16度的衝擊波，兩者都會直接擊中他的臉。臉部好像石榴一樣迸裂，不用說，身體會裂成兩半。

真慘啊～也許有人會這麼覺得，不過事情可還沒完咧。因為，裂成兩半的超人七號接著還會墜落地面！

如果是在 1 千公尺的空中裂開的話，會在 14.3 秒後落地。在這段時間內還會沿水平方向飛行 34 公里。若是向西飛行，在新宿上空開始墜落的話，墜落的地點會在八王子，而以對地角 3.4 度衝撞下來。

在這種角度下，應該不會出現撞入地底砸出隕石坑之類的情況，恐怕會像打水漂兒那樣一再彈跳吧。若是第一次彈跳到 40 公尺高的話，會在 17 公里外再次彈跳，然後在丹澤山地北側一帶開始滑行。接下來雖然有空氣阻力再加上地面的摩擦力，但滑行速度畢竟高達音速 7 倍，還是很難停下來。經過琵琶湖、進入中國地方（譯註：日本地名），經過 636 公里之後終於在廣島停下來。

這個過程歷時 9 分 30 秒，會放出 5 兆焦耳的能量。而且，這還只是裂開的一半的身體而已。兩半合起來的威力等於 2 萬 4 千噸炸藥！力霸王戰士的超音速飛行對人類而言根本就只是天災而已嘛。

老哥已經造成人類這麼大的災害了，卻還有人完全不知道反省。那就是力霸王 A 和力霸王太郎。

這兩位的飛行速度號稱有音速 20 倍，這下子可真的無可奈何了。衝擊波的頂角只有嚇死人的 5.7 度！根本就成了針尖嘛。要怎樣才能夠收進那樣的圓錐範圍裡啊？尤其是太郎！頭上長著一雙大角還要以音速 20 倍的速度飛行，未免也太不知死活了。起碼也剃個小平頭啊，小平頭！

安全的飛行方法

那麼到底該怎麼辦，才能讓超人力霸王們以各自的速度飛行而不至於害死自己呢？

當然，除非改變體型，否則是不可能的。不過就如同本書第一部各單元所述，他們不但能夠變身，還可以變大縮小。那就大膽假設他們要變化成適於飛行的形狀也易如反掌，來找找具體的體型吧。

力霸王七號已經犧牲生命告訴我們，分開雙手飛行是絕對禁止的。但話說回來，光像力霸王那樣雙手伸出前端併攏其實就夠糟的了。因為也要考慮到十指尖端都會產生衝擊波，會從指根裂開。要改變體型，手指得先除掉，然後雙手還要變成剖成兩半的圓錐型。腦袋也會礙事，所以也得變成同樣的形狀。換句話說，就是頭部與雙臂合在一起，會變成一個收在頂角範圍內的圓錐體。

接下來，原本已經收容在圓錐體內部的下半身，若是維持原狀也很危險。這是因為音波是一種能量的流動，但是空氣本身並不會隨之離去，所以空氣仍然會進入衝擊波的內側。只要收容在圓錐內側的部分凹凸不平，凸出部分的後方就會形成渦流，並產生煞車的效應，同時該部位還有產生新的衝擊波之虞。所以說，如果可以的話，就連屁股溝、腳踝等部位也都該去除，這才是上策。當雙腿併攏時呈現光滑的流線型，這樣的下半身才是最理想的。

這樣一來，力霸王諸君的正確飛行體型就出來了。

老實說，這模樣還真是難看啊。對於這些特地大老遠從外星球過來保衛地球的志願軍，我們只能說很抱歉，可是要在地球的大氣中以好幾馬赫的速度飛行，還是忍耐點變成這副德性比較好。既然不幸來到這種星球，就只好認了吧。

本文摘自《空想科學讀本：超級英雄也有職業傷害》，遠流出版。本書為《空想科學讀本 1》全新修訂版。