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关于用现代技术还原宫老虎蛾号的讨论

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现实中我是工业计算机windows软件工程师,本科专业电子技术,曾从业过电子线路软硬件工程师岗位6年,目前岗位是工业自动化计算机软件设计,对机械自动化马达驱动和气动控制了解深入。看过宫老的童话世界,本贴主要从机械电气合理性,还有采用现代电子技术解决方案实现船体轻量化的可行性,以及影片中没提及的生活必需设施需要加装。当然这么一个巨型船体设计,可能涉及更多技术性问题,欢迎留言讨论,以填白我没考虑的细节。
虎蛾号(タイガーモス号)Tiger Moth  全长42米
  全高20米
  全幅54米 (资源的全幅长度我理解为翼展宽度)
  巡航速度35节(约65公里/小时)
  最高速度72节(约133公里/小时)
  续航距离3820公里(无风状态下)
朵拉海盗团一家作为根据地的空中飞行母船,开发者为空中海盗团首领朵拉的丈夫。
  故事中为了追击已先行出发前往天空之城拉普达的政府军飞行战舰歌利亚号,在希达的方位记忆帮助下利用顺风成功的追上。最后则遭歌利亚号的开火攻击而严重毁损坠毁在天空之城的下半部,于天空之城解体崩坏的同时一并摔落海中。
  船体上共计有六个推进用螺旋桨(左右机翼末端各1、船体中央后端下方共4只),机翼上的连带螺旋桨可借由手动的方式进行水平和接近垂直的角度调整。
  机上前端为驾驶舱及空中走道,本体备有朵拉一行人的起居室外船身下端则为小型飞行器鼓翼机的收纳库,上方的第二个瞭望台则可以脱离变成滑翔机模式。
  船内通信以使用传声筒为主,使用滑翔机瞭望时则改用用舰内电话机。
  因船身未载装任何对空武器,碰上敌手追击时以快速逃离为主。

第一是蛾头驾驶仓:

从动漫造型外构来看该处无法掌舵飞船方向,前端蛾头没机械与侧翼和尾翼相连,机械传动是不符合设计,动漫是单方面的浪漫色采。如果采用电子控制则是能实现:驾驶舱用轻便塑胶还原操控杆和柄,转化成相应电子信号经过空中走道暗藏线路传送信号与船体上电气控制单元,通过电机和气缸实现翼的方向调节,另外船体如此大,舱头位应该也要加装翼片调节引导方向。
如果用电子技术还原动漫中的虎蛾号,船头驾驶舱顶第一瞭望台和船顶瞭望台都无需设置,留给调整方向翼更好。只需要在飞船上方气球部分正前方加装超远距电子望远镜更实用。顶部再加装360度调节升降电子望远镜就能实现空中侦察。所以整体来讲,如果内部布局要还原动漫最好还是用塑胶并采用偷胶方式减轻重量。其实蛾头驾驶仓的仪器仪表直接采用现代电子技术安装更实用,仪表都精简化到液晶屏界面显示,减少空间减少重量。用一个工业军用级平板电脑就能监视整个飞船情况以及实现控制。上方球体外层可考虑装太阳能板,利用太阳光给船体提供电能,蓄电池要考虑好放置地方。我认为蛾头有必要增加扰流板来调整飞船方向,提高飞船空中机动性能。驾驶室能使用三个电源供电,保证飞船运行,后面在动力设计再详述。
另外再说一个更高档次假设:蛾头尖嘴加装战斗机上的有源相控阵雷达,那样空中侦察力就直接飚升几个档次。下图是有源相控阵雷达:


第二是本体层生活空间设计合理性:

本体备有朵拉一行人的起居室
首先第一间是朵拉睡房;
第二间儿子们的集体房间(船体正中,多人住房 重量集中区 符合气球船的受力设计);
第三间是厨房(剧中该处过于复杂,如果现实还原只需装备微波炉和冰箱及清洗盆);
第四间是阳台及䁁衣区有地面柜;
第五间是动力房是船尾部四个螺旋桨动力源。至于动力房入口合理设计从朵拉房间前端有小梯向上爬上去途经三个气球再到尾端更好,因为本体层空间也不大,后端动力室从气球尾端由上至下进入会更合理,螺旋桨变速齿轮占用空间不少,本体层门口进入动力房可操作空间很有限。动力房采用影片柴油动力机存在空间问题,但如果改用电力能源则可以节省很多空间。
本体层还有观光栏杆,可以讲是船员生活主要地带。
影片中整个船体没有适合卫生间的位置,我个人认为厨房正下方,小型飞行器收纳库留个卫生间正好符合由上至下排泄的设计,另外澡房是没法设计,只能飞行期间是作战期,不提供洗澡。整理来讲,飞船要有水箱装载生活饮用水,还有动力设备的冷却水。

第三是飞船能源和动力设计:
影片中飞船是参照气艇飞船设计,上方有充气球体令虎蛾号飞船悬浮于大气层内。从气体选择方面,最佳还是氢气。因此飞船上方靠近尾部位置还需要装载氢气罐。可调节气球的气量来改变虎蛾号的飞行高度。虎蛾号主翼角度和尾翼角度的调节肯定需要气缸或者液压来作为动力。液压需要通电来维持,气缸就单纯开关,用气缸就需要增加一台空气压缩机即电动气泵维持整个飞船的气路气压。
全船采用电动机,那么整船的噪音和减轻船重都有非常优秀表现。如果采用影片中柴油发动机,那么装载柴油燃料就是一笔不少重量。所以,我偏向电力源改造说法:大电池组就在尾部螺旋桨前的动力机房,里面两台电动机可切换工作,减少机械长时间不间断工作磨损。而且动房必须配套好冷却水循环,既使电动机长时间运转,线圈也发热量大,加入水冷是最好解决方案,保证虎蛾号有稳定的飞行动力。而船体上方气球外壳采用太阳能板,可以收集电力,给第二电池组充电。从电能管理上,该部分电力用于驾驶室仪表供电,船体各个传感器供电,以及生活区必须用电。平时不直接参与动力组。当需要时再将电力切换过去,这样在续航和电池管理方面就更加合理。
后备柴油发电机供电。虎蛾号本体层第四间是阳台及晾衣区地面有个木箱,如果该处木箱就是柴油发电机+油箱。当主电池续航不够时,该处柴油发电机启动,我认为采用 李想公司的 理想One 电动车那种方法更好:发电动直接给电动机供电,提高续航能力。
所以整体来讲:采用电能,整个虎蛾号会减少很多机械噪音。悬浮外壳太阳能板蓄电池组提供日常用电和仪表用电。动力房两组可切换电动机组和冷却系统,相比动漫笨重柴油机,大幅度减轻船体重量。阳台和晾衣区地柜有发电机,平时电力续航足够时,柜面可以作为座椅,当续航不够再打开柜盖启动发电直接驱动螺旋桨。三个电源都要保证驾驶室正常运作供电,驾驶室控制飞行才是重中之重。

第四飞船内部结构和骨架设计:
影片中船体是采用木结构和帆布。但我认为如果用现代技术还原船体,内部结构采用超轻碳纤维合金支架更好,硬度高质量轻,当然这种材料贵,参考《起风了》日本零式战机将内构件尽量做成鱼骨减轻自身重量。需要很专业的飞机设计师和引擎设计师合作才能调教出来。也是整个虎蛾号还原的关键!因为上面提及的问题,普通工程师日常接触到都有相应解决方案。唯独内构和气球升力调节才是虎蛾号技术重头戏!这已经不是我专长领域,无法展开。
日常生活中,我是高达模型业余玩家。虽然UC系米诺夫斯基粒子,Seed 系中子干扰器,00系GN粒子,但我都很清楚高达是战争男人的浪漫。而宫老作品则是童话世界的和谐。虽然不知虎蛾号有没现实版升空那一天,现代技术的迭代进步,希望能出现那一天吧!


IP属地:广东1楼2019-04-27 13:19回复
    还有一点是 动漫中 船内对话采用传音话筒,现实还原的话,可以采用楼宇对讲机就可以,就是按门号,家里人接通话可以开门。


    IP属地:广东2楼2019-04-27 13:33
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      真硬核啊!加精了


      IP属地:广东3楼2019-04-27 15:10
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        如果按照动画比例制造虎蛾号,单靠船内那点氢气根本飞不起来,真想飞只能靠氢气和升力机翼配合作用,使整个虎蛾号变成一个“充了氢气的飞机”,但虎蛾号这造型也不能满足能产生足够升力的高速飞行的需要...机头加相控阵雷达光电源和冷却系统的重量就能让它倒栽葱。


        IP属地:江苏4楼2019-04-27 21:29
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          5楼2019-04-28 08:02
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            楼主你的贴子我收藏了!*^____^*


            6楼2019-04-28 08:03
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              哇哦……


              IP属地:上海来自Android客户端7楼2019-04-28 08:17
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                专业!


                IP属地:上海来自Android客户端8楼2019-04-29 07:55
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