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现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

我认为这不是一个基于目前技术和经验理性分析的问题,而是一个开脑洞的题目。

那么,我们需要像拍电影那样,先够建一个世界观。我感觉,总体上这个世界观还是比较矛盾的。

流浪地球时代,行星发动机标志着人类已经掌握并熟练应用把矿石进行核聚变利用的技术。但是从运载车仍然需要加注燃料看,微型核聚变装置技术还未突破。

当然,加注的可能并不是液态燃料,也可能是充电。

从救援队穿着的外骨骼需要电力驱动,保温衣需要电力取暖。且那么小的电池可以提供那么久和那么强的动力来看,电池技术已经有了巨大突破,能量密度比现在高几个数量级也是可能得。同时,可以在极低的温度下保持足够的能量输出能力。

这样一来,人类的能源几乎是免费且无限供应的。车辆而很可能是利用高能量密度电池装置提供驱动力和近乎无限的电能。

电力供热结合保暖技术,保持驾驶室适宜温度,以及其他电子设备运转温度。

地表气温只有 -85 摄氏度,而且随着流浪进度加深,温度会更低。

那么,那个时候的人类很可能已经掌握了高温超导技术,利用当时的低温,实现高效的电磁转化。

现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

从杭州到苏拉威西,直线距离最短 3200km,他们用 30 来个小时跑完全程,意味着平均时速高达 100km/h 以上。而在那个背景下,道路条件那么差,几乎在冰面上跑,车辆的悬挂系统如果是现如今这种弹簧或者气压式的,我觉得根本不靠谱,所以还是电磁式的机械结构比较靠谱。

另外,在低温状态下,能够支撑起 11km 高的行星发动机,那时的金属材料技术也与现在不可同日而语,金属的结构强度远远高于目前的钢铁,保不齐是核聚变产生的新元素,结构强,密度低,不怕低温。

所以我说的什么意思呢?由于能量变得廉价和几乎无限供应,那时候的大卡车很可能是全电模式,轴承等目前需要润滑济的部位,完全可以变成利用电磁进行“润滑”,也就是零件实际上是利用类似磁悬浮的技术,处于彻底分离状态,没有摩擦力,根本无需润滑。

至于转向球,电影里是有交代的,由于卡车体积巨大,可能可以拉几百吨的货物,加上道路条件恶劣,现在的转向技术效率低,费力。转向球应该是一种电传动技术,转动一定角度,车辆轮胎自然跟着动。

正因如此,类似目前转向助力可调,那时每个驾驶员灵敏度要求不同,所以刘启用他爷爷的车卡开车,刚开始不适应他爷爷的灵敏度,需要适应一段时间。

转向球技术也符合我上面说的电磁技术高度发展。

Moss 的存在标志着那时的电子计算机技术比现在不知道高了多少个等级,那么为什么不用这样的人工智能技术替代人类驾驶员,其实我还没想明白。

题目其实也可以这么回答,汽车发展到那个年代,都有哪些技术进步。

我就发动机部分说说:

其一,汽油提炼技术的进步。汽油能够适应的温度范围越来越宽。对于汽油柴油来说,都是温度越低,流动性越差。也许是得益于添加剂技术的进步,那个年代的汽油已经能够适应惊吓 80 多度的气温。

评论里有人提醒,气温整体都在零下 80 度以下,我们也许不在使用汽油,而是石油在提炼过程中另外的产物,这一点同润滑油。

其二,气温偏低,只要用石油就会有冷启动困难这个问题。所以,先进的预热塞或者进气加热技术用到了这个年代的汽车上,在点火前进气被瞬间加热或者缸内被瞬间加热,帮助冷启动。所以电影中的汽车都一打就着。

其三,空气稀薄。地球一直在流浪,靠近木星时大气被吸走,空气中氧含量极低。这个年代的发动机稀薄燃烧已经运用的非常成熟了,空燃比极低的情况下也不会影响动力。

涡轮增压技术也大有长进,能够将更多的空气泵入气缸。

其四,发动机变得一切以动力输出为主。地表都没人了,要啥排放,要啥油耗法规。汽油车不要三元催化器,柴油车不要尿素,都通通去掉,保证动力才是王道。

1.汽油用不了。

虽然一般认为汽油熔点小于 -60 摄氏度,但通常也在 -75 度就凝固了,那个时代天气随便就 -80 以下,汽油很容易就凝固了。

柴油更容易凝结所以就不用说了…

即便是开发出了什么低温汽油,也会因为空气氧含量低、气压低、温度低而造成燃烧效率大幅下降的情况。

2.现代的轮胎用不了

橡胶有玻璃化温度,玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度 Tg,说人话就是,低于这个温度橡胶会变得非常脆而失去弹性,而大部分橡胶 Tg 都不低于 -60 摄氏度,在 -80 摄氏度以下很容易变为玻璃态然后在车辆的重压下崩裂。

其实大多数材料低温都会发生脆化、硬化,比如悬挂更硬、玻璃变的极其脆弱等,只不过橡胶变化更明显。

3.气密性必须改进

车内外有将近 100 度的温差,大气流失还会造成气压变化,想正常的在车里生活,必须给车辆加压以保证有足够的压力正常呼吸,同时改善密封性以保证氧气不外漏,这么做还能提高车体保温性能。

4.加热器

我认为可以使用核电池,即便是现代技术也有使用核电池为航天器供暖的先例(玉兔号),火星救援男主也曾挖出核电池作为供暖和电力支持。在那个掌握重核技术的年代,核动力小型化应该不成问题。

5.材料热胀冷缩

车辆内外温差一百度,如果是使用高能量的发动机温差能达到数百度。

在这种情况下,材料是会发生热胀冷缩的,然而问题来了,不同材料的膨胀率不一样…会造成不同材料间隙较小的零件相互抱死、或者本来相连接的部件分离等现象…

6.电子零件性能改变

低温情况下,暴露在外的电子零件参数都会发生变化,诸如电阻、电容、变等机电零件都会随着温度变化而改变性能参数。

7.润滑系统失效

且不说润滑油 / 脂完全凝固,即使不凝固,粘度也会上升,流动性降低,使得润滑的作用大大降低。

这会直接导致各部件阻力增大,各部件间磨损加剧,即便是现代车辆,发动机大部分损耗都是在车辆冷启动时产生的。

8.强制性的越野性能

那个时候基本没路了,别看电影中车辆如履平地,那是因为人家个头大,现代轿车没几个能在这种情况下跑,不过现代重卡家族可以一试。

除了地面地形,还会因为冰冻而造成侧滑,制动效果差等等情况。

以上几位都从汽车角度说的很好了,我从其他方面(主要是原作和一切小细节)方面来谈谈。

1、为什么转向操作机构设计成球形

2、为什么要多年驾驶经验才能开

这两个问题其实是一样的,原因非常简单,因为这个车太快了。

现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

杭州经马尼拉到苏拉威西岛比较适合建造地球发动机的地区要足足 3700 公里,十几个小时能开过去意味着速度必然超过 200 千米每小时,甚至很可能 300 千米左右——这里可以确定赤道发动机必然是修剪在赤道以南的,因为他提到了永夜。

现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

这车速度达到了 300 公里,也就是和 F1 一样的速度,最关键的问题不在于这里,这车是 50 吨级的重型自卸卡车,自身重量也超过 40 吨,整体质量在 90 吨以上。

车队是由 50 吨的巨型自卸卡车组成,车上满载着从太行山上挖下的岩石。汽车很快升到了 5000 米以上,下面的大地已看不清细节,只能看到地球发动机反射的一片青光。

虽然 F1 赛车也有 300 公里以上的速度,但 F1 整车重量不超过 600 千克,而这辆车有 90 吨,超过了绝大多数坦克!

而绝大多数 F1 赛车手,从第一次接触车开始到开上 F1,大多数要经过 10 年以上时间,10 岁左右就接触车辆,然后 14、15 岁开始从初级方程式赛车开始训练、参赛,目前全球最年轻的 F1 赛车手是马克斯·维斯塔潘,他爹就是 F1 赛车手,但是他第一次比赛,也是 17 岁半的事情了。

对他来说,应该至少接触了汽车 8 年以上(从 8、9 岁开始算),估计他爹从小训练。

用 5 年来训练一位卡车驾驶员,实际上已经是技术进步的优势了。

从这一点可以看出,刘启真的是天才……

正常 50 吨级自卸卡车的功率仅仅不到 400 马力,速度也只有 60 左右,到达接近 300 千米的时速至少要提升 4 倍的速度,也就是翻两番,但车速提高一倍,功率就要提高六到八倍,况且卡车还不像超级跑车一样做了减阻设计,理论上需要更多的功率。

400×8×8=25600 马力,考虑到这车的造型,我觉得应该有 3 万马力以上。

现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

让 90 吨级的车达到 300 千米以上的速度需要的马力在三万以上!

三万马力各位很可能不知道什么概念,我举个例子。

中国的 054A 护卫舰,4000 吨级,他的功率仅仅只有不到 3 万马力,只有 4 台 5000 千瓦级的发动机。

仅仅只有 2.7 万马力。

现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

也就是说,如果让一艘 054A 和这辆卡车拔河,如果绳子足够结实,那么 054A 拔不动……

拔不动……

动……

这发动机技术高到什么地步了呢?卡车是需要扭力的,如果卡车都能装一台 3 万马力的发动机达到 300 公里以上的速度,这时候的普通车大概早就超音速了

实际上也确实如此,原作里写过这一点。

我们的飞行汽车以四倍音速飞行了两个小时,终于能够看到太阳了,它刚刚升出太平洋,这时看上去只有棒球大小,给冰封的洋面投下一片微弱的、冷冷的光芒。

人类现在能拿出来的最强发动机,这种卡车可以用的无非就是坦克上的发动机,然而最多也就达到 2000 马力左右的水准,在体积几乎不变(卡车也就那么大地方)的情况下,功率提升了 15 倍。

也就是说,这时候能开车的,回到 2022 年,吊打风见隼人还是大概率很轻松的。

现在的汽油车要做到在《流浪地球》中地表行驶,需要克服哪些技术难点?

你一个 700 公里直线,600 公里过弯的赛车有啥好骄傲的?

3、对于现在的汽车来说,那时的汽车有什么创新

4、在极低温度下,如何克服对电子和机械部分的影响,如何保持发动机工作温度。

除了还挂了个“汽车”的名字以外,其他应该都是创新……

动力上面已经谈过了,能源问题其实原作里提到了。

车子不是核动力的,但是用的是核电池,加能源应该是直接加浓缩铀的,因为技术已经先进到这一步了

衣服就是核电池

父亲是空军的一名近地轨道宇航员,在家的时间很少。记得在变轨加速的第五年,在地球处于远日点时,我们全家到海边去过一次。运行到远日点顶端那一天,是一个如同新年或圣诞节一样的节日,因为这时地球距太阳最远,人们都有一种虚幻的安全感。像以前到地面上去一样,我们须穿上带有核电池的全密封加热服。外面,地球发动机林立的刺目光柱是主要能看见的东西,地面世界的其它部分都淹没于光柱的强光中,也看不出变化。

核电池这一点后面还提到了。

真感谢死刑的执行者们,他们为这些罪犯找了一种好的死法:他们收走了被判死刑的每个人密封服上加热用的核能电池,然后把他们丢在大海的冰面上,让零下百度的严寒慢慢夺去他们的生命。

从车子没有排气口(烧开水)来看,车子应该是核电转化发动机,直接用核电池里的能源驱动电动机,这个倒是解决了另一个问题,既低温下动力怎么工作。

电子产品之流倒不怎么担心,现在很多电子产品在外界之所以冬季掉电,主要是因为电池的问题,大多数电子产品在设计的时候其实是考虑了超低温使用的,至少测试的时候零下 40 度这一关必须过去,毕竟你想卖到全求就必须考虑到这一点,室外掉电太猛是人类电池技术太渣。

核电池应该是不存在问题的。

毕竟电动机这东西只要不冻出毛病,理论上越低温反而应该越好一些,因为超导效应……

按 2075 年的技术,外界温度零下 83 度的情况下,超导并不困难

相对在低温下保持工作,如何高温下保证工作反而才是一个大问题,行星发动机内部超过 100 度以上的高温要维持正常工作的难度其实比零下 80 度维持工作要困难得多。

以人类现在的技术都可以做到零下 70、80 度还能工作,比如南极考察就必须考虑这一点,在南极内部高原地区平均温度常年低于零下 50 度,但在 100 度以上的高温当中工作反而很困难。

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