解決方案
2001年,一位朋友問分析師Rick Cavallaro,帆船能否在正順風方向上贏過自由漂浮的氣球。他的向量分析說可以,於是他構思出陸地版本:一具與車輪相連傳動的螺旋槳,像螺帽套在螺桿上那樣受到約束,使其前進速度恰好等於槳葉在空氣中旋進的速度——相當於兩艘想像中的帆船,在圓柱形行星的兩側逆風搶風航行。他把這個問題當作腦筋急轉彎,貼在遙控直升機與風箏衝浪論壇上,結果網路上罵他是白痴。
這個想法比這場網路論戰更早。1940年代,密西根大學一名學生提出同樣的問題與完全相同的解法;這篇論文於1960年代在道格拉斯飛機公司浮現,風洞工程師Andrew Bauer與首席空氣動力學家Apollo M.O. Smith賭一美元,造了一輛車,據目擊者所述曾短暫超越風速。Cavallaro繼續推進:他與John Borton、聖荷西州立大學航空太空工程系合作,並獲得Joby Energy與Google贊助,團隊花了超過一千小時打造Blackbird——車高近25英尺,螺旋槳直徑17英尺。
質疑者包括《Make》雜誌,該刊宣稱這裝置是騙局。2010年7月,在El Mirage乾涸湖床上,於北美陸地帆船協會觀察員見證下,Blackbird多次非正式地超過風速三倍,而經認證的紀錄為正順風方向上風速的2.8倍。最乾淨的證明不需要湖床:在風速下,車上方的空氣是靜止的,因此一輛能從快速跑步機上向前走出的車,按定義就是跑得比風快。
它達成了什麼
由車輪驅動螺旋槳:這輛車就成了地面與風之間的槓桿
為何奏效
人人都「知道」風力驅動的載具在順風時不可能超越風速;這個設計之所以勝出,在於把螺旋槳葉片重新詮釋為兩艘在圓柱形行星上逆風搶風航行的帆船。
兩組力平衡即可定案:車輪在地面速度下付出10匹馬力,而螺旋槳對抗稀薄的相對頂風只花2匹馬力,就回報相同的推力。
這個主張可被否證,並以三種獨立方式受檢驗——論壇辯論、移動地板跑步機,以及有觀察員在場、裝有儀器的NALSA紀錄跑。
Bauer在1960年代的證明幾乎沒能說服任何人,因為文獻記載稀少;2010年的團隊讓示範無可抵賴,而這正是這項發明所缺的另一半。
可應用之處
在槓桿臂長的地方取得功率,在槓桿臂短的地方花用功率。許多「不可能」的結果是記帳錯誤,而非物理錯誤——在宣告不可能之前,先把力平衡寫下來。
後續
曾稱Blackbird是騙局的《Make》雜誌,在其發行人觀看紀錄跑之後,邀請團隊撰寫後續報導。經NALSA認證的2.8倍風速紀錄讓這輛車站穩腳跟,儘管作者指出讀者之間的爭論仍持續。這個結果也回溯性地還了Bauer半個世紀前在道格拉斯飛機公司那場幾乎沒有文獻記載的一美元賭局一個公道。
追溯依據
參考來源
- A Long, Strange Trip Downwind Faster Than the Wind WIRED · wired.com ·