2001年,一位朋友问分析师Rick Cavallaro,帆船能否在正顺风方向上跑赢一个自由漂浮的气球。他的矢量分析表明可以,随后他设计出一个陆上版本:螺旋桨与车轮相连传动,像螺纹杆上的螺母一样受到约束,使其前进速度恰好等于桨叶在空气中旋进的速度——相当于两艘想象中的帆船在一个圆柱形星球的两侧逆风航行。他把这个问题作为脑筋急转弯发在遥控直升机和风筝冲浪论坛上,结果互联网骂他是白痴。

这个想法比那场网络骂战更早。20世纪40年代,密歇根大学的一名学生提出了同样的问题和完全相同的解决方案;该论文于20世纪60年代在道格拉斯飞机公司浮出水面,风洞工程师Andrew Bauer与首席空气动力学家Apollo M.O. Smith打赌一美元,造了一辆小车,据目击者称它曾短暂地跑赢了风。Cavallaro继续推进:他与John Borton、圣何塞州立大学航空航天系合作,并获得Joby Energy和Google的赞助,团队花费一千多个小时建造了Blackbird——高近25英尺,螺旋桨直径17英尺。

质疑者中包括《Make》杂志,它宣称该装置是一场骗局。2010年7月,在El Mirage干涸湖床上,在北美洲陆地帆船协会观察员的见证下,Blackbird多次非正式地超过风速三倍,而经认证的纪录为直接顺风方向上风速的2.8倍。最简洁的证明不需要湖床:当车速等于风速时,车上方的空气是静止的,因此一辆能从快速跑步机上向前走下来的小车,按定义就是在跑赢风。

由车轮驱动螺旋桨:小车成为地面与风之间的杠杆

人人都“知道”风力驱动的车辆在顺风时不可能跑赢风;该设计之所以成功,是因为它把螺旋桨叶片重新诠释为在一个圆柱形星球上逆风航行的两艘帆船。

两个力平衡就能说明问题:车轮以地速付出10马力,而螺旋桨以2马力对抗稀薄的相对迎面风,返回相同的推力。

这一主张是可证伪的,并通过三种独立方式得到检验——论坛辩论、移动地板跑步机,以及有观察员在场、带仪器的NALSA纪录跑。

Bauer在20世纪60年代的证明几乎没能说服任何人,因为文献记录稀少;2010年的团队让演示变得无可辩驳,而这正是这项发明缺失的另一半。

在杠杆臂长的地方获取动力,在杠杆臂短的地方消耗动力。许多“不可能”的结果是记账错误,而非物理错误——在宣布不可能之前,先把力平衡写下来。

曾称Blackbird是骗局的《Make》杂志,在其出版人观看了纪录跑之后,邀请团队撰写一篇后续文章。经NALSA认证的2.8倍风速纪录赋予了这辆小车地位,不过作者指出读者中的争论仍在继续。这一结果也回溯性地为半个世纪前Bauer在道格拉斯飞机公司那场几乎无文献记录的一美元赌局正了名。

从这里,追溯依据

参考来源

  1. A Long, Strange Trip Downwind Faster Than the Wind WIRED · wired.com ·