钢铁侠的战甲真实存在吗(钢铁侠有可能被制造出来吗)

2008年上映的《钢铁侠》不仅挽救了濒临破产的漫威影业，也让在漫威漫画原著中“处境尴尬”的“钢铁侠”IP大放异彩，首次亮相于影视荧幕中的“钢铁侠”成功的开启了长达十二年的“漫威电影宇宙”打造之旅，将漫威重新带回了巅峰时期。
为了这背水一战，漫威大刀阔斧的重塑了钢铁侠的整个形象，摒除了原本一切的负面设定，几乎重建出了一个完美的“超级英雄”形象，甚至是他那引以为傲的“马克战甲”也被做了极限的优化，使之更符合现代的审美观念。

在影片的诸多细节之中，漫威别具匠心的刻画了马克战甲的每一个细节，甚至是一个微小的零部件也不放过，在《钢铁侠1》中我们看到的那份马克1的设计构造图，实际上是真实存在的，还借鉴了一定的科学原理，使之更加的“合理”。
再搭配细致入微的“近景细节特写“，在“旋绕式拍摄手法”下，将马克战甲的淋漓尽致的展现在影迷们的眼前，相比于其他机甲类科幻片来说，漫威在细节展示上可谓是做到了极致，甚至让我们一度产生了这是一部“科学记录片”的错觉，完美的消除了我们对于马克战甲的一切猜忌和吐槽。

而马克战甲也成为了我们无数“大男孩”们内心中最向往的一套装备了，那么在现实世界之中，马克战甲能否真的被制造出来吗？
一、材料上的抉择
在本质上，马克战甲系列属于“可穿戴式全覆盖外骨骼战甲”，除了基础的外臂支撑外，更重要的是装甲的防护，使得托尼可以“以凡人之躯比肩神灵”，这就需要战甲的制作材料必须具有相当高的强度。

单纯高强度的材料实际上并不难找，在现实世界中，强度高的合金比比皆是。要实现《钢铁侠1》中托尼打造的马克1号战甲的制作不难，毕竟在影片中，托尼受困于“十诫帮”的山洞之中，所用的材料也都是就地取材的导弹外壳，也就是镁铝合金。
但在马克2号原型机的实验中，托尼就曾展示了一个非常值得注意的问题，虽然强度足够了，但高强度的合金材料大多比重很高，在保证战甲防御力足够的情况下，最后所制造出来的战甲将非常的厚重，一方面驱动起来不灵活，另一方面增加了耗能。稍不注意就有可能像托尼那样，穿着马克2号战甲直接压穿了两层楼板，活脱脱的一个大坦克。

所以托尼之后在马克3上做了改良，将材料换成了强度更高，质量更轻的“金钛合金”，也就是99%的纯金，外加1%的钛，在理论上熔点高达1660℃。但实际上这种材料在现实世界中根本不存在，纯金的惰性虽然最好，但质地却非常软，而且比重极高，即使是和钛制成合金之后，其比重也远远高于“镁铝合金”。
根据马克战甲的用途来看，它不仅要能够承受子弹枪炮的攻击，而又必须兼顾飞行重量负荷的考虑，同时高温和低温环境下也要稳定存在。即使是目前的航天航空材料，也难以达标。根据相关资料查阅可发现：常规的火箭外壳一般采用的是钛合金、铝合金和其它稀有金属合金复合而成特殊材料，但是这些材料都极容易导热，虽然能够满足飞行时应力曲张，但额无法承受军事武器的打击。

纵观整个漫威电影宇宙，托尼身着马克战甲参加过无数次的战斗，无论是被炮击，还是被行星砸，马克战甲都未曾出现过任何一次的受压变形，很显然这种强度的材料在现实之中根本不存在，至少也是目前科技难以企及的高度。
二、机械传动——灵便性的考虑
马克战甲的设计初衷虽然一定程度上借鉴了欧洲中实际的盔甲原型，但其本质上也发生了较大的改动，作为“外骨骼装备”中的一员，在防护的基础上，还得提供一定的外部支撑和辅助，在内部动力的驱动下，实现人机联动。
那么由此而来，对于马克战甲的机械传动就有了很高的要求，它必须能够匹配人类的行动习惯。托尼在《钢铁侠1》第一次试验马克2原型的时候还导入了自己的步行习惯，而之后的马克系列，不仅能够让托尼轻松的实现各式各样近身格斗技巧，还能跳舞，甚至是和小辣椒“秀恩爱”。可见马克战甲在传动上的灵活。

它几乎能够完成人类可以完成的绝大部分动作，就目前的机械传动来看，显然还没办法做到如此的细致和灵活，若是单独的“外骨骼”设备，这很容易办到，在现实世界之中，早已普及，很多辅助类的“外骨骼义肢”都能办到，
但如果换成是完全覆盖包裹的全套机械战甲，就难以实现了。在很多的“仿人类机器人”展示中，我们应该都看的出，目前的机械传动技术还不足以让机器人实现毫无违和感的人类行为。无论怎样“掩饰”，其中都能看出一定的“机械感”，就类似于机器舞的那种。

而《钢铁侠1》中马克1号的造型实际上就是现代机器水平的缩影，虽然在外形上，可以做到极度的还原，甚至利用橡胶实现人造皮肤，但也无法呈现人类各个关节处的那种灵敏度。据资料可见，人类全身共有78个关节，每个关节的旋转角度大致在30°-90°之间，膝关节和肘关节更是分别达到了145°和140°。
若是仅仅还原一两个关节，恐怕还不是太难，但要重现人体的全部关节，那么依现在的科学技术水平几乎是不可能的，更何况马克战甲还是可穿戴式的，并没有足够的空间让你容纳机械骨骼和传动轴。

在影片中，托尼制造马克2号左腿战甲的片段中来看，采用的是液压传动和齿轮结构，这种方式仅仅只能实现一个上下纵向上的偏转允许，而无法提供踝关节的横向15°的屈转。同理，这样的问题还会出现在类似于指关节、股关节等一些更为灵活的部位。
由此可见，光是机械传动上，我们就难以实现影片中马克战甲那“如使臂指”的灵便性。
三、能源供应——效率比的权衡
任何机器都离开能源的驱动，在现实之中常见的驱动方式有三种，分别为：燃料驱动；电力驱动；以及核动力驱动。
1、燃料驱动：
这是目前最为普及和常见的一种驱动供能方式，它的优点在于供能的稳定，以及携带足够的固体高能燃料可以支持较长时间的运转，但燃料驱动所需要的内燃机体积较大，且伴有热能损失，以及废气、废水的排出。
目前世界上的所有航空航天飞行器都是使用的燃料驱动方式，一方面是为了续航和补充上的方便，另一方面主要是燃料驱动不受环境的影响，喷射式发动机可以适应高空以及无氧的太空环境，而电能驱动显然无法满足。

马克战甲除了强大的科技功能之外，最主要的还是其自由的飞行功能，从《钢铁侠3》中马克42号战甲从纽约飞到俄罗斯的航程来看，燃料驱动显然满足不了这种超远距离的飞行，毕竟即使是航空燃料，这也需要极为可观的燃料储备才能达成。
2、电能驱动：
电能驱动是将电能直接转化为动能的一种方式，在转化效率上来说，他无疑是最高的，但电能的储备却受电池技术的限制，难以克服续航能力上的弊端，而且电能的补充也没法像燃料那样便捷，即使是超快充技术，也需要一定的限定条件和时间。
而且马克战甲的飞行对于能量的需求是非常巨大的，消耗的速度也是相当的可观，以目前的锂电池溶剂比来换算，那将会是非常大的一个体积，对于马克战甲这种可穿戴式单兵装备，显然是不现实的。甚至是应用在猎鹰的装备上，都难以实现。

还有一个很大的问题就是马克战甲在影片中采用的是类似于喷气式发动装置，使用电能根本没法转换，就目前而言，在航天航空领域，电力驱动还停留在“螺旋桨发动机”上，比如：无人机。很显然这种驱动方式在爆发力上没有喷气式发动机那般强大。
3、核能驱动：
要论驱动能力，在三种驱动方式中，显然是核能最强，《钢铁侠》中托尼给马克战甲系列供能的正是一种“微型方舟反应堆”，利用“钯元素”的放射性制造而出的一种核能装置。

不过很可惜的是，在现实中，“钯元素”并不具备放射性。通常我们所看到的核动力航母，核弹，或者是核电站，用的都是‘铀235’及其衍生物，这种物质在自然界中是天然存在，具有很高的放射性，而且很不稳定。
（备注：铀233、铀235 铀238,和钚239是能发生核裂变的核燃料；氘和氚等能发生核聚变的核燃料）

在影片中托尼打造“微型反应堆”的时候，曾表述过它的供能效率，高达每秒30亿焦耳的电能，这是怎样的一个概念呢？拿我们熟知的三峡水坝为例，它一年发电量约为1000亿度，1度电是360万焦耳，30亿焦耳约等于833度，一年也就是约等于262亿度。这就等于一个微型反应堆一年所能产生的电能，等于整个三峡发电组总效率的26%。
实属恐怖，你想想，一个三峡仅仅能供应三套钢铁侠的马克战甲是什么概念！而且据相关可靠的资料可查，目前世界上稳定可控的“微堆”也有电饭锅那么大，受“热核反应”的限制，无法再进行体积上的压缩，即使我们在现实世界中还原出马克战甲，那也是一个背着巨大“包裹”的驼背型。
（补充：影片中的“冷核反应堆”目前根本不存在）
四、机械构造的难题——缓冲机制
在现实世界中，所有的飞行器都会面临一个问题，那就是缓冲能力和驾驶员承受能力的考虑，我们日常熟知的一些飞行器，一般超音速飞行，仅仅只有2-4倍的重力加速度，并不是我们造不出加速能力更强的机型，主要是因为受制于材料强度，缓冲能力两方面因素。

一般情况下，普通人类的身体构造仅仅只能承受住六倍以下的重力加速度，即使是经受过专业训练的飞行员和宇航员，最高也就能在10倍左右的加速度下，勉强保持清醒状态，当加速度超过这个速度之后，就可能对人体的内脏造成一定的伤害。
然而在《复仇者联盟3》中，托尼为了追赶上乌木喉驾驶的“甜甜圈”飞船，命令“星期五”将速度加到了极限，当托尼追上非常的时候，很明显已经处于大气层的边缘位置了，甚至有可能已经冲出了大气层，根据“宇宙第二速度”（逃逸速度：11.2km/s）我们可以推测托尼在瞬间的加速度远超10G水平。（托尼是在瞬间将速度调至了最大）

不仅如此，在《钢铁侠1》中，托尼突然被美式M1A1主战型坦克直接命中，然后从高处坠落，经受了两次的巨大冲击。要知道美式M1A1主战型坦克搭载的可是125mm滑膛炮，是世界上坦克之中主炮口径最大的一种型号，被直接命中瞬间所能产生的冲击力可以达到几十G之多。
能在如此巨大的冲击力下，托尼幸存下来，并且毫发无伤，几乎是不可能的。若是不考虑体积上的限制，利用巨大的缓冲装置，或许可能达到这种吸能缓冲效果，但在类似于马克战甲这样一种“单兵装备”上，这完全是天方夜谭，至少以目前的科技无法实现如此高效的吸能缓冲装置。

而且从影片中托尼战后脱战甲的情形来看，虽然战甲发生了一定程度的变形，但本体却没有受到任何的影响。可见马克战甲在材质和缓冲吸能上优越性。
（备注BUG点：马克3号没能完全防御住子弹的设计，留下了一个一个明显的小孔洞，但却防住了M1A1主战坦克的炮弹，而且很有可能还是一颗穿甲弹。直接命中爆炸，并没有跳弹）
五、人工智能——战甲的灵魂
通过影片中诸多细节的展示，我们不难发现，马克战甲并非是一个简单的防御型“龟壳”，它还搭载了许许多多形式各异的辅助功能，并且战甲内部除了手部的两个喷射控制器之外，并无任何的操纵设施，诸多的功能都完全是在“人工智能”系统的统一调配下协同运作。

也就类似于我们现实世界中控制机械所用的编程编码，它是除硬件之外的机械“灵魂”。在《钢铁侠2》中汉默工业为了争夺军火市场，也想打造出自己的“可穿戴式战甲”，除去构造设计上的不足之外，软件系统上也极为匮乏，也正是因为系统的崩溃，才导致了战甲扭转过度，损伤了内部的驾驶员。
而且托尼的马克战甲所搭载的人工智能可不仅仅局限于简单指令发出和协调，还可以实现情报收集、战甲姿态调整、数据分析处理、个性化需求匹配等等，诸多功能，甚至是托尼的其他辅助性远程支援装备也完全受“贾维斯”的调控，效率和功用极高。

然而在现实世界中，以目前的科学水平还难以打造出如此高智能化的系统软件，若是没有“人工智能”的辅助，我们想要打造马克战甲，无疑又会增加一项大难题，那就是如何对马克战甲进行指令输入和执行。若是觉得难以理解，不妨可以查看一下民航飞机的驾驶舱，要知道论复杂程度，民航飞机可远远不及马克战甲。
当然，我们上述讨论的还仅仅只是基础版的马克战甲，而之后更多的升级版，以目前的科技水平就更难以实现了。就比如：马克7的手提箱便携式战甲；马克24的动态捕捉穿戴式战甲；马克42的分组式远程支援拼装战甲；马克50的纳米战甲；以及马克85的悬浮式外设战甲。

不过，科学发展是迅速的，现在不可能并不代表着未来也同样不行，虽然钢铁侠的马克战甲是科幻的产物，但从以往的经验来看，科幻的构想往往为科学研究提供了宝贵的灵感和方向。相信或许在不久的将来，人工智能 和 类人机器人 便可以遍布大街小巷之中。

文：雨打屁屁痒
图：源自于网络（侵权请联删）
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