在這個週末上映的電影《蝙蝠俠對超人:正義曙光》(Batman v Superman : Dawn of Justice)你看過了嗎?或許對於超人的超能力有約略瞭解的孩子都預期超人馬上就能打敗蝙蝠俠。然而,就算從預告片也能清楚地看到超人打不過蝙蝠俠。

![20160328 Batman NT04P1](//images.contentful.com/15mr7p4rjmth/6hAaUgaB2wQMsOm4WYIC0M/c447e4e67f8ceb86d26cd0c3b157fed1/20160328_Batman_NT04P1.jpg)Warner Bros.

身為一名工程師,我實際上是個蝙蝠俠迷。因此,我很想相信「身著披風的鬥士」(Caped Crusader,指蝙蝠俠)最終會打敗「氪星人」(Kryptonian,即超人)。那麼,就讓我們從科技的觀點來看看這場對決以及蝙蝠俠策動攻擊計劃所使用的工程技術——一切都來自韋恩企業(Wayne Enterprises)。

擘畫蝙蝠俠的策略

在漫畫中,超人經過幾次格鬥後,Clark Kent的超能力會變弱。而且,Bruce Wayne還可以利用超人的另一項重要弱點,超人需要太陽能供電,以及在接觸氪石時會逐漸失去超能力成為平凡人。

由於蝙蝠俠必須在夜間戰鬥,而超人在夜間作戰可能會消耗大量的太陽能與力量。或者在閃避幾次超人的攻擊後,超人的超能力逐漸減弱,蝙蝠俠就可以輕鬆進行攻擊。如果再加上氪石還會加速這一過程。

因此,問題就變成:超人的鈦合金之軀何時易於攻破?相反地:蝙蝠俠的戰備有多大的能耐可承受超人的鈦合金之軀?因為事實是:「黑暗騎士」(The Dark Night)必須採取猛烈攻擊,最終才能削弱「鋼鐵英雄」(The Man of Steel)。

蝙蝠俠的臂鎧設計

蝙蝠俠的臂鎧十分鋒利且堅固,足以在刀戰中百折不摧。利用臂鎧尖銳點以及嵌於其上的蝙蝠鏢,讓蝙蝠俠能致命地殲滅敵人。

為了確保我最喜歡的超級英雄打敗氪星之子,我想瞭解這種臂鎧能夠承受多大的力量,因此,我使用SolidWorks Simulation軟體進行分析。針對材料部份,我從經過處理的鈦合金開始——這種鈦合金是SolidWorks工具庫中所提供最強大的材料之一。

這種臂鎧必須具有足夠的鋼性,解算器才不至於發生運作不穩定的情況,但又必須夠靈活,才足以表現出較人性化的前臂曲線。在決定採用什麼才最有意義時,我同時也利用了模擬軟體進行快速運算時間與比較工具。尤其,找到正確的限制才是最困難的。

我很快地地比較了幾種不同限制類型的動作,同時,在進行幾項測試後,我覺得更有信心能利用我最後的設計決定打敗超人。針對這些限制,我讓開孔位置固定,以免臂鎧及其內面膨脹或收縮,同時,也能讓我順利測量施加在蝙蝠俠手臂上的力量或壓力以及可承受多大的力道。

我已經嗅到蝙蝠俠勝利的味道了。

針對力度,我從臂鎧刀片末端施加100磅外力開始測量與模擬。在設定安全因素以及迅速執行數學運算後,我發現最大力度約有1,360磅,再次進行模擬後的結果如圖所示。

![20160328 Batman NT04P2](//images.contentful.com/15mr7p4rjmth/5qOsEuZfA4uOgQ4wMYw6sg/91db17678719be8dcce312149e876cf1/20160328_Batman_NT04P2.jpg)以SolidWorks模擬蝙蝠俠臂鎧的設計模型來源:SolidWorks

考慮採用Kevlar/碳纖維複合材料

如果我能設計出最棒的蝙蝠俠戰甲,那麼當然不會僅止於鈦合金。韋恩企業會考慮使用的另一種材料就是碳纖維/克維拉(Kevlar)複合材料。SolidWorks並未提供這種材料類型的標準資料,但我從線上材料資訊網MatWeb找到了這種材料的數據表。

在輸入材料數據進行有限元素分析(FEA)時,模擬提供了豐富的色彩編碼,因而就能知道使用某種材料需要輸入什麼。根據模擬結果進行極限拉力強度分析與數學運算後,1,360磅的負載當然遠低於突破點,碳纖維複合材料可承受的力量高達5,750磅。

蝙蝠俠需要金剛狼的金屬骨架

我發現用Kevlar和碳纖維打造的臂鎧可承受極大的攻擊力量,因此蝙蝠俠在與超人格鬥時就能儘早攻擊。然而,假定蝙蝠俠的手擘可以承受任何反作用力是相當危險的想法。畢竟這只是超人的身驅或蝙蝠俠的骨骼誰先受傷罷了。因此,讓我們透過模擬確定蝙蝠俠手臂上的反作用力能夠儘量讓他保持在最佳狀態。

這其實很簡單,透過模擬軟體可自動計算結果。只需在清單中選擇反作用力,標示限制的點、邊緣或面即可。在選擇臂鎧內面時,我發現有3個方向的反作用力。軸向可承受2,700磅,向下則可能傷及骨頭,約承重1,876磅。以臂鎧總面積約29平方英吋可承受外力來看,蝙蝠俠的前臂必須承受54,000磅的壓力。這已經遠超過一般人的極限了。

![20160328 Batman NT04P3](//images.contentful.com/15mr7p4rjmth/3KwKRtlcrCeEsIGoeSGcOk/669508f5c889a1a2a34f22869e96a53e/20160328_Batman_NT04P3.jpg)蝙蝠俠的臂鎧承受5,750磅外力時開始發生位移來源:SolidWorks

最後的計劃

利用當今的技術,我們能夠提供蝙蝠俠一個可打敗超人的策略。他可以選擇冒著讓手臂受傷的風險儘早開始戰鬥,或是冒著生命的危險,等超人的超能力消失變成一般人時再出手攻擊。

無論如何,等你到戲院看過這部電影後,誰輸誰贏即見分曉。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Batman v Superman – Scientifically Speaking, Who Would Win?,by Shivani Patel,3D列印服務供應商GoEngineer應用工程師兼認證講師)