精华区·有关PS装甲的物理原理探讨

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　种子与命运〖版主：老欤于世(Zeek) | 宅女郡主斑鸠(ZD54920) 〗


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作者	主题：有关PS装甲的物理原理探讨

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所　属：吉恩等　级：中尉帖　数：1589 ＥＸＰ：746

发表时间：2006/4/20 22:47:31

拖很久的文章，由于理论知识的限制只写了有限的解释，不想烂尾，所以补了下后面发出来。

　　PS装甲，全称Phase Shift Armor，即相转移装甲。这种装甲由于其对实弹武器近乎于无敌的防御能力，使得搭载了它的兵器成为CE纪元中极具有战斗力的存在，而从另一个方面，也反应了CE世界纳米技术的高超。

　　有关PS装甲的原理。相关的资料与说法相信也有不少。笔者只是结合已有资料和所学的物理知识给出一些解释，希望能对各位更好的认识CE世界的科技观有所帮助。Phase，即我们所说的相，其实是一种纳米级别的单位，有关相变材料的技术在现实中有很多应用，一般的相变材料能够通过温度、光照等客观条件的影响而改变其存在方式，从透明体转化为类似于金属的物质。PS装甲就是由无数这样的相所组成的，相可以通过自身的变动来缓冲机械能的冲量，将之化解——这种缓冲其实是通过主观的阻尼振动实现的，其情况有些类似于掉入水中的物理的动能被水所吸收。

　　由于液体的可动性很大，所以水分子能通过大范围的自我位置的变化来吸收冲击体的力，将之转化为自己的动能，并以水体波动的形式将能量传递出去。但是装甲不是液体，它要起到保护内部结构的作用，这就决定了相转移装甲不能象水那样“柔顺”，而是以有限的振动来实现对冲击力的缓冲。

　　达到这个控制目的的是电能。我们都知道，相转移装甲的耗电量大得惊人，装备了它的机体若不是核动力没一会就会能量告急。而根据相转移装甲会表现出不同颜色（该原理稍后将会讨论）的情况可以知道，相转移装甲的状态在开启后大体的状态是不会变化的，也就是一直处于一个自身振动从而能够接受振动的状态。

　　那么这种状态实现缓解冲击的方法，就是利用连续的振动，将受到的机械能传导出去。

　　首先，能量与能量叠加的结果不可能是能量消失，根据能量守衡定律，消耗的能量与攻击的能量唯一可能的去处就是转化为附近区域内装甲的振动机械能了。之前提到过由于机体的颜色并不会改变，说明相在振动频率上基本不会改变，那么接受能量的可能方式就是增加相的振幅，然后再通过阻尼振动将这部分多出来的振幅所具备的能量以热量的方式散播开去。在宏观上几乎没有明显的征兆，因为每个相所改变的幅度是相当小的，但涉及到装甲整体相的数量十分庞大，于是能够接受的机械能也就相当多了。

　　那么这种从弹片的能量到振幅的转变是如何实现的呢？对此由于资料的缺乏，笔者只是提出一种可能的理论模型，目的在于能够最合理的解释PS装甲的运作原理。相可以振动，那么就可以被看作一个振子，而一个振动系统还需要具备固定振子的弹簧——考虑到PS装甲在防御时是靠大量的相振动来转移能量，这种弹簧在整个装甲间必然起到了连接多个相的作用。而另一方面，依靠电能弹簧可以使得振子不断的进行往复振动。这个过程是为了保证在接受到能量后，相可以在第一时间做出反应，即增加原有的振动幅度，这个过程是个主动迎接的过程，有些类似于篮球运动员在接传球时把手伸出然后收回来缓解球的动量，只是区别是，振动使得篮球运动员这个“伸手”的过程成了大密度的接应点，保证了在任何时刻都可以顺利接应到达的能量。而电能实现整个振动过程的方式，很可能是通过生成一个高频率的交变电磁场，以有形或无形的“弹簧”来操作振子振动。

　　基于这个理论，可以做出以下推测：高周波武器如果频率超过PS装甲的相频率，那么就可以破坏PS装甲；高动能高质量的物体能够使得PS装甲的相不能及时接受并转换能量，从而造成破坏——典型的例子就是在漫画ASTRAY R中，红色机的巨型菊一文字切开了ZGMF-X11a的PS装甲。

　　有关PS装甲的变色，涉及到量子层面光的反射原理的问题。限于专业知识笔者无法做出更为详尽的阐述。但有关黑白物体在振动后就能反射出不同颜色的彩色光的现象，各位可以拿一个黑白相间的陀螺做做实验：）

[被 使徒╳╳(xxxa) 于2006-4-20 22:54:14修改]

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　小Ｚ　
(zerosyt)

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发表时间：2006/4/20 23:03:25

高周波武器如果频率超过PS装甲的相频率，那么就可以破坏PS装甲；高动能高质量的物体能够使得PS装甲的相不能及时接受并转换能量，从而造成破坏——典型的例子就是在漫画ASTRAY R中，红色机的巨型菊一文字切开了ZGMF-X11a的PS装甲。

还有一个我一直想不通的问题，发生共振会怎样？
理论上讲应该是PS装甲有极大可能会破碎？

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(xxxa)

所　属：吉恩
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ＥＸＰ：746

发表时间：2006/4/21 8:44:40

共振的原理是二者的波峰和波谷重合, 能量以最大效率传递, 也就是说高周波武器的动能都全部传给PS装甲, 理论上讲对PS装甲的损伤当然会很大
下图能说明共振情况下造成的伤害值应是最大的, 当然这两者本身重叠的几率并不大

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Isofile
(Isofile)

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发表时间：2006/4/25 13:35:56

根据师徒大的理论，波形一变，也就没有共振了（？）就算是共振，只能说PS装甲所要传递出去的能量值达到最大吧……

另：又听说，PS装甲的防御能力是和它的颜色成正比的：颜色越深防御能力越高，红色为最高，白色为最低……但也只是听说……

[被 Isofile(Isofile) 于2006-4-25 13:37:03修改]
[被 Isofile(Isofile) 于2006-4-25 13:49:31修改]

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(xxxa)

所　属：吉恩
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发表时间：2006/4/25 13:45:14

是频率变了共振消失
共振只是种偶尔出现的现象,传递的能量并不是PS装甲传递出去的能量, 而是攻击物体传递给PS装甲的能量

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厉烁哲
(lsz2122455)

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发表时间：2006/4/26 14:10:29

下面引用Isofile（Isofile）在2006-4-25 13:35:56发表的内容：
根据师徒大的理论，波形一变，也就没有共振了（？）就算是共振，只能说PS装甲所要传递出去的能量值达到最大吧……

另：又听说，PS装甲的防御能力是和它的颜色成正比的：颜色越深防御能力越高，红色为最高，白色为最低……但也只是听说……

那阿斯兰的几台座机几乎变态

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　小Ｚ　
(zerosyt)

所　属：奥古
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发表时间：2006/4/26 18:27:44

下面引用使徒╳╳（xxxa）在2006-4-25 13:45:14发表的内容：
是频率变了共振消失
共振只是种偶尔出现的现象,传递的能量并不是PS装甲传递出去的能量, 而是攻击物体传递给PS装甲的能量

PS装甲的固有频率是固定的，我觉得专门开发一样频率的高周波武器，产生共振，这样破坏PS装甲的效率会很高。

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另，在置顶仔细搜了一遍，加上此文，更加怀疑PS装甲究竟是用什么做的
单一金属应该不可能，金属疲劳是客观存在的
塑料更加不可能，物理上无法达到该有的硬度
合金由于彼此的固有频率不同，根据PS装甲工作的原理，要使合金成分找到一个合适的频率折中点虽然可行，但难度不小
而金属与非金属混在一起的话我觉得就不可思议了，参见现代战机的材料构成与强度
如有错误观点敬请指出

[被 Zeek´Lin(Zeek) 于2006-7-11 1:55:08修改]

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(xxxa)

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发表时间：2006/4/26 19:16:00

下面引用扣肉FANS（zerosyt）在2006-4-26 18:36:50发表的内容：
另，在置顶仔细搜了一遍，加上此文，更加怀疑PS装甲究竟是用什么做的
单一金属应该不可能，金属疲劳是客观存在的
塑料更加不可能，物理上无法达到该有的硬度
合金由于彼此的固有频率不同，根据PS装甲工作的原理，要使合金成分找到一个合适的频率折中点虽然可行，但难度不小
而金属与非金属混在一起的话我觉得就不可思议了，参见现代战机的材料构成与强度
如有错误观点敬请指出

（由于侧重点不一样，就不修改上一贴了）

纳米合成材料, 平时相之间的连接键类似于金属键, 按照我所假设的模型, 发动后依靠人工电场对这些连接键
在这种材料中没有严格的金属与非金属的区别, 相本身可以表现的物理形态象金属粒子, 也可以不具备金属的性质

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悪魔が見捨てし仔の屍骸
(smvl)

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发表时间：2006/4/26 19:18:44

下面引用波音7E7（lsz2122455）在2006-4-26 14:10:29发表的内容：

那阿斯兰的几台座机几乎变态

因为比较侧重于近距离战

而且事实上
在使用机会不算太大的情况下，使用红色反而更浪费能源

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华丽分割线
(cuijiagan)

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发表时间：2006/4/26 21:12:14

不过，话说回来，为什么阿斯兰的座机PS装甲都是红的呢？看起来，他的MS格斗技巧未必就比基拉强（小声说），而且自由作为核动力机，干吗不把PS装甲弄得强些呢？

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莉莉絲高機動型
(rx_110_gabthley)

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发表时间：2006/4/26 21:23:53

下面引用我就是那华丽的休止符（cuijiagan）在2006-4-26 21:12:14发表的内容：
不过，话说回来，为什么阿斯兰的座机PS装甲都是红的呢？看起来，他的MS格斗技巧未必就比基拉强（小声说），而且自由作为核动力机，干吗不把PS装甲弄得强些呢？

1 从来就没有哪一机是专门为了配合阿斯兰的格斗技巧设计的
2 论机体的格斗能力阿斯兰的四机都比基拉的座机强。设定里就写明了的“格斗重视”
3 核能也不是无限的，Freedom身上的五彩大炮耗能很大，PS装甲强度太大的也是有可能会使能源枯竭的。

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青空のナミダ
(vipzhang)

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发表时间：2006/4/27 6:08:12

关于这个穿甲弹和PS装甲的问题，PS能否防的住，希望LZ论证啊！

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(xxxa)

所　属：吉恩
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发表时间：2006/4/27 7:51:48

PS装甲对于一般实体武器的攻击防御力接近于无限
普通的穿甲弹自然也无法伤害到PS装甲

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(cuijiagan)

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发表时间：2006/4/27 10:38:35

如果大家留心观察木匠用气钉枪往木板中打钢钉的过程，就会发现：随着木匠师傅们的操作，钢钉一颗颗齐根没入了厚厚的木板中。大家可能会奇怪，钢钉怎么就轻易地打进木板里面了呢？这主要是由于气钉枪给了钢钉很大的初速和动能，凭借着高速和强大的动能，钢钉钻进木板里面就非常容易了。穿甲弹的穿甲原理和钢钉穿透木板的原理是一样的。

穿甲弹素以强拱硬钻而著称，也就是俗话说的硬碰硬。它主要靠弹丸命中目标时的大动能和本身的高强度击穿钢甲。俗话说，“打铁先得自身硬”。要击穿目标的装甲，没有一副硬朗的身子骨是不行的。因此，穿甲弹的弹丸，都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。穿甲弹个个都长着非常坚硬的脑袋壳（即弹头），是坦克、装甲车辆的死对头。当然，对付混凝土工事，它也照样当仁不让。发射时，穿甲弹丸在膛内高温高压气体作用下，一触及目标，就会把钢甲表面打个凹坑，并且将凹坑底面的钢甲像冲塞子一样给顶出去。这时候，弹丸头部虽然已经破裂，而弹体在强大惯性力的冲击下，仍会继续前冲。当撞击力达到一定数值时，引信被触发点燃，就引起了弹丸装药的爆炸。这时，在每平方厘米面积上，可产生数十吨至数百吨的高压，从而杀伤坦克内的乘员、破坏武器装备。

现在我们知道，穿甲弹的穿透能力主要来源于弹丸运动时的动能。而要增大弹丸击中目标时的动能，就必须提高弹丸的速度。我们现在使用的穿甲弹，除了用长管火炮发射外，还都将弹体做成流线型或长杆形，就是我们常说的脱壳超速穿甲弹。因为脱壳超速穿甲弹的弹丸形状像支长箭，所以，还有人称它为箭形超速穿甲弹。脱壳超速穿甲弹的穿甲本领更强。

（摘自《军事博览报》马庆恒／文）

从两者原理，可以看出，理论上PS装甲是可以防住穿甲弹的。如果不清楚，可以到

http://links.tiexue.net/post_1151053_1.html看看穿甲，破甲杀伤原理，再看看楼主写的PS装甲原理就明白了。

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Isofile
(Isofile)

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发表时间：2006/4/27 14:17:00

我想说：小兰的格斗技能是比KIRA要好……（从小就是。）而且，毕竟是正规训练过的。但，KIRA的战斗能力也不差，只能说，两者的侧重不一样吧。一个是近身战（格斗型），一个是远距离（射击型）。（在军校里也是，Athrun的格斗成绩要稍好一点。）
话说回来，Nicle的BLITZ上不时配有穿甲弹吗？
另外，如果PS装甲采用的是纳米材料，那是不是存在这样的可能：当抵御光束武器时，装甲部分的离子和光束武器部分的离子发生离子间的相互作用，从而消耗了部分由攻击带来的能量（？）

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罪咏
(chb141414)

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发表时间：2006/4/27 15:05:55

楼主的理论很全面了,但照这个理论为什么PS装甲对光束类武器的差那么多呢,如果是吸收了攻击来的能量的话光,束类武器是一种能量体PS装甲的防御力应该比现在看到的更好一点的啊

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(xxxa)

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发表时间：2006/4/27 15:26:19

光束的原理是直接进行离子层面的打击,定向的光束粒子在接触到装甲的瞬间将自身的内能传递给组成装甲的分子, 从而转化为装甲的内能，使得装甲温度升高而熔化,在这个过程中PHASE无法起到作用,因为它本身的结构比光束离子高一个数量级,不能对小于自己体积很多的粒子的冲击做出相应的反应, 也可以理解为物理攻击时, 大量的相共同分解了攻击的能量, 而光束攻击时, 则是单个的相被大量的粒子加热破坏

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Isofile
(Isofile)

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发表时间：2006/4/29 18:18:06

楼主的意思是说：光束攻击时，由于攻击力比较集中，能量比较高，因此就像穿甲弹那样，破坏了PS装甲（？）

可以这样理解吗？

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杂兵舰舰长
(nimocz)

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发表时间：2006/4/29 18:26:43

想问一下LZ，SEED最后一集草藜和永恒对创世纪齐射，从画面上看似乎分毫不伤。因该怎样解释？

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　小Ｚ　
(zerosyt)

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ＥＸＰ：7334

发表时间：2006/4/29 18:42:43

下面引用罪咏（chb141414）在2006-4-27 15:05:55发表的内容：
楼主的理论很全面了,但照这个理论为什么PS装甲对光束类武器的差那么多呢,如果是吸收了攻击来的能量的话光,束类武器是一种能量体PS装甲的防御力应该比现在看到的更好一点的啊

振动对热能的抵消作用不明显。
机械能并不一定能使分子内能大幅度增加，但是热能则不然
举个很简单的例子，一条金属棒，你敲他一下，它能通过自身震动而恢复原状；如果你用热水去烫他，震动并不能快速把温度降下来——分子的内能已经大大增加了

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悪魔が見捨てし仔の屍骸
(smvl)

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发表时间：2006/4/29 19:31:56

下面引用代号"尼摩船长"的林（nimocz）在2006-4-29 18:26:43发表的内容：
想问一下LZ，SEED最后一集草藜和永恒对创世纪齐射，从画面上看似乎分毫不伤。因该怎样解释？

GENESIS/创世纪

全称Gamma Emission by Nuclear Explosion Stimulate Inducing System（核爆诱导型伽马射线发射器），通过将核裂变产生的伽马射线集中收束后放射的伽马射线雷射炮。本来是用于推动使用了太阳帆的星际太空船，开战后改为战争用途（有着复数的存在），并加装了幻象化粒子系统和PS装甲。伽马射线本身是波长小于0.1纳米的电磁波，并不能被肉眼看到，不过射线上的宇宙灰尘会因伽马射线的高能量而被激化发光。
使用前使用幻象化粒子隐藏着，解除后依靠PS装甲和本身的护壁拥有庞大的防御力。本来PS装甲无法抵御光束武器，但是GENESIS庞大的能量供应不是MS级别可以相比，因此即使阳电子炮也无法打破。
在CE.9.26的第二次Jachin due攻防战，ZAFT使用GENESIS，第一发击破连合40%以上的战力。9.27的第二发，将兼具补给任务的连合第二批攻击部队以及月面托勒密宇宙基地一齐破坏。在第三发瞄准地球的华盛顿、发射在即时，因Justice的自爆而毁灭


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MSL是英文Mobile Suit League的缩写