[科普中国]-钢铁侠的第一套盔甲：浅谈MK1中的黑科技

在《钢铁侠1》中，主角托尼·斯达克（即钢铁侠）在观看自己最新研制的武器试验成果的归途中被恐怖分子袭击，炮弹碎片击中他的心脏。当他再次醒来，发现自己正被劫持在一个荒凉的山洞里，伊森博士制作的一个主要由汽车电磁铁组成的装置，正吸住炮弹碎片来维持托尼的生命。托尼被恐怖分子威胁在山洞里制作出由他研发的Jericho missile（杰里科导弹）。在万般考量后，托尼假借做导弹的名义开始研制他的第一套战甲，即MK1（马克1号）。

能源装置——方舟反应炉（别名：电弧反应炉）

钢铁侠的胸口有一个标志性的小型“方舟反应炉”。在电影中，它不仅维持着托尼斯达克的生命，还是钢铁侠盔甲的动力来源。那么在生活中，最接近方舟反应炉的装置是什么呢？

从在电影中，钢铁侠利用从导弹中取出的1.6g储氢金属钯（常温下，1体积海绵钯可吸收900体积氢气，1体积胶体钯可吸收1200体积氢气）来制作最原始的微型电弧震荡反应器来看，它的原理应当类似于冷核聚变。冷核聚变是指在接近常温常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应，是人类提出的相对于热核聚变的一个概念，目前并未实现，且存在很大争议。

而在现实中，这个方舟反应炉装置的结构最类似于托卡马克。托卡马克是一种环形装置，能够利用磁约束来实现受控核聚变。但是电影与实际不符的是，托卡马克实现的是受控热核聚变，这就意味着使用托卡马克实现核聚变，需要将等离子体加热到非常高的温度（国际热核实验堆装置的加热功率为73~130MW）。这么“滚烫”的装置竟然要镶嵌在钢铁侠的胸口中，在目前的现实中是不可能的。

攻击装置

在最原始的MK1中，我们能看到的盔甲攻击装置主要由两个。一个是左手臂上的导弹，一个是双臂下的火焰喷射器。

MK1的左手臂上填装有微型导弹，它的原始材料来自电影中托尼斯达克研制的Jericho导弹的原材料。在电影中，托尼手动发射这枚微型导弹，并未实现精准打击。鉴于在制导过程中，托尼并未使用导弹以外的设备进行配合，我们可以推测，在这件最原始的铠甲上，托尼使用的微型导弹是近程导弹，其制导方式是惯性制导。惯性制导最大的缺点是打击精度不高，从他最终没有射中恐怖分子头目也可以看出。这可能是由于山洞中环境恶劣而资源有限，惯性仪表的精度较低，系统误差较高。

而实际上现实中的杰里科导弹（Jericho-2）为远程导弹，由以色列制造，其制导系统也为惯性制导，但现实中的杰里科导弹（Jericho-2）再入大气层飞行器还带有雷达成像终端制导系统，命中精度较高。具有在多个目标中进行选择性打击的能力。电影中作为斯达克工业王牌出现的杰里科导弹与其极为相似。

而MK1双臂上的火焰喷射器恐怕是整个盔甲上应用的最简单的技术装置了。在之后钢铁侠的系列盔甲中，火焰喷射器这一攻击设备也再也没有出现。MK1上装备的火焰喷射器的燃料储罐装在盔甲背部，压缩气瓶中的气体推动燃料向外喷射，由钢铁侠手动控制点燃，形成射程为15m左右的火焰，用于攻击恐怖分子和销毁恐怖分子囤积的武器。

在电影中，托尼曾向恐怖分子要求“乙炔或丙烷喷灯”作为焊接设备，我们可以推测火焰喷射器的喷管、喷嘴甚至燃料都来自于此。但是鉴于气体燃料相较于液体燃料附着性不高，且容易受到风向等外界条件影响，而影片中在恐怖分子身上以及被毁武器上的火焰都极难扑灭，火焰附着性极强，MK1中火焰喷射器使用的燃料应当为液体燃料。

飞行装置

在讨论MK1的攻击装置时，我们浅谈了导弹的制导系统。实际上，导弹主要是由战斗部（弹头）、弹体结构系统、动力装置推进系统和制导系统等4部分组成的。在电影中，由托尼制造盔甲的原料来自于Jericho导弹的原料，我们可以推测，MK1使用的飞行装置应该来源于导弹的动力装置。而漫威官网上给出的信息显示：“马克I号装甲没有气动控制其飞行，机甲底部装备了喷气靴，飞行动力从杰里科导弹的推进系统中提取固态火箭燃料来提供。”我们可以知道导弹中的动力装置为固体火箭发动机。盔甲中的飞行装置便是利用导弹中的固体火箭燃料，将化学能转化为热能，在经由喷气靴，热能转变为动能，燃烧产物高速从喷管排出，从而产生推力维持飞行。简单地说，MK1的飞行装置是一个非常粗糙的气压装置。由于设计问题和能源问题，钢铁侠穿上MK1后基本只能进行简单的跳跃动作，影片中，托尼在最终进行一次超高高度飞行后，飞行装置便迅速失效，钢铁侠从高空坠落。

其实在观看刺激的科幻影片的之后，如果我们认真思考其中的细节，并对相关知识进行分析和查阅，也能从中学到不少科学知识。即便科幻作品中有很多夸大和虚构的成分，但是只要我们愿意寻找它在现实中的科技原型，并加以丰富的想象力，或许科幻作品中的畅想，就能在某一天成为现实。