2017-04-16 03:00:36 更新

概要

艦これの空想科学です。もちろん適当です。


前書き

水上スキー方式でのよくある設定とかを考察できたらいいなと思っていますが、作者は物理とか詳しくありません。
読まれた方の考察とかツッコミとか聞かせていただけたら良いなと思います。
あ、考察してみろ的なものも嬉しいです。(きちんと説明できるとは言ってない)
よろしくお願いします。


艦娘の艦砲



提督「なんとなく色々似非科学的に艦これ考察してみようと思う」


吹雪「なんですか急に……」


提督「いや、色々艦これ二次創作の設定ってあるだろ? そいつをちょっと考察してみようかと」


吹雪「また誰も得しなさそうな」


提督「俺がやりたいからいいの! というわけで最初のお題は吹雪と一緒に『艦娘の艦砲』で行こうと思う」


吹雪「艦砲っていうと、わたしの持ってるこの連装砲とか、戦艦が背負っている艤装の主砲ですよね」


提督「そうそう。で、二次創作でよく見るのが『艦娘の砲は実際の艦と威力が同じ』って設定ね」


吹雪「割りと凄い話ですよね。人型のサイズの武器が何千トンもの排水量の船と同じ威力の武器って」


提督「まぁ砲の威力って何を以って威力が同じとするかが問題ではある」


吹雪「撃った時に敵をどのくらい破壊するかっていうことじゃないんですか?」


提督「武器は目的に応じて何を使うのが高い威力を発揮するかって違うだろ? 榴弾と徹甲弾で同じ砲から撃ち出しても全く違う。装甲艦に榴弾を撃っても表面に損傷を与えるだけだし、逆に大量の小型艦に徹甲弾ではキリがない」


吹雪「確かにそうですね。艦娘の主砲はサイズが小さいですし、それだけで広い範囲を攻撃するのは難しそうです」


提督「というわけで数値も調べやすかった艦砲の初速、運動エネルギーで比較しようと思う。貫通力や射程、破壊面積などにも直接影響するしな」


吹雪「なるほど、撃ち出した砲弾の重さと初速で計算すれば簡単に計算できますね」


提督「そして比較するのはこちら! ドン!」


吹雪「戦艦大和の45口径46cm三連装砲ですか……」


提督「最大射程42,026m、九一式徹甲弾の砲弾重量1,460kg、初速は秒速780mだ。弾頭重量はWikipediaではわからなかったので、ここで重要なのは初速だな」


吹雪「いきなり調べ方が甘いんですがそれは……」


提督「で、艦娘の大和はこれのミニチュアだと仮定する。基本的にサイズが違うだけで同じ材質、比重なども同じとする。ああ、砲弾が崩壊するとか砲身が吹き飛ぶとかは起こさない前提でな」


吹雪「砲弾を撃ち出して目標にぶつけるって原理も一緒とですね」


提督「さて、艦娘大和の主砲の大きさなのだが、ざっくりと計算し易いように砲の直径3cm、45口径だから砲身長さは135cm、まぁ妥当な線だろう(主観)」


吹雪「まぁお遊びですし、ざっくりとで良いですね」


提督「46cmと3cmでは大きく違う。直径が15.3倍の差だ。つまり体積・重量はその3乗、3605倍だ」


吹雪「ふぁー、当たり前ですがかなり違いますね」


提督「3605倍差がある質量の物を撃ち出して同じ運動エネルギーにするにはどうするか。わかりやすくニュートン物理で行くが、e=1/2mv^2の式で考えると、単純に速度を速くすれば軽いものでも同じ威力が出せる」


吹雪「重くて遅い物と、速くて軽い物が運動エネルギー同じっていうのは基礎的でわかりやすいですね。SS作者もにっこりです」


提督「それで式を解くと、√3605倍の速度を出せば艦娘の大和の主砲と戦艦大和の主砲は同じ初速のエネルギーということになる」


吹雪「計算すると……約60倍速ですね。初速が秒速780mだから……約秒速46,800m!?」


提督「凄まじいな……秒速46.8kmって東京-大阪間を11.8秒程度で飛び去るぞ。どうやって加速するんだこの砲弾」


吹雪「火薬によるガスの膨張速度を越えてますね……ガスの膨張では不可能です」


提督「レールガンかな? と言っても表皮効果で現代ではまだ秒速7kmが限度だが……問題はまだあるぞ」


吹雪「問題?」


提督「この砲弾は敵艦に対する射程が短い」


吹雪「弾頭が速度に耐えられないからですか?」


提督「それは考慮しないと言ったろう。そうではなく、この砲弾は第三宇宙速度を遥かに越えているから、重力に引かれずに真横に撃っても地球の丸みで敵に当たらず宇宙へ飛び出し、太陽の重力圏も突破して銀河の彼方へ旅立つ」


吹雪「あー……」


提督「精々射程5~10kmというところだな。だが艦娘大和の方が戦艦大和よりも凄いところがある」


吹雪「すごいところ? 同じ運動エネルギーですよね」


提督「単位時間辺りの出力だ。砲身の長さは15.3分の1、加速の曲線が同じだとすると、弾頭が砲身内で加速されている時間は戦艦大和の918分の1だ。艦娘大和の主砲は918分の1の時間で戦艦大和と同じ運動エネルギーを発揮できるということになる」


吹雪「逆数で考えると単位時間辺りで918倍の出力があるということですね」


提督「まさに超兵器。艦娘、恐るべしだな……まぁ本来は弾頭はそんな加速に耐えられないし、そんな圧力を押さえ込む砲身など不可能だ。原理から変える必要がある」


吹雪「そりゃそうですね」


提督「某ロボットみたいなビームを撃つ感じなんじゃないか? 粒子加速器で加速した高密度の粒子をぶつけるような」


吹雪「荷電粒子砲とかですか」


提督「まぁ荷電したままだと磁力で曲がるから中性粒子砲になるだろうが、そんなところなのだろうきっとたぶん。あぁ、原理変わっても出力は凄まじいままだからな」


吹雪「艦娘大和さんはスパロボにでも出れば良いんじゃないかな」


提督「というわけで第一回の艦これ空想科学は終わり。次回は『艦娘はどうやって水上に立っている』辺りをやろうかな」


吹雪「また次回よろしくお願いします」



艦娘はどうやって水上に立っている


提督「人は水の上に立てない」


吹雪「そりゃそうですね」


提督「いや、重要なことだ。人は水の上には立てないんだ。何故かわかるか?」


吹雪「人の比重は個人差ありますけど、水とほぼ同じ1リットル1kgだから、ほとんどが沈んで顔くらいしか浮かないんですよね」


提督「そのとおり。だが艦娘は静止した状態で水の上に立っている。今日はコレについて考察する。題して『艦娘はどうやって水上に立っている』だ。ちょっと数値とかは正直わからなかったが……」


吹雪「不思議な力で足場を作っているんですよきっと」


提督「おい! そういうのを言ったら終わっちゃうだろ! もっと考えていこう!」


吹雪「めんどくさいです……」


提督「……とりあえず、先ずは浮力の話をしようか。船はどうやって浮いているかわかるか?」


吹雪「人と同じで、水より比重が軽いから浮いているんです。鉄の船体だって中に空洞があれば、船体と空洞を足して水より比重が軽くなりますから」


提督「そうだな。重力によって水が下に入り込もうとする力と物体が落下する力、水の力が勝てば浮くし、落下する力が強ければ沈む。では艦娘を見てみよう。どう考えても靴底くらいしか沈んでない」


吹雪「靴底が沈んだところで力が釣り合っているということですか?」


提督「いや、そうとは言えない。水の力が足りないならば、浮く力を足してやればいい」


吹雪「下から持ち上げれば良いんですね。そういえば水上スキーとかも人は足先くらいしか沈んでませんよね」


提督「あれは高速で移動することによって水の抵抗を増やすわけだ。それを水上スキー板で下方向に逃がすことによって、圧力差で上方向に力が働く。モーターボートや水上バイクなんかもそうだな。走行中は船体のほとんどが水面から出る」


吹雪「じゃあ艦娘もそんな感じで浮いているんじゃないでしょうか」


提督「いや、艦娘は静止して浮いている。つまり高速移動する抵抗では無理だ。そこでいくつか考えた」


吹雪「数値計算しない考察だからいい加減でしょうけど聞いてあげましょう」


提督「……ありがとうございます吹雪さん。先ずは最初、下向きのスクリューが足についている」


吹雪「普通の船とかの推進力を得るアレですよね。それで下に水を送り出して浮いていると」


提督「だが、この考えはダメじゃないかなと思っている。当たり前だが水を下に送り出すには上に水が必要なんだ」


吹雪「あ、艦娘の足の上には水が無いですね」


提督「水面ギリギリの水じゃ流石に足りないので、十分な力が得られない」


吹雪「でも、前回でやったみたいに、量が足りないなら速度で補えばいいじゃないですか。スクリューを速くして、水を勢い良く流してあげれば」


提督「水ではそれはできない。高速で水流を作り出すと、吸われる方は圧力が急低下して水の中に空洞の泡ができる。キャビテーションとかいう現象だな。そうなるとスクリューはその泡の所為で空転してしまって十分な水を押し出せなくなる」


吹雪「なるほど、早く流してあげても泡が邪魔してダメと」


提督「さらにこの泡が消えるときに水が高速で流れ込んで中心で衝突、強い衝撃が発生して、スクリューも破壊したりする。無視できない現象だ」


吹雪「じゃあ下方向スクリューは難しそうということですね」


提督「なので、今度は上に大量にあるもので行こう。空気だ」


吹雪「あ、空気はほぼ水面に出ている艦娘の回りにはたくさんありますね」


提督「艤装の中などにプロペラが内蔵されていて、下方向に空気を高速で送り、その力で水面に立つ、と言うか飛ぶ」


吹雪「なるほど……でももう水は関係ないですね」


提督「ああ。この原理はヘリコプターだな。空も飛べる。しかし考えてみるとこれでは艦娘ではなく、ヘリ娘だ。よって却下だ。あ、空気を利用した船のホバークラフト船は艦娘に水面まで達したスカートがないからこれは問題外だ」


吹雪「空気の力では無理と」


提督「では次はウォータージェットだ。水を吸い上げ、圧力をかけて高速にして噴出する」


吹雪「スクリューと原理は似てますね」


提督「そうだな。水の力で押し出すという点では一緒だ。水を上から取り込まなくても良いという点と、吹き出す方向を自由変えられるという点の違いはある。あと力の効率がかなり悪い」


吹雪「じゃ、とりあえず上方向の水がないって問題は解決ですね」


提督「だがどこから取り込むのかという話になる。相変わらず水に触れている部分が少ないんだ。ホースでも垂らしていたら別なんだが……」


吹雪「ホースはないですね……あ、つま先の方から吸って踵から出すって言うのはどうでしょう?」


提督「うむ。それが基本的だと思う。しかし、やはり上に水がないので、前方下方向から吸い上げる形になる。普通は速度を上げて多くの水を取り込んで運用する物だ。静止状態でも水量を十分に確保するには水量が多い所から取るしか無い。つま先は下方向に水を吸い、踵で下方向水を出す。どうなるかわかるか?」


吹雪「つま先は水に沈んでいく力が働いて、踵は持ち上げる力が働くということですね」


提督「そうだ。つまり、足首がものすごい強くないと足首が伸ばされて下向きにされてしまう。艦娘の脛は実は筋肉質かもしれない。さらに足首は固定できたとしても今度は体全体が前方に倒れようとする力が働く。艦娘が前方向にぐるぐる回ってたらかなり怖いものがある」


吹雪「足を軸にぐるぐる前回転させられたら拷問ですね……」


提督「だがそれには後ろに荷重をかけていれば相殺できる。艦娘の艤装が背部につけるものばかりであることもそれを裏付けていると考えている」


吹雪「おぉー、それでは艦娘はウォータージェット推進ということですか」


提督「しかしここで問題が発生する。艦娘のアニメでの描写だが……これだ」


吹雪「……私が転んでるシーンじゃないですか」


提督「そう、吹雪が艦娘の癖にすっ転んでるみっともないシーンだが、ここでは吹雪は水面で転んで回転し、座り込むという描写がある」


吹雪「……気に障る言い方ですが、そうですね」


提督「つまり、推進力とかに依存せずに艦娘自体が水上に立てるということだ」


吹雪「あー、ウォータージェットは足だけですからね。手とかお尻とかが水面に置けるのは説明できませんね」


提督「ここで考えた。実は艦娘は純粋に浮力で水上にいるのではないかと」


吹雪「でもさっきも言ったように人は水の上には立てませんよ」


提督「人はな。艦娘がとても軽かったらどうだろう? 例えば1kgくらい」


吹雪「なんですかそれ……」


提督「艦娘の中は空洞になっていて、何かヘリウムガスとか軽い気体で満たされている。そうすれば浮力で十分に水面に立てる」


吹雪「風船じゃないですか!」


提督「まさに空気嫁」


吹雪「オイ……」


提督「ごめんなさい。まぁこの考えは問題がある」


吹雪「問題だらけですが、どうぞ」


提督「風で飛ぶ。あの表面積で1kgしか無ければ当然だが」


吹雪「そりゃそうですね」


提督「よってコレもダメだ」


吹雪「もう水面に立つためには打つ手なしなんでしょうか……」


提督「浮力以外にもう一つだけ水面に立つ原理がある。アメンボを知っているか?」


吹雪「表面張力ですか? あれはアメンボが軽いから水の分子間力を無視できずに、水がゴムの様に振る舞っているだけですよね。人では無理ですよ」


提督「そう。水の分子間力では無理だ。つまり、水でなければいい」


吹雪「は?」


提督「艦これ世界の海は水ではないと考えれば良いんだ。逆転の発想だな。そうだな……こんにゃくの海とか。かろうじて人も立てそうだ」


吹雪「えぇ……こんにゃくの海で戦うんですか……」


提督「こんにゃく海ならば普通の戦車や船舶は上手く動けないし、艦娘が喫水の割には速度が遅いことが納得できる。足はドリルとスクリューの間の子みたいなのが装備されてて掘り進むようなイメージだ」


吹雪「海が水じゃないと仮定していいなら、重い液体で浮力を強く働かせるとかもありですよね……水銀みたいな」


提督「うむ。アリだ。靴底程度の喫水で艦娘の体重を支えられるような比重なら行ける。1リットルで50kgくらいか」


吹雪「それは重すぎ……こんにゃく海に行き着くんですか……?」


提督「個人的にはウォータージェットが良いが、こんにゃく海も面白いと思う」


吹雪「深海棲艦はこんにゃくの食物繊維のグルコマンナンで生きてるとかそんな設定ができそうですね……」


提督「とりあえず、『艦娘はどうやって水上に立っている』は『海がこんにゃくだから立てる』としよう。次回は『艦娘が実際の艦と同じ重さだったら』をやるつもりだ。ちなみにネタがないので次が最終回かもしれない」


吹雪「次回もよろしくお願いします」



艦娘が実際の艦と同じ重さだったら


提督「艦これ二次創作で艦娘が実物の艦船と同じ重量であるという設定をしているものがある。それなら砲の反動などにも耐えられるだろうと」


吹雪「二次創作だけじゃなくてアニメも体重計の単位的にその設定っぽいですよね。背景のお遊びっぽいですけど」


提督「だが、実際の艦船、吹雪型ならば満載で排水量2,260トンもある。デブとかそういう次元ではない」


吹雪「デブって……まぁそんなに重かったら椅子とか座れませんし、色々大変そうです」


提督「というわけで今回は『艦娘が実際の艦と同じ重さだったら』をお題にしようと思う」


吹雪「あ、設定の中では艤装装着時だけ重くなるとかありますよね」


提督「それは質量保存の法則的に無理だろう。説明できるなら良いが……」


吹雪「取り敢えず非常に重いと日常生活は大変そうですよね」


提督「比較対象として使うのはこちら。ドン!」


吹雪「また大和さんですか……」


提督「大和が一番極端な数値になるからな。コレさえなんとかなるなら他の艦娘も大丈夫ということだ」


吹雪「戦艦大和は満載で排水量72,809トン、吹雪型の約32倍の排水量です。もはや海上の要塞です」


提督「この重さで人と同じサイズのものは凄まじい。この辺りの計算はSS作者が数字が苦手と言うのもあって曖昧だが、簡単に計算していこう。両足を揃えたとして、靴底が平らならば面積はおよそ500平方cm。まぁ重力加速度などは面倒だから省くが、圧力を求めると72,800トン/500平方cmで約145.6トン/平方cmだ」


吹雪「1cm四方で145.6トンの重さ……しかも静荷重ですよね」


提督「この重さは凄まじい。先ず足場が無い。言ってしまえば凄まじい力で杭を打ち込んでいるようなものだ。恐らく何をしようとも容易に地球の中心核まで沈んでいくだろう」


吹雪「もし引き上げようとしても大和さん小さいから引き上げるためのロープとかが細くなって色々無理ですね」


提督「そして大和は地球と一つになり、星が終わるまで我々を見守っていくんだ」


吹雪「ありがとう大和さん」


提督「というのは簡単な物理部分の話で、もう少し考えていこう」


吹雪「と言いますと?」


提督「この大和だが、密度が半端じゃない。大和の人間としての体重は見た目からおよそ50~60kgくらいだろう。体積もおよそ50~60リットル、艤装が大和の2倍の体積があると仮定して、合計で150~180リットル程度の体積だ。計算を楽にするために200リットルとする」


吹雪「一人用のお風呂1杯分くらいですね」


提督「これが72800トンあるとすると、364トン/リットル。牛乳パックサイズで364トン、胸だけで恐らく500トン級巡視船並だ」


吹雪「巨乳好き男性なら胸に潰されて死ぬとかそういう愉快な死に方もできますね」


提督「水の36万倍の密度を持つこんな物質はそうそうない。だが、よく似た密度のものがあるんだ」


吹雪「そんなものあるんですか……どんな物質ですか?」


提督「白色矮星だ」


吹雪「えぇ……太陽とかが核融合を追えて自分の重力を支えられなくなるとできる高密度の天体ですよね……」


提督「熱は無いから実際は黒色矮星だが。凄まじい密度の大和はパウリの排他律からフェルミ縮退を起こし、低い熱でもエネルギー状態は高く保たれ、プラズマ化している」


吹雪「パウリ? フェルミ? 縮退?」


提督「その辺りの説明は非常に長くなるから割愛する。この状態の物質は本来非常に高い重力で押しつぶされ、それを内側からの縮退圧によって保たれている。つまり、大和はこの状態を維持するために非常に高い何らかの力で外側から内側に押しつぶしているということになる」


吹雪「高い重力……どのくらいですか?」


提督「太陽表面重力の4000倍近く、地球の12万倍近い力だ。コレを球体にならないように全身から発生させていると考えられる」


吹雪「すごい力ですね……それを敵にぶつければいいのに……」


提督「これだけ高密度の物質ならば、手を動かしただけで凄まじい静電気、摩擦熱が発生するし、電磁波も並大抵ではないだろう」


吹雪「ぎっしり詰まっているから原子同士で擦れるのも凄いということですね」


提督「敵の砲弾は大和の内側に向く力に加速しながら取り込まれ、米粒程にもならない大きさまで押しつぶされて取り込まれるだろう。原子そのものが圧力で非常に強く固定されているので、衝撃などは造作もなく跳ね返す」


吹雪「無敵ですね……もし大和さんが何らかの原因で死んでしまって、その力が発生しなくなるとどうなるんですか?」


提督「突然重力を失う天体などは存在しないからな……予想になるが、内側に向く力だけが消滅すると、内部の縮退圧が一気に開放され膨張を始める」


吹雪「突然戦艦大和みたいな大きさになるということですか?」


提督「違う。そこで止まる力などはないわけだから、膨張は止まらない。恐らく低エネルギーだが超新星爆発と同じような現象が起こる。大和は光速の10%近い速度で一気に膨張し、発生した熱で酸素や炭素などは核融合を始める。7万トン程度の質量の爆発ならば天体を膨張の外縁部に押すほどの力は出ないが、太陽系の終焉かもしれない」


吹雪「大和さんの所為で宇宙ヤバイ」


提督「まぁ大和が普通にいるだけで、内側に向かう力の所為で周辺の大気などの物質を吸い寄せ、徐々に大きくなっていき、いずれは地球を吸収し、太陽に落ちていくだろう」


吹雪「どの道地球はダメなんですね……」


提督「いや、太陽の水素を取り込み始めると高密度にフェルミ縮退を起こした物質は核融合しても膨張せずに核融合の暴走を引き起こす。そしていずれは炭素爆燃型超新星爆発を起こして、銀河がやばい」


吹雪「大和さんいるだけで宇宙ヤバイ」


提督「ここまでのをまとめると、艦娘が実際の艦と同じ重さだと宇宙がやばいからダメ。やっぱり女の子は軽い方が良いという結論になる」


吹雪「軽い重いの次元ではないような気もしますが……」


提督「次回はせっかくコメントを頂いたので、それについての考察をやりたいと思う。艦娘が浮く力や砲弾の加速として超電導を利用するというものだな」


吹雪「次回もよろしくお願いします」


超電導推進艦娘


提督「では早速だが艦娘の超電導での推進、砲弾の加速について考えてみよう」


吹雪「コメントありがとうございます」


提督「正直、電気関係についてはさっぱりなので、間違っているかもしれない。でも色々調べて新しいことが知れたので非常に有意義なコメントだったし、盲点を突かれたと感心した。ありがとうございます」


吹雪「超電導推進船って、実は実在しているんですよね」


提督「そうだな。ヤマト1という超電導コイルのローレンツ力で海水を加速し、噴出させるウォータージェット方式の実験機だ。だけど浮上するのはあくまで船の浮力だし、基本的にプロペラのウォータージェットと大差ない。細かい差異はあるがな」


吹雪「今回は超電導の力で浮上しているということで考えるんですよね」


提督「先ずは超電導をおさらいしよう。極低温下の超電導転移温度で物質が超伝導状態に相転移する。このとき、完全導電性と完全反磁性を示す。これが超伝導体だ」


吹雪「電気抵抗がゼロになるのと、磁束を完全に遮断するんですよね」


提督「テレビなどで見たことがあるとは思うが、第二種超伝導体においてマイスナー効果とピン留め効果で磁石が空中で静止したりする。コメントで頂いたのはこのような特性を見てだと思う」


吹雪「マイスナー効果っていうのは磁束を完全に遮断する、つまり磁力に反発し、物質の中に磁束を通さない現象ですね」


提督「そのとおりだが、よく知ってるな」


吹雪「調べました!」


提督「やる気だな! 今回の考察は艦娘、あるいは艤装が高温常伝導が可能な物質であるという仮定のもとで行う。では問おう、海上に超電導で浮くことは可能か否か」


吹雪「マイスナー効果は超伝導体が磁力に対して反発するということなので、磁力を持たない海水に対しては無理ですよね」


提督「残念ながらその通りだ。だがそこで終わるということはない。超電導体のもう一つの性質を利用する」


吹雪「もう一つの性質……完全導電性ですか?」


提督「そうだ。完全導電性、つまりコイルなどに抵抗を考慮せずに大電力を流すことができ、更に一度帯電すれば消耗無く電流を流し続ける。超電導コイルに大電力を流すとどうなる?」


吹雪「コイルと言っているくらいですから、強力な電磁石になりますね」


提督「その通り! 艦娘が超強力な電磁石になると、水面ではある現象が起こる」


吹雪「ある現象? 磁石と水ですよね?」


提督「水の性質を知らないのか。強い反磁性だ。実は水は磁石に反発するんだ。もちろんそれ自体では小さな反発力なのだが、超電導コイルを用いた強力な電磁石であれば水を弾くことが可能だ」


吹雪「広く水を弾ければ、言ってしまえばお椀の上に乗っているのと一緒ですね」


提督「水面は艦娘を中心に半径数m程度が窪み、その上に艦娘が立っているという形になるだろう。だが、艤装や服だけが超伝導体ではダメだ」


吹雪「絵面が波紋法みたいでカッコイイ気がしますが、何がだめなんですか?」


提督「水は反磁性を持っていると言ったろう。人間の主成分は?」


吹雪「あ、水ですね」


提督「超電導コイルとして艤装や服が機能すると、磁気浮上によって服が体から離れる。突然全裸だ」


吹雪「えぇ……どんなとらぶるですか……」


提督「まぁ脱げるまでは行かなくてもスカートなどはシャンプーハット状態だな。利根や筑摩は特に損害が大きいだろう」


吹雪「痴女ですね……」


提督「人間では無理だな。そもそも凄まじい電流をかけた物を身に纏うんだ。確実に感電死どころか閃光と共に消し炭になる」


吹雪「艦娘は電気を通さない皮膚、あるいは通しても問題ない体構造になっているということですね」


提督「他にも問題はある。強力な磁場で無線が使えないし、磁性のあるものは装着できない。何かの拍子で常伝導になってしまうと一気に電気抵抗から来るジュール熱で爆発するだろう」


吹雪「あと、艦娘同士も近づくと超電導コイルで引き合いながらマイスナー効果で離れるのでピン止めされちゃいますね」


提督「だが上手く制御すれば超音速での戦闘が可能だろう。空気抵抗などがあるので、限界はあるが」


吹雪「そういえば艦これのゲーム的には低速高速の区分しかないですし、実は超音速戦闘をおこなっているかもしれません」


提督「超伝導体であるとすれば、叢雲などの浮いている艤装などはマイスナー効果であると言えるし、説明できることも多くなりそうだ。というわけで幾つか問題はあるものの、超電導での艦娘の浮上はできると結論付ける」


吹雪「おぉー、新説成立です!」


提督「さて次は砲弾の加速に超電導リニアの原理を使うというものだ」


吹雪「最初の砲の考察では相当な加速ということになってましたね」


提督「超電導リニアと言っても、結局は超電導コイルの強力な磁力を使った多段式超電導コイルガンだが。これはいくつかの問題をクリアできれば可能だと思う」


吹雪「いきなり可能と言うのは珍しいですね」


提督「そもそも軍用コイルガン自体がレールガンに負けてしまって開発が止まっているからな。クリアしなければいけない問題は多い」


吹雪「レールガンとコイルガンの差はなんですか?」


提督「原理は両方共磁力が関係するというものだが、レールガンはフレミングの左手の法則で知られたローレンツ力で加速する。電流、磁極の向きで力が働くというものだ。弾体がレールと通電、つまり接触していれば理論上亜光速まで加速できる。熱が発生して後部がプラズマ化してしまうと加速が頭打ちになってしまう問題がある。多段式超電導コイルガンはこれから述べよう」


吹雪「割りと単純な原理でレールガンって動いているんですね」


提督「多段式超電導コイルガンの問題は先ず制御の難しさだ。多段に磁力で吸い寄せて加速するが、弾体が通過したあとのコイルは速やかに通電をやめなければならない。吸い戻されてしまうからな」


吹雪「高速になればなるほど、通電と切断の制御は難しそうですね」


提督「以前の考察の艦娘大和の砲は初速秒速46,800m、1ミリ秒でも46mも進んでいることになるからな。弾体が通過することを知ることも難しいのに制御は困難という次元じゃない」


吹雪「なるほど、先ずはマイクロ秒単位の制御をクリアする必要があると」


提督「そして次はインダクタンス、つまり物質が電流の変化に抵抗しようとするものだ。完璧な制御をし、通電を止めても電流はいきなりゼロにはならない。コイルの巻数などによって変わるらしいが、ゼロにまで落ちる速度との誤差でやはり吸い戻しが発生する」


吹雪「物を押すのを止めてもしばらく動く慣性みたいなものですね」


提督「巻数を極限まで減らせばその影響は小さくなるが、超高速の弾体に対しては大きな問題となる」


吹雪「制御を完璧にしたあとは電気がゼロに戻るまでの慣性みたいな現象が問題になると」


提督「そして最後に入力する電力に限界があるという点だ。超電導といえど、無限の電流は流せず、常伝導体に転移してしまう。それを臨海電流というのだが。巻数を少なく、且つ大きな磁力を与えるには大電流を流すしか無い。だがそこには臨海電流を越えてはいけないという制限がかかるんだ」


吹雪「制御を完璧でコイルの巻数を極限まで減らしてしかも臨海電流を越えないで超加速させる……」


提督「これをクリアできれば恐らく行けるのではないかなとおもう」


吹雪「こっちはちょっとむずかしそうですね……」


提督「だからコイルガンは頓挫したんだ。レールガンも問題はあるが先があるということで」


吹雪「まぁ超音速程度なら火薬でいいですから、そうそう必要な技術ではないですよね」


提督「というわけで、超電導推進艦娘に関する考察だ。浮上はできる。弾体加速は難しいという結論だ。ちなみに次回のネタはないのでこれから考える」


吹雪「作者は頭が良くないので全然思いつかなくて目からウロコだったと感動してました。他にもツッコミや質問などあればどんどんコメント下さい。では次回も(未定)よろしくお願いします」



艦娘のエネルギーと出力


提督「吹雪、吹雪ー」


吹雪「ふぁいふぁい(もぐもぐ)」


提督「ん? どうしたんだ?」


吹雪「あ、すいみません、ちょっと小腹が空いたのでお菓子をかじっていました」


提督「丁度いい。今回はその話をしようと思っていたんだ」


吹雪「お菓子ですか?」


提督「いや、艦娘の食事についてだ。アニメ等では人と同じような物を食べている。二次創作などでは重油を経口で飲んでいるものなどがあるな」


吹雪「設定は本当に色々あるみたいですね」


提督「重油は当然人間には毒だが、もし消化吸収できるなら非常に効率の良い糧食になる」


吹雪「効率の良い?」


提督「一般的に大型重機や船舶に使われる燃料はC重油という石油製品なのだが、調べてみるとC重油のエネルギーはカロリー換算で1リットルで9980kcalだ」


吹雪「100mlで998kcal……平均的な成人女性ならコップ一杯の200mlで一日のエネルギーを摂取できますね」


提督「テニスやマラソンなどの長時間激しい運動をするアスリート達などは4000kcalを超えるエネルギーを得る為に一日に何度も食事をしたりする。某世界的テニスプレーヤーなどは4500kcalを摂取するために一日8食もの食事をするそうだ。トップアスリートになるには先ず胃腸の強さが必要なわけだ」


吹雪「C重油ならばペットボトル1本500mlでお釣りが来る計算ですね」


提督「まぁ重油などは摂食において幾つか問題も起こるが……」


吹雪「問題?」


提督「粘性が高いため飲みにくい。カレーは飲み物などと言う人間はいるが、本当に飲み物にしている人間はいないだろう? シチューなどのドロッとしたものという感覚で食べるべきだな」


吹雪「ボウルなどに入れてスプーンで食べるのが良さそうですね」


提督「それと匂いがきつい。灯油などが手についたことがあるか? 洗ってもそうそう匂いが落ちない。ついた物を洗い流してもそうなのに、艦娘は腹の中に貯蔵するわけだ。艦娘の食堂などは頭痛がするほどの匂いで満ちているだろうし、食後直ぐに話しかけられでもしたら殺意を覚えてもおかしくない」


吹雪「艦娘の口臭がひどい設定とかやめて下さい!」


提督「もちろん設定次第だ。重油を飲む設定の作品に登場する提督などは重油の匂いだけで性的興奮を覚えるくらいの変態だろう。それでも艦娘とキスなどするとわずかなりに重油を舐めることになるから、体調を崩すかもしれない」


吹雪「……このSSの設定は?」


提督「……そんなことよりも、艦娘の食事についての考察だ。割りと一般的に艦娘の食事量が多いなどの設定が多い」


吹雪「あー、アニメの大和さんはすごい量を食べていましたね」


提督「そうか? あれは少ないと思ったぞ。大和に食事をさせると物資が枯渇するというのに、食べていたのは100人前程度だろう? それでどうにもならないのならば前線の兵站は既に壊滅している。敗戦以外の未来はないな」


吹雪「たしかにそうですね……」


提督「だが、食後物足りなさそうにしていたことからまだ食べるということだ。ひょっとしたら大和に取ってあの食事は菓子をちょっとかじった程度なのかもしれない。重油設定も大食設定も、エネルギーをたくさん必要とするという点はほぼ一致する」


吹雪「なるほど……実際にはどのくらい食べるんでしょうね」


提督「燃費が良いなどの設定の作品などもあるが、ここはわかりやすく実際の艦と同じ燃費ということにしよう」


吹雪「また嫌な予感が……」


提督「そして比較するのはこちら、ドン!」


吹雪「知ってました。大和さんですね」


提督「その巨大なエンジンの出力は15万馬力、某鉄腕ロボットも勝てないし、某初代機動戦士ロボットは1380kwの出力の設定を使うと、約80機分だ」


吹雪「やっぱり大和さん、スパロボにでも出れば良いんですよ……」


提督「この大和のエンジンだが、凄まじい燃料を消費する。全力の出力だと1時間辺り約57tの重油を消費するらしい。カロリー換算で1時間に568,860,000kcal。1秒でも158,016kcalだ」


吹雪「うわ、凄い数値ですね……」


提督「これをもし白米などで摂取しようとすると、白米は100gあたり356kcalだから、1秒間に44kgもの白米を食べる必要がある」


吹雪「44kg……すごい量……って1秒間!?」


提督「大和が一口で100gの白米を食べることができると仮定すると、1秒間に440口を食べる。もはや振動だな。そして例えば口の先50cmの位置に常に白米が供給されたとすると、口と白米を往復する手の速度は秒速440m、音速を超えている」


吹雪「大和さんは食事だけで衝撃波を出すんですね……」


提督「人間の体にはそれほど多くのカロリーを備蓄することなどできないから、これは戦闘中にも行われている。大和の後ろにはひょっとしたら1000人単位の人間が必死に米を炊いているかもしれない」


吹雪「文章や映像の裏ではかなり凄いことになってたんですね」


提督「この燃料を燃焼させる上で非常に重要なことがある」


吹雪「燃焼……というと、酸素ですか?」


提督「その通り。大量の燃料を燃やすためには酸素が必要だ。それは生物も機械も変わらない。重油の燃焼に必要な理論空気量は計算で求められるが、計算式が複雑なので適当に行くが、重油1tの燃焼に必要な空気量は約11,538Nm3らしい。大和が1秒間に消費する重油は約0.95tだから、1秒間に10,961Nm3の空気が必要だ」


吹雪「Nm3というのは気温0℃、1気圧下で1立方メートルということですよね」


提督「大和が一度に取り込める空気が女性の平均的な肺活量2800ccとすると、1秒間に3914回の呼吸をしなければならない。しかも呼気には二酸化炭素が多く含まれるので、より多くの空気が必要になるだろう」


吹雪「明らかに空気圧とかの関係で取り込める量ではないですよね……」


提督「呼気が吸気の邪魔をしないように、口から遠い位置から呼気すれば計算どおりにはなるが……」


吹雪「口から遠い位置……まさか」


提督「肛門だな。もちろん人体の構造上、呼気できるようにはなってないが、重油を燃焼させられるくらいなのだから体内の構造も違うんだろう。だが外見的には人体と近いので、他に吐ける穴というと肛門くらいだ」


吹雪「やめてください! 常におしりから空気が漏れてるみたいな設定にするのは!」


提督「いや、漏れてるとかいう次元ではなく、大量の排気ガスを高圧で吹き出してるから空も飛べるはずだ」


吹雪「別に艤装が体内と繋がっててそこから排気でいいじゃないですか! ほら、私の艤装なんて煙突ですし!」


提督「そうか……? まぁそれでもいいが……」


吹雪「大和さんの名誉は守れました」


提督「しかし、ここまで計算したが実は艦娘の燃料は恐らく違う」


吹雪「え?」


提督「重油だろうがなんだろうが、艦娘の体積にそれほど多くの燃料を積めない。戦闘中に常に補給し続けることなど普通に考えれば不可能だ。より効率の良い燃料にする必要がある」


吹雪「そりゃそうですね」


提督「化学エネルギー程度では艦娘に必要な出力には足りない。ではそれ以上のエネルギーとなると、一つしか無い。アインシュタイン博士の出番だ」


吹雪「アインシュタイン博士というと、相対性理論……あ、質量とエネルギーは等価であるというやつですね」


提督「まぁ簡単に言うと核エネルギーだな。核分裂、核融合などの核エネルギーで艦娘は動いていると考えられる。これならば大した質量や体積が無くても大きなエネルギーが出る。大和の燃料は満載で6300tだが、艦娘のサイズでも同等のエネルギーを保持することができるだろう。酸素なども要らないしな」


吹雪「核反応起こすには色々条件がありますけど、あの体積に6300tの重油を積むとか考えるよりは妥当そうですね」


提督「場合によってはマイクロブラックホール炉や反物質炉などを持っているかもしれない。維持の仕方などさっぱりわからないが」


吹雪「やっぱり大和さんはスパロボに出るべきですね……」


提督「というわけで、艦娘は実は重油などは使っていない。燃料は核反応物質だったということだな。オレは放射線ですぐ死にそうだな……」


吹雪「それでは次回(未定)もよろしくお願いします」


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1: SS好きの名無しさん 2017-03-07 02:51:02 ID: 8LSsRX76

超伝導だと、どうでしょうか?、
艦娘≓軍艦≓鉄の塊≓電磁石?って置き換えれば、使えそう?
艦砲は始めは火薬点火を使って、弾の連続加速打ち出し(リニア方式)ができる?かも?
水上も体表面が(服とか)別物質だったら、、マイスナー効果が期待?できる?
ついでに中破で服が破けて能力が落ちる説明にもなるっぽい?
まぁこちらも、にわか知識がアレで申し訳ないですが…

2: SS好きの名無しさん 2017-03-12 01:52:30 ID: cJ_7UX5_

↑の者です、コメント拾って下さり、ありがとうございます
この手のジャンルは好きなのですが、中々無いので…

慣性の法則もあるから、(体積<質量)大和が動いただけで、色々酷い事が重なりそうですね…止まれそうもないし…

(体積<質量)≠黒色矮星≠ブラックホールだから、まず大和の胸に向かって地球が落ちてくるんですよね?多分…
どっち道、愉快な死に方が出来るので私は満足ですが…

3: SS好きの名無しさん 2017-03-15 02:35:12 ID: xu92Z2w5

早すぎる考察ありがとうございます
だけど、あんまり早いと頭疲れちゃいますよ?

こちらも無駄な知識をこねくりまわしていたので、とても参考になりました(こんにゃくの海には新たな可能性が!そして利根、筑摩にも!)

ネタですか…科学的に否定はされちゃていますが、魂の重さは21gという話がありますね…

秤で計った時に軽くなった≠反重力物質≠魂の集合体なら浮くっぼい?
…だって艦娘だし、空母棲鬼にだって当てはめれますよね?

長々と失礼しました…無理せずにお願いします

4: SS好きの名無しさん 2017-03-15 02:39:49 ID: xu92Z2w5

早すぎる考察ありがとうございます
だけど、あんまり早いと頭疲れちゃいますよ?

こちらも無駄な知識をこねくりまわしていたので、とても参考になりました(こんにゃくの海には新たな可能性が!そして利根、筑摩にも!)

ネタですか…科学的に否定はされちゃていますが、魂の重さは21gという話がありますね…

秤で計った時に軽くなった≠反重力物質≠魂の集合体なら浮くっぼい?
…だって艦娘だし、空母棲鬼にだって当てはめれますよね?

長々と失礼しました…無理せずにお願いします


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1: SS好きの名無しさん 2017-03-15 02:39:43 ID: xu92Z2w5

好き嫌いが思いっきり分かれますが、こうゆうのはネチネチしつこくこねくり回してやっていく頭の体操だと思います


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