經典科幻裝置「足部噴射器」是否有實現的可能？

原子小金剛在空中翱翔，鋼鐵人於天際高速飛馳，這都得歸功於他們腿部裝設的足部噴射器。足部噴射器真的有機會問世嗎？汽車情報網站Jalopnik的一篇文章點出驚人的事實：足部噴射器的確有實現的希望。這到底是怎麼一回事？人類真的可以靠一雙噴射鞋飛上天空嗎？我們趕快看下去吧。

參考網址：Engineering Professor: Rocket Boots Are Possible Thanks To The Segway

足部噴射器到底是什麼東西呢？根據動漫與電影的描述，足部噴射器是一種裝設在腳部的噴射裝置，能夠噴射強烈的氣流與火焰，讓人得以騰空起飛並自由翱翔，與噴射背包的原理非常相似，簡直就是理想的飛行裝置。可是目前人類從來沒有將足部噴射器實體化，難道這裝置只是人類的幻想產物嗎？

美國北卡羅來納州立大學的教授，萊里．西沃博（Larry Silverberg）排除眾議，指出足部噴射器的確有可能實體化。西沃博教授的研究領域為氣體力學、推進力、太空探測系統、能量系統與結構力學，幾乎囊括所有與足部噴射器相關的科學領域，他的言論可說是相當具有參考價值。

▲沒有平衡裝置的足部噴射器就像這樣。

先想像一下，如果我們只根據概念圖來開發足部噴射器，並裝在雙腿上啟動，會發生什麼事情呢？最可能的情況是狠狠摔個倒栽蔥，然後身體被噴射器給拖來拖去，撞上任何可以撞的東西，活像一個暴走的無頭蒼蠅。這是因為噴射器缺乏穩定裝置輔助，會讓身體旋轉進而失控，即使勉強升空也無法保持平衡。

西沃博教授指出，只靠噴射器是行不通的，但是若結合賽格威（Segway，一種具有自動平衡能力的載具）的平衡系統支援，就可能實現原子小金剛或鋼鐵人的那種空中飛行。雖然市面上的賽格威都是兩輪車的姿態，其自動平衡原理卻可以套用在噴射器上；然後將其搭配回轉儀、感應器、力回饋裝置與馬達，就有機會自由飛行喔。

▲理想的足部噴射器必須能夠保持平衡。

如果要形容得具體一點，自動平衡機制的作用原理如同手心向上，然後在上面倒置一根掃把。無論掃把要往哪裡倒，下端的手就會施加相同方向的作用力，保持掃把的轉動平衡，並持續保持感應與平衡的動作。如此一來就算是走路甚至跑步，都可以讓掃把保持理想的平衡狀態。

即使搞定了平衡的問題，足部噴射器仍有一個困難需要克服：強勁的衝擊力。根據計算，如果使用者想藉由足部噴射器跳離地面，離地的瞬間會產生將近1000磅，相當於453公斤的衝擊力。大部分科幻作品的足部噴射器都將噴射器裝設於腳掌底下，這會使得起飛的衝擊力集中在腿部最脆弱的部位－膝蓋，根本沒有人能夠承受。

▲西沃博教授的足部噴射器概念圖（不含動力源）。

西沃博教授表示，起飛的衝擊可藉由輔助火箭來改善。其概念是在足部噴射器的前後左右裝設輔助火箭，將衝擊降低至人體可以承受的程度，還可以提升自動平衡的效能。

下一個問題是重力加速度。根據重力加速度的概念，加速度越快，帶來的重力就會越大。倘若使用足部噴射器在空中加速奔馳，伴隨加速度的重力可能讓人恍神甚至昏過去，所以必須將足部噴射器的加速度限制在人體的容忍限度以內。

接下來才是足部噴射器的難關。到底該用什麼材質來，才能阻絕噴社所造成的高熱呢？足部噴射器和使用者的腳緊貼在一起，如果沒有適合的隔熱或散熱技術，噴射帶來的熱就會輕易把腿給烤熟，危險！如果要比照現有的飛機或太空梭的隔熱設計，就得增加很大的容積與重量，這對應用或是美觀會造成很大的負面影響。

▲賽格威的概念可以套用在足部噴射器上。

然後是動力來源。太空梭與飛機必須裝載大容量的燃料庫，才足以擺脫地心引力的束縛。雖然人的重量遠比上述兩者來得輕，所需的燃料仍不容小覷。以目前人類的科技力，想用足部噴射器飛上天，就必須額外的燃料供應設備，比方說動力背包，或是抱著燃料槽，這兩者都是又大又重的玩意，光用想像就覺得很蠢。除非我們有鋼鐵人的方舟反應爐，或是御茶水博士的高效率核能裝置，不然足部噴射器很難做成像電影那種袖珍的模樣。