Eddie Paul是一位发明家,曾做过替身演员,在这里,他描述了他的设计团队所完成的最具规模的项目:在数周时间内设计建造一座载人气动潜水人造鲨鱼。
只要提起大白鲨的名字,就足以让潜水员毛骨悚然。大白鲨又名噬人鲨,体长至少23英尺,重量至少5,000英磅,比普通的SUV还要大。
但是这种神秘的动物却鲜为人知。为了更好地研究这种深海中的魔鬼,Fabian Cousteau(Jacques Cousteau之孙)与笔者的公司E. P. Industries签约,设计一座“游动的实验室”,要求该实验室能够让他在大白鲨自己的世界中观测研究它。我们的挑战在于建造一具仿真鲨鱼,要求能够容纳一位装备了PRISM(数字闭路潜水系统)的潜水员,该仿真鲨鱼能够自我驱动(依靠尾部的摆动游动),并且易于驾驶,外观仿同于真正的鲨鱼。这些要求远远超过了笔者在一九八九年开发的诱捕器,当时该诱捕器由一条脐带电缆与鲨鱼箱笼相连,为其提供动力,这个诱捕器最终毁于大白鲨的利齿之下。
机器鲨鱼设计
工作时间表很紧,但也并非不可执行,Eddie请动画师Dave Mansfield用Discreet 3Ds MAX 5.0制作了一部动画短片,演示潜水员如何驾驶机械鲨鱼航行。然后开始为其添加板条,通过相互调整,形成肋骨。利用从各种潜水网站上得到的规格尺寸,Dave又设计了空气舱和呼吸器的模型。
鲨鱼游动的轨迹呈正弦波,所以Dave用波形空间扭曲编辑器创建机器鲨鱼的游动模型。这样,Dave只利用两个关键帧就能迅速改变整体模型的游动幅度和频率。通过调节波形空间的衰减性扭曲效果,Dave可以保证机器鲨鱼头部静止不动,而躯体相对运动。
Dave用计算机生成了若干机器鲨鱼不同部位的机械结构,包括皮肤层、肋骨、机械构造、以及潜水员的动作,然后利用Adobe AfterFX 5.0,将其合成为一个整体,如此笔者就能够比较容易地控制这些结构所产生的综合效果。笔者将机器鲨鱼的脊椎和肋骨导出到AutoCAD中,确定脊椎和肋骨的尺寸,之后返还给Dave。这样在Dave进行动画的收尾工作的同时,笔者则可以着手加工所需的金属配件。
机器鲨鱼的骨架包括Makrolon聚碳酸脂质的脊椎骨和不锈钢质的肋骨。对于脊椎骨,我们要求它不但能够在盐水环境中由接近自然的漂浮特性,而且还要求这种材料强度高,重量轻,柔韧性好,并且价格合理。最终,我们选择了把聚碳酸脂板材压合到一起,得到0.075英寸厚的复合薄板。
由于肋骨的用途在于构造骨骼,传递浮力,同时实现桶形箱体的游动,所以要求必须强度高、重量轻。我们选择了不同直径、不同长度的多种不锈钢钢管。钢管用PV封口,中间填充刚性发泡塑料与硅树脂组成的复合材料。胸腔内包括三十组完整的肋骨,即由六十根大约呈一百八十度的半圆形肋骨。最接近头部的肋骨直径2英寸,壁厚0.065英寸,肋骨的直径递减排列,直到降至1英寸为止。这种设计垂直方向强度高,水平方向柔韧性好,整个机器鲨鱼的躯体柔韧度几乎可以达到170度。
机器鲨鱼的头部是用0.0625英寸厚的玻璃纤维制成的,这种玻璃纤维可以通过涂刷氨基甲酸乙酯人造橡胶得到,同时氨基甲酸乙酯人造橡胶还被用于构造机器鲨鱼的皮肤。参照真实鲨鱼的照片,我们的美工绘制出机器鲨鱼的头部。而本公司的造牙高手Georgie用环氧树脂制作出机器鲨鱼的齿龈,用塑料制作出锯齿形的尖牙,她甚至还将某些牙齿弄碎,从而模拟出破碎的牙齿。
机器鲨鱼参数表
重量
皮肤:244.5磅
肋骨:261.09磅
脊骨:50磅
其余部件:25磅
泵和空气动力系统:100磅
尺寸
长:168英寸
宽:96英寸
高:54英寸
最大周长:166英寸(头部接合处)
综合指标
C.G.出水常规浮力:自鼻尖计67英寸
水下浮力重心:自鼻尖计约75英寸
速度:气体驱动下5节以上
无腐蚀性、不产生噪音、无需充电、无气泡排放
预算
十万美元
时间表
四个星期
设计团队
Eddie Paul(团队领导,设计师,测试操作员)
Jon Forseth(装配工,机械师)
Mario(装配工,雕塑师,气动专家)
Georgie Chrisman(雕塑师)
Matt Boles(装配工)
Dave Mansfield(动画师)
Shannon(装配工)
Bruce Busick(装配工)
Renee Paul(操作员)

机器鲨鱼剖面图:机器鲨鱼的骨架是由2英寸粗的钢管(肋骨)、防弹聚碳酸酯(脊柱和鳍)和玻璃钢(头部)组成,表面覆盖有特殊效果的橡胶。机器鲨鱼头部可以倾斜打开,也可以在内部锁紧。

海底探险:Fabian Cousteau将会驾驶着Eddie Paul设计的气动潜水艇,在深达2