Report of Evangelion – Parte 1


Tanto per citare il mio collega Seele:

“Finalmente, dopo secoli, ho trovato la voglia di mettermi all’opera su questo articolo”

e in effetti, non scrivevo un articolo da più di un anno, ma come si dice, meglio tardi che mai!

Premessa

Questo sarà il primo di una serie di articoli incentrati sull’analisi tecnico-economica della “macchina umanoide multifunzione” Evangelion, in particolare ci soffermeremo sull’Unità-01 pilotata da Shinji Ikari. Le fonti utilizzate per questo articolo sono Wikipedia.org per le immagini, Evageeks per le informazioni dimensionali dell’Eva e Pacific Rim Wiki per le informazioni su Gipsy Danger.

Attenzione!

L’articolo può risultare un “tantinello” pesante da leggere a causa dei numerosi calcoli

Attenzione!

I calcoli svolti in questo articolo sono da considerarsi PURAMENTE indicativi e non attendibili, non provate a progettare un EVA!

Su Neon Genesis Evangelion, capolavoro del maestro Hideaki Anno, abbiamo detto un mucchio di cose, dalle teorie partorite dalla mente più malata geniale dell’EIF, quella del  nostro caro Admin Seele, a indagini vere e proprie condotte dal nostro team per scovare edizioni DVD e VHS della serie, credute perdute assieme all’arca dell’alleanza; allora vi starete chiedendo: “perché scomodarsi per un altro articolo e che roba è un’analisi tecnico-economica?”. Come tutti noi sappiamo, gli anime (come tutte le opere di finzione in generale) tendono sempre a esagerare, ma se provassimo a quantificare questa “esagerazione”? L’idea di base mi è venuta leggendo un articolo di un settimanale, che quantificava il costo della Morte Nera e il danno causato all’economia dell’Impero con la sua distruzione, ed è proprio qui che nasce l’idea: quantificare ogni (o quasi) aspetto delle Unità Evangelion. Iniziamo! Lift Off! Sappiamo che l’Eva-01 è in grado di raggiungere e superare la velocità del suono e per nostra convenzione, supponiamo che la velocità massima dell’Eva-01 sia di 1.2 Mach (1481,76 km/h – 411,6 m/s); sappiamo inoltre, tramite fonti ufficiali Gainax (evento in occasione dell’uscita del videogioco Super Robot Wars) che un EVA pesa intorno alle 96.000 tonnellate, praticamente quanto una portaerei statunitense di classe Nimitz.

USS_Nimitz_1997

La USS Nimitz in navigazione vicino al golfo Persico, 12 ottobre 1997

Ora purtroppo iniziano i calcoli più ostici e vi chiedo uno sforzo di attenzione; consideriamo la forza di attrito aerodinamica contrapposta al moto dell’EVA, la cui formula è: 

D = ½*Cd*ρ*V²*S

Dove Cd è il coefficiente di attrito del corpo in questione che per semplicità di calcolo, lo porremo uguale a 1, ρ è la densità dell’aria uguale a 1,225 kg/m³, V è la velocità del corpo e S è la superficie (la superficie la ricaveremo moltiplicando l’altezza conosciuta, pari a 80 m allo spessore incognito, uguale a 30.769 m, ricavato tramite rapporto geometrico) uguale a 2461.538 m2. Detto ciò, la forza di attrito aerodinamica D, esercitata sull’Eva-01 alla velocità di Mach 1.2, sarà equivalente a 510.85 MN (Mega Newton), per comparare questo risultato numerico con esempi pratici, 570 MN è la forza esercitata dalla radiazione solare sulla terra o la spinta esercitata da 15 razzi Saturn V, gli stessi utilizzati dalla NASA per portare l’uomo sulla Luna. 

Saturn_SA1_on_launch_pad

Prototipo di Saturn V pronto al lancio.

Ora passiamo alla parte dell’analisi in cui proverò ad analizzare l’ipotetica potenza erogata dalla batteria dell’EVA, per fare ciò userò come termine di paragone lo Jaeger Gipsy Danger del tanto controverso film di Del Toro, Pacific Rim.

(Per chiarezza: ho preso come riferimento una unità Jaeger perché sono unità di difesa comparabili)

Considerando che il corpo umano possiede 752 muscoli di vario genere e che Gipsy Danger possiede 50 motori Diesel per muscolo, l’energia necessaria all’apparato locomotore di questi mostri è quella sviluppata da 37600 motori diesel coadiuvata dall’energia sviluppata da un reattore nucleare equivalente al 40% del volume di Gipsy Danger (stima effettuata sulla base di rapporti geometrici). Supponendo la potenza erogata dalla batteria degli EVA, 90 volte più grande della potenza erogata dai 37600 motori diesel + reattore nucleare di Gipsy Danger (paragone effettuato in termini di rapporto Peso/Potenza) calcoliamo quest’ultima:

Sapendo che lo Jaeger in questione pesa 1980 tonnellate, possiamo calcolare la potenza erogata dai vari sistemi energetici equipaggiati calcolando la velocità massima raggiunta dal robottone. Per stabilire una velocità massima per lo Jaeger (e quindi possiamo usare il corpo umano come punto di riferimento. Sappiamo che la velocità media di un uomo varia fra 1.61 e 4.83 km/h. La velocità media in corsa è di circa 24.14 km/h. Considerando che un Jaeger è costruito per approssimare la forma e il movimento del corpo umano e che sono 43 volte più alti, questo significa che un passo di uno Jaeger è 43 volte più lungo (i piloti di Jaegers sembrano muoversi con la stessa fluidità dello Jaeger stesso, quindi il paragone regge). Con questi fattori in gioco possiamo estrapolare una ragionevole approssimazione della velocità massima di uno Jaeger; la velocità di passeggio sarebbe di circa 70-208 km/h; la v di corsa lenta sarebbe equivalente a 553.6 km/h; la v di corsa veloce sarebbe compresa fra 1038 e 1938 km/h. Prendendo in considerazione fattori ostacolanti come la mancanza di trazione, terreno irregolare, resistenza del vento ecc… possiamo ragionevolmente tagliare quei “numeri” a metà per arrivare a una velocità più realistica. La velocità di passeggio sarebbe di circa 35.41-104.61 km/h; la v di corsa lenta sarebbe di circa 276.81 km/h; la v di corsa veloce sarebbe compresa fra 520 e 969 km/h.

pacific-rim-gypsy-danger-sideshow-collectible-statue

Lo Jaeger americano “Gipsy Danger”

Sviscerato l’argomento “velocità massima” possiamo provare a calcolare finalmente, la potenza erogata:

La definizione di “Cavallo Vapore” ci dice che “1 CV è la potenza necessaria per il  sollevamento di un peso di 75 kgf (chilogrammi forza o chilogrammo peso) alla velocità di un metro al secondo, ovvero 75 kgf·m/s” (un chilogrammo peso coincide numericamente sulla Terra con quello che esprime la massa in kg, anche se sono dimensionalmente diversi). Lo Jaeger pesa 1980 tonnellate (1,980,000 kg) e può correre ad una velocità massima di 969 km/h (269,17 m/s), perciò la potenza massima erogata dai 37600 motori Diesel e dal reattore nucleare è di 7,106,088 CV (5.225 GWatt). Nel calcolo che abbiamo appena svolto appare subito chiaro un errore intrinseco nella definizione, infatti sopra leggiamo chiaramente che “1 CV è la potenza necessaria per il sollevamento di un peso” e anche il lettore meno informato può benissimo immaginare che c’è bisogno di più forza per sollevare da terra un corpo, che per spostarlo orizzontalmente; quindi per ottenere un risultato più realistico, andremo a dividere l’output di potenza per 9.807 m/s2, ovvero il modulo di accelerazione di gravità terrestre; volendo considerare anche gli attriti con il suolo e con l’aria, raddoppiamo il risultato (+ attriti = + forza da vincere = + potenza assorbita) e quindi, con buona approssimazione, la potenza massima erogata dal complesso energetico dello Jaeger è di 1.449.188 CV (1.065 GW) cioè la potenza assorbita da 32 treni Eurostar.

Hugh_llewelyn_3231_&_3999_(6678334547)

Due treni Alta Velocità Eurostar 

Come abbiamo anticipato prima, l’Eva-01 (pesando 90 volte di più dello Jaeger), avrà bisogno di una potenza pari a 130,426,920 CV ovvero 23.982 GW. Basti pensare che la potenza erogata dagli impianti energetici di tipo eolico della Germania è pari a 25.8 GW. (Ora ci rendiamo conto delle esagerazioni “fisiche” di NGE, e queste esagerazioni non si limitano solamente al solo uso improprio del Mare di Dirac). Per calcolare la capacità energetica della batteria, basta moltiplicare la potenza in Watt per il tempo di erogazione: sappiamo che la batteria di un EVA ha una durata operativa di 5 minuti, quindi l’energia erogata dalla batteria sarà pari a 1,998,500 kWh, cioè l’energia fornita a 605,606 case italiane, praticamente l’energia consumata da un capoluogo di provincia.

END OF PART 1

Spoiler Parte 2: Parleremo delle forze agenti sull’entry plug dell’Eva-01 e la G-Force che il povero Shinji è costretto a sopportare durante i combattimenti.

  • Unit 04

    Ho cercato di capire al massimo i calcoli e qualcosina l’ho capita. Splendido articolo! Come hai fatto per i calcoli ?

    • Balthasar è un laureando di Ingegneria Meccanica!