螺旋狀飛行物運動軌跡理論探析

劉世明

（濮陽職業(yè)技術學院，河南 濮陽 457000）

UFO是英文Unidentified Flying Object的簡稱，中文意指來歷不明、空間不明、結構不明、性質不明的飛行、漂浮在空中的物體。在中國古代，UFO又叫作星槎（chá），意思是似木筏浮游般不明真相的空中飛行物。20世紀80年代以后，UFO現(xiàn)象與討論熱潮迭起。迄今為止，世界各地有關UFO現(xiàn)象的報告難計其數(shù)，且每年還以平均數(shù)千件的速度遞增。UFO現(xiàn)象中的99%已經(jīng)找到了合理解釋，但仍有極少數(shù)UFO現(xiàn)象原因不明、真相未白，無法根據(jù)人類現(xiàn)有活動信息和科學知識作出合理解釋，比如螺旋狀光環(huán)UFO現(xiàn)象。本文擬對螺旋狀運動軌跡進行分析，與大家商榷。

一、螺旋狀光環(huán)UFO的特征描述

螺旋狀光環(huán)UFO十分罕見，又因其運動形狀之特別、飛行地域之廣、觀察人數(shù)之多，引發(fā)了公眾尤其是UFO愛好者的關注。關于螺旋狀光環(huán)UFO現(xiàn)象，古籍中也有記載和描述，《漢書·天文志第六》記載了一種名叫“枉矢”的星象，“狀類大流星，蛇行而蒼黑，望之如有毛目然”，有人提出“枉矢”星象極有可能是今之所謂“螺旋形UFO”現(xiàn)象，《圣經(jīng)·舊約·以西結書·見四活物》記載：“我觀看，見狂風從北方刮來，隨著有一朵包括閃爍火的大云，周圍有光輝，從其中的火內發(fā)出好像光耀般的精金?！苯┠陙?，螺旋狀光環(huán)UFO現(xiàn)象更是頻頻出現(xiàn)，如1981年“7·24”、2005 年“9·25”、2009 年“12·9”等 UFO 現(xiàn)象。

中國科學院云南天文臺張周生研究員明確指出，螺旋狀光環(huán)UFO現(xiàn)象是發(fā)生在離地面數(shù)百千米至近千千米左右的特異天文現(xiàn)象，其特點是從星體中心逐漸向外射散出由氣體組成的螺旋狀光帶[1]（14-15）。他在分析了數(shù)千份螺旋狀光環(huán)UFO的目擊報告后，得出了出現(xiàn)周期與運動軌跡、運動高度和速度、螺旋面與地平面的關系等統(tǒng)計規(guī)律，并提出了這一現(xiàn)象的假設性成因：未知的冰質小慧星穿越地球高層大氣時，作高速切割地球磁力線運動，在其表面等離子體受地球引力和磁場洛侖茲力以及自身內部電磁力綜合作用下，呈現(xiàn)為直線運動與圓周運動的疊加，即沿著一條回轉半徑不斷變化且非封閉的立體螺旋線運動，而形成一束從彗星表面剝離的帶電粒子微粒流，并沿著具有一定寬度的螺旋線圍道動散開來，且與沿途遇到的大氣中稀薄原子和分子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象[2]（32-33）。 如圖 1、圖 2、圖 3。

圖1 1981年7月24日22時四川廣漢觀測UFO手繪圖

圖2 2009年12月9日凌晨挪威北部出現(xiàn)的螺旋狀

圖3 2005年9月25日18時中國東北出現(xiàn)的螺旋狀“UFO”

二、螺旋狀飛行物的軌跡方程

圖4螺旋狀飛行物飛行軌跡與自身質量及受力的關系

（2）式是一等角螺線方程[3]（59）。

α=0°時，其軌跡是一直線，α=90°時，其軌跡是一圓。 當 0＜α＜90°時，ctgα＞0，等角螺線是一外旋螺線；當 90°＜α＜180°時，ctgα＞0°， 等角螺線是一內旋螺線。因此，人們所見到的螺旋狀UFO，實際上是運動物體與沿途遇到的大氣中稀薄原子和分子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生發(fā)光的新奇物理天文現(xiàn)象。

三、利用Matlab軟件對（2）式進行處理

（1）定義函數(shù)

function r=rho（m，v，α，φ） %定義以 m，v， α， φ為變量的函數(shù)。

p=m*v.^2/（m*9.8*sin（α））；

q=1/sqrt（1+4*cot（α））；

r=p*q*exp（2*cot（α）*φ）；

end

（2）引用

φ=linspace（-10，10）； %畫圖 φ 的范圍，這是大致給的。

r=rho （100，10，0.45*pi，φ）； %引用函數(shù)， 其中m=100，v=10，α=0.45polar（φ，r） %畫極坐標圖（見圖5）。

圖5 α=0.45π時螺線的形狀

φ=linspace（-10，10）； %畫圖 φ 的范圍，這是大致給的。

r=rho （100，10，0.45*pi，φ）； %引用函數(shù)， 其中m=100，v=10，α=0.55π。

polar（φ，r） %畫極坐標圖。 如圖 6。