飞行汽车

2015-06-18 23:30鲁楠
第二课堂(初中版) 2015年6期
关键词:飞车发动机汽车

鲁楠

让汽车飞幻想了数十年

1885年,德国人卡尔·本茨在他的奔驰公司面临倒闭的危急时刻,成功制造出自己公司的第一台单缸汽油发动机,并想通过这种汽油发动机改变公司的经营窘况。当时有单缸汽油发动机制造能力的公司不止奔驰公司一家,如何让自家的汽油发动机有更大的销售利润呢?卡尔·本茨灵机一动,他把发动机安装在三轮马车的车架上,用发动机输出的动力驱动马车前进,于是发明了第一辆汽车。这辆汽车的生产日期是1886年1月29日,它成为汽车的鼻祖,从此揭开了汽车工业的百年发展历程。

美国的莱特兄弟在放羊的时候看到天空中飞翔的鸟儿,于是感叹:人要是也能像鸟儿一样在天空中飞翔该多好!莱特兄弟为了实现飞翔的梦想,开始制造飞机。经过百折不挠的努力,他们于1903年成功制造出第一架能飞向蓝天的飞机。

汽车的发明现在看来很简单,就是给发动机装上轮子。飞机的发明现在看来也很简单,就是给发动机装上翅膀呗!

世界上自从有了汽车和飞机之后,人们出行可以在马路上奔驰,也可以在天空中飞翔。汽车在地上跑,飞机在天上飞,各行其道,互不牵连的日子一晃就一百多年过去了……

给发动机装上轮子变成汽车,给发动机装上翅膀变成飞机,要是给发动机既装上轮子,又装上翅膀,那会变成一种什么样的出行工具呢?当然是“飞车”喽!

如今人们深受交通阻塞之苦,所以让汽车飞起来的期望更加强烈。1997年有部名为《飞天法宝》的科幻电影就描述了汽车满天飞的情景。电影中,在汽车上涂上一层“飞天水”,汽车就能飞了,这种方法在现实世界里并没有什么“科技含量”,是人类的天真幻想而已。

科学家们当然不会沉醉于“飞天水”的研制中,在现实世界里科学家们走的是一条“飞车正道”,他们一直在努力用真实的科技力量研制会飞的汽车。让汽车飞起来这条路实在是“幻想时简单,操作时困难”,虽历经数十年的研究并无可喜的结果产生——飞机还是飞在天上,汽车还是奔驰在地上,既能在地上跑又能在天上飞的“飞车”一直处于“难产”状态!

科学探索

组合发明法是把不同物件的某些技术特征进行新的组合,构成新物件的发明技法。爱因斯坦曾经说过:为了满足人类的需要而找出已知装置的新的组合的人就是发明家。组合发明法的类型主要有:异物组合、同物组合、主附组合、重组组合。把硝酸钾、木炭和硫磺等组合在一起变成炸药是异物组合的结果。“双色笔”和“三色笔”则是同物组合的结果。主附组合的一个典型例子是:闪光灯和照相机原来是分开的,后来把闪光灯作为照相机的附件结合起来,就有了新型的照相机。老式电话机的话筒和座机是分离的,把分离的部分组合在一起就变成了手机,这就是重新组合。请大家想一想,“会飞的汽车”会是哪种类型的组合发明呢?

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生活中,你肯定见过各式各样的鞋,但是“报警鞋”你见过吗?一位意大利的银行职员根据自己的工作需要,把报警器和鞋子组合在一起,发明了报警鞋。当银行工作人员遇到歹徒抢劫时,只需将两只鞋底相互接触,安装在鞋内的微型无线电发射器就会立即将信号发送出去,使远处的报警器发出声响,从而完成“偷偷报警”的任务。目前这种报警鞋在金融财务部门、首饰店、博物馆和仓库等地方的工作人员那里特别受欢迎。

你看你看,汽车飞起来了

早在20世纪40年代,汽车和航空技术的长足发展让福特汽车公司创办人亨利·福特有了大胆的预言:飞行汽车迟早会出现!

这个预言在科学家的不断努力下渐渐变成了现实。你看,汽车飞起来了呐——

2014年10月28日,美国亚利桑那州的一家公司展示了一款集飞机、直升机、汽车三合一的交通工具,名为“天空巡航者”。这款交通工具可以像直升机一样垂直升降,无需机场跑道,还能像汽车一样在陆地道路上行驶。乘坐“天空巡航者”出行时,乘客不必再为道路阻塞而头痛。陆路通畅时地上跑,陆路堵时天上飞,它能完成点对点、门对门的交通任务,畅行无忧。

为了让汽车能飞起来,科学家们可谓是尝尽了千辛万苦。“飞起来”结果背后有着一次次“飞行不顺”的苦涩。

1937年,沃尔多·沃特曼设计了一款飞行汽车,汽车的尾部加装了螺旋推进器。沃尔多·沃特曼感觉自己的飞行汽车设计特别合理,如果造成实物应该能飞起来。可是他却没有募集到足够的资金,最终导致这款飞行汽车因缺乏资金而胎死腹中。搞发明创造,不但需要聪明的头脑,有时候还需要大把钞票支持。

1946年,罗伯特·富尔顿设计了一款飞行汽车,这款飞行汽车像“变形金刚”:飞行汽车的翼、尾部件可拆卸,螺旋桨可藏在汽车内部,启动“飞行模式”之前需要“变形”。这辆飞行汽车制造出来后,被美国民用航空局认定为第一辆飞行汽车,飞行时速约是190千米,路面行驶时速约80千米。虽然富尔顿的设计是成功的,但没有企业家认为这样的飞行汽车会有市场,都不愿意接单批量生产,以致这款飞行汽车“死于初生”。新科技产品就算是有了样机,如果市场不认可,仍旧会有夭折的风险。

1947年,有公司研发出一款配有可拆卸飞行装置的双门轿车,名为ConvAirCar,它先是安全飞行一小时,然后行驶了70千米,在再进行飞行时不幸意外坠毁,把在场观看的人都吓傻了。科学实验存在着伤亡风险,那些富有创新精神的人,都是勇者。

1970年,莫尔·泰勒设计了一款飞行汽车,可以流畅地实现陆空行驶交替进行。这款飞行汽车用玻璃钢材料制造,传动轴连接着发动机和螺旋推动器,飞行时速达到200千米。美国联邦航空局还向其颁发了“飞行汽车”生产许可证,福特汽车公司也接下订单准备批量生产,但随后而来的十年石油危机使生产计划告吹,真是生不逢时啊!

进入上世纪90年代以来,随着资金、市场、政策、技术等方方面面因素的好转,飞行汽车的研制工作系统化地高速推进,失败的案例少了,成功的好消息不断传来。特别是在新材料的支撑下,飞行汽车的质量更轻,安全性能大幅度提升,设计也更有科幻感。让汽车飞起来基本没有障碍了,如加拿大研制的“直飞汽车”,美国的“空中汽车”,荷兰的“旋翼汽车”,以及前面说过的“天空巡航者”都可以说是飞行汽车中的“名车”。

科学探索

目前,飞行汽车的车身多是用碳纤维、钛合金打造成的。碳纤维是用片状石墨微晶等有机纤维“绞绕”而成,它外柔内刚,质量比铝轻,但强度却高于钢铁。钛合金原先是航空材料,强度高、质量轻、耐腐蚀。钛合金从航空材料转用到飞行汽车上,可见飞行汽车的开发离不开高科技材料的支撑,新材料是促进产品技术变革的基本条件。

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飞行汽车大兴其道后,最为沮丧的应该是收费站了。到时候人家汽车都在天上飞了,你收费站还能拦住人家收“过路费”么?收费站的沮丧揭示了交通体系将面临一场重要变革:人们以陆路交通为主的出行方式,将渐渐被空中交通所替代。到时候,人们见面的问候语很可能是:“开车飞哪儿去啊?”

中国飞行汽车别样美

前面说了那么多研制飞行汽车的国家,那咱中国在这方面的研发状态如何呢?呵呵,中国交通也特别堵呀,所以中国研制飞行汽车“解堵”的脚步也是不甘落后的。

研究中国飞行汽车的西安美联航空技术有限责任公司,眼下已经打造出了“样品”。咱走近中国飞行汽车,看看它长个啥模样:头部为扁圆弧形,顶部和尾部装有旋翼,底盘安装有4个车轮。中国飞行汽车的质量是450千克,旋翼长度为8.4米,行车模式时的速度可达120千米,飞行时速度180千米。

中国飞行汽车与国外产品比较,有两个显著优势:一是“皮实不挑食”,给它加97号无铅汽油70升,可“连飞带跑”4小时,有劲头,很适合民用;二是“操作简单很亲民”,中国飞行汽车在地面行车状态的操作和普通汽车操作完全一样;在空中操作也很简单,基本上是“按钮化”的傻瓜操作,一学就会。会开汽车的人经过2~5天飞行培训就可以单独操纵飞行了,够亲民吧?

中国飞行汽车之所以在设计上有这两个特点,是因为中国飞行汽车将来面对的消费者是普通大众。到时候,不是家家有汽车,而是家家有“飞车”了。

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眼下,世界各国的科技巨头都开始介入飞行汽车的研制工作,力图造出最先进的飞行汽车抢占市场。可是,有人却对飞行汽车表现得十分不屑。一名叫埃隆·马斯克的“技术大佬”说:“我不看好飞行汽车,因为它的缺点实在太多。一是它会改变我们视野里的天空,天上会到处都是汽车;二是噪音污染会更加严重;三是人们得防止有什么东西时不时地砸下来。”好在反对者的声音也是推动科技进步的力量,所以埃隆·马斯克的反对意见不会中止飞行汽车的研发进程,反而会完善这个进程。

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众所周知,开汽车得有汽车驾照,开飞机需要有飞机驾照,那么开飞行汽车得需要持有什么驾照呢?暂时命名为“飞车驾照”吧,虽然有点儿怪怪的感觉,但到时拥有“飞车驾照”的人越来越多,大家就见怪不怪了。将来会有越来越多的飞行汽车从空中掠过,但开的人一定要先考到“飞车驾照”呀,不然无证驾驶飞行汽车可是违法的哟!

(编辑 孙世奇)

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