《猎鹰与冬兵》

2021-07-08 05:05杨旭
科学Fans 2021年6期
关键词:单人喷气猎鹰

杨旭

《猎鹰与冬兵》的播出,让大家又燃起了超级英雄梦。特别是猎鹰那一套帅气的EXO系列仿生翼装飞行包,着实令人眼馋。獵鹰翱翔于天空的潇洒身姿无疑满足了许多人单人飞行的梦想,那在现实中,我们离自由飞翔还有多远呢?

初代飞行器的研发

20世纪20年代,随着“飞行背包”的设想第一次出现在科幻小说中,这种完全挑战重力和交通理论的工具开始逐渐出现在现实生活中。塞尔科化学公司在1958 年研发的一款名为“蚱hopper”的特殊皮带,被视为初代飞行背包。它配有5 个高压氮气罐和两个喷嘴,尽管因为体积偏小无法用于飞行,但在提高运动能力方面效果显著,戴上它可以帮助人们跳到7 米高。虽然这家公司也考虑过通过放大它达到飞行目的,但最终未能实现。

到了1960年,贝尔公司的温德尔·摩尔发明了使用过氧化氢作为燃料的火箭背包,基本原理是过氧化氢被催化分解形成过热蒸汽,这些蒸汽在喷射后会产生推力,从而让使用者悬空长达20秒之久,单人飞行器由此初具雏形。

当代的飞速发展

时光飞逝,单人飞行器也在不断发展。2017年上市的马丁飞机公司,花费数年研发了著名的“马丁喷气背包”。这款飞行背包比起前辈们具有速度快、航程远的优势,而且已经进化到能被远程遥控。在操作人员的控制下,它可以进入一些难以从地面进入的区域,能够像执行搜救任务的无人机一样将人员运送到安全地带。不过,这种喷气背包的机动性能并不高,例如它的导管风扇装在巨大的外壳内,限制了其前后高速移动的能力。

另一款接近单人飞行器的则是飞行滑板。这种飞行滑板采用微型喷气涡轮引擎,从背包中输送燃料,能够完成加速、盘旋、悬停、急刹等一系列复杂的动作。飞行滑板内置稳定化程序、数字飞行控制系统和直觉飞行控制系统,可以帮助飞行者在空中畅游。其中最为人熟知的就是Flyboard Air。研发团队称其可以满足军队在监视、投送和补给方面的需求,还能发展为载人和无人战斗飞行器。虽然听上去很完美,但实际上Flyboard Air有着不少问题:首先它的操作很像滑雪板或滑水板,早期试飞都是在水面上飞行,等到操作熟练后才能在陆地飞行。其次,飞行滑板的操作者必须具备极高的身体素质和技巧。对普通人来说,使用它的难度不亚于成为职业运动员。最后,虽然Flyboard Air的最高速度能达到每小时150千米,升限3000米,可续航能力只有10分钟。而高达25万美元的成本也制约了该产品的量产潜力。

单人飞行器的发展制约

目前市面上的单人飞行器主要是以上两种形态,距离猎鹰的水平还有很长一段距离。那现在制约单人飞行器的主要问题是什么呢?

首先是气动设计。德国曾使用过飞行背包进行特种部队投送试验,在接近目的地航程末端时,由士兵背负飞行背包继续飞行。虽然研发团队用增大后背的机翼尺寸来优化气动结构,但这个玩意降落时仍需要降落伞辅助,本质还是个滑翔伞,不能像猎鹰那样在360度转体降落的同时还踢飞两个反派。

其二就是续航和燃料问题。当下雷达、各类武器等必要装备都很难小型化,并且还会增加飞行器的整体重量。受限于起飞重量,单兵飞行器携带的燃料就非常有限,最终导致续航能力弱。充电三小时,飞行五秒钟,刚准备起飞就落地了,离自在飞翔还差得远。

最后还不得不考虑成本问题。目前较为成熟的单人飞行器设备仅成本就动辄几十万美金。虽然人人都想飞得更高,但是看看价格,大概只能应了漫威那句老话:“富人飞行靠科技,穷人就只能等着变异了”。

尽管单人飞行器的发展道阻且长,但科技的发展总是会给人类带来许多惊喜,当更多热爱飞行技术的发烧友、专业人员加入研发行列,单人飞行器的未来就会更值得我们期待。

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