富人新寵——飛行器

邵萍

未來像“鋼鐵俠”、

“蜘蛛俠”一樣在空中自由翱翔，將要成為現實。

想必大家都看過《星際穿越》，知道星際旅行的故事吧？里面援引了愛因斯坦的廣義相對論E=mc2以及牛頓第三定律，計算于一個G的引力條件下可以讓我們在太空中保持平衡。如今，在新西蘭就有一家飛行器公司根據這一原理研制了一款個人飛行背包。目前該設備已經于美國國土安全局、美國國防部以及其他聯邦、州和地方機構提供飛行技術服務。未來，美國的消防隊員、警察和軍人們或許就能用上這種酷炫的個人飛行裝備。

那么，作為一位普通何時才有機會真正駕駛馬丁飛行噴射包翱翔空中呢？光啟科學董事局主席劉若鵬講道，光啟已與數家合作伙伴組建了“鋼鐵俠”俱樂部，普通人也可加入俱樂部接受飛行訓練，并真正駕駛馬丁飛行噴射包體驗飛行。看來，未來像“鋼鐵俠”、“蜘蛛俠”一樣在空中自由翱翔，將要成為現實。

飛行器夠不夠安全？

雖然直升機解決了垂直起降，但它的技術復雜，成本極大，一般人無法奢求。所以，很多人開始了對個人飛行器的研制熱潮。如今，它終于問世。不過，還是不免會有人懷疑如此時尚的飛行器在出現安全故障的時候會不會掉下來摔成肉泥呢？對此，有人表示，要研制個人飛行器首先就要定義個人飛行器設計的目的要求，可以用這么幾個字：安全、方便、經濟、實用，還有小巧。

安全是第一位的，不能是禍從天降，要保證安全，就需要有垂直起降的功能。要做到經濟就需要重量輕，升力效率高，省油。另外，體積要小巧，結構要緊湊，操作容易，盡量做到平民化，這樣才方便實用。

空氣動力形式的個人飛行器形式多樣，也是愛好航空人士主流的研究方向。在這種形式里也主要有兩種，一種是滑跑起飛式的，另一種是垂直起降式的。滑跑起飛式的主要有動力三角翼、旋翼機、折疊翼飛行車和飛翼等。動力三角翼也稱動力懸掛滑翔機，具有體積小、重量輕、簡單易學、安全可靠等特點，是航空運動領域中最受歡迎的一種輕型動力的飛行器，也是一種實用的個人飛行器。雖然它對滑跑場地要求不高，但也需要一段滑行長度，所以起降還是受一定限制，妨礙它成為人人通用的個人飛行器。

旋翼機和直升機相似，它們頭頂都有一副大直徑的旋翼，但是旋翼機的旋翼一般不與發動機傳動系統相連，發動機不以驅動旋翼為飛機提供升力，而是在旋翼機飛行的過程中，旋翼面向后傾斜形成一定的迎角，由前方氣流吹動旋翼旋轉產生升力。由于靠滑行起飛，與動力三角翼一樣，起降受一定影響，所以難以發展成為通用的個人飛行器，遠不如動力三角翼應用廣泛。

盤點各式飛行器

美國馬薩諸塞州沃伯恩的Terrafugia公司有種新型的陸空兩用的交通工具，名為“變形者”的“飛行汽車”。其看起來就像一輛普通SUV，只是兩側多了可折疊的機翼。使用時只需按一個按鈕，機翼便會自動展開，據悉，目前已在美國上市。然而，其看起來就是飛機的縮小版，起飛前還需滑行1600米。如此長度的跑道想要找到實屬不易，需要靠公路起降，如此一來便很受限，安全上也會產生一定的問題。可見，購買價值13 6萬美元的它，還不如分別購買一架小型飛機外加一輛汽車合算。

類似這些個人飛行器不能垂直起降，就注定限制了自身的發展，難以成為蓬勃發展的個人飛行器的主流，所以垂直起降式的飛行器就成了大家永不停歇的追求目標。垂直起降式個人飛行器主要有旋翼（螺旋槳）式，（涵道）風（渦）扇式等。日本人發明的這個名為“GEN H-4”的個人直升機飛行器使用了兩個反方向旋轉的螺旋槳，所以不需要使用尾翼就可以控制方向。引擎排量125cc，功率8馬力，時速可達90公里/小時，售價為3.1萬美元。

一名新西蘭青年歷時30年設計出個人飛行器——“空中摩托車”，其飛行高度可達2400米，速度達45公里每小時，屬直升旋翼機，可以像卡式直升機一樣同軸反向驅動旋翼進行垂直起降。不過，由于造價昂貴，似乎只有一部分富人可以消費得起。

此外，垂直起降并不代表設計成功，那狹小的操作空間，也讓人感覺累得慌。而且這些螺旋槳或旋翼式的個人飛行器，由于沒有外圈涵道的保護而裸露在外，安全是主要問題。因為個人飛行器一般都會像汽車摩托一樣方便地在任意地點停靠，與操作者親密接近，所以，誰也不希望被這低矮飛轉的“旋刀”切成肉片，所以這種沒有安全防護的個人飛行器也難以廣泛應用。

飛行器的未來

“獨行者”或“飛天摩托”這種形式挺好，因為個人飛行器本來就不用太大，速度也不用太快，要有垂直起降靈活的飛行形式，最主要的是安全。這種有涵道的大渦輪不像直升機那樣怕碰，所以這兩款垂直起降飛行器也許將成為未來個人飛行器的主要形式。

不過，這兩款飛行器也有它的局限性。它們的風扇都差不太大，直徑大約1米的風扇很難產生強大的升力，只有幾片扇葉，風扇有效面積內的利用率太低。直升機之所以能飛，因為它的旋翼面相當大，而個人飛行器的涵道風扇的直徑只有1米左右，因此只能從提高面利用率上下功夫。

近日，國外廠商Zapata對其飛行滑板“Flyboard Air”便進行了成功試飛。從某種意義上來說，Flyboard Air可以說是首款真正的個人空中飛行器，而不僅僅是懸浮于地面十幾厘米的滑板。Flyboard Air是經過四年研發的先進飛行器。它主要由三個部分組成，分別是飛行器、燃料箱及遙控器，其中，燃料箱就像是一個背包，里面裝滿了Jet A1航空煤油。至于遙控器，可以控制飛行器上的六個渦輪發動機，其中四個用于推進，兩個用于實現水平平衡。

由于Flyboard Air可以實現最高1000馬力的功率，所以飛行速度還是很快的。他們開發了一種先進的算法，與操作無人機相似，用戶在操作時可以感受到飛行器本身的重量和平衡，這是一種微妙的感覺，用戶的腿、大腦都能夠感受到。由于Flyboard Air尚處測試階段，所以在水中起飛、降落是一種有效的安全防護措施，即便一個引擎發生故障，理論上也是可以正常飛行和降落，但如果不幸發生重大故障，那么在水面上方測試無疑會保證人員生命安全。