加拿大发明人力扑翼飞机：平均时速达25公里

民航

2010-09-26 新浪科技 彬彬　

 

　图1：在8月2日的创纪录飞行中，“雪鸟”保持一定的高度和空速共飞行了19.3秒，飞行距离达到145米，平均速度大约为每小时25.6公里。

据国外媒体报道，数世纪以来，人类总是幻想着能够像鸟类一样在天空中自由地展翅飞翔，于是后来人类分别发明了热气球飞行技术和具有固定机翼的燃油动力飞机。近日，加拿大航空工程师又发明了一种可以真正振翅飞翔的人工动力飞行器。这种飞行器被命名为“雪鸟”，是首架人工动力扑翼飞机，并于近期首飞成功。

　　据专家介绍，所谓的“扑翼飞机”就是一种可以在空中振动翅膀作为前进动力来源的飞行器。“雪鸟”扑翼飞机能够持续飞行，并于8月2日完成了创记录的飞行。在飞行过程中，它保持一定的高度和空速共飞行了19.3秒，飞行距离达到145米，平均速度大约为每小时25.6公里。

　　加拿大多伦多大学航空与航天工程学博士生托德·雷彻特是“雪鸟”扑翼飞机的主要研发者，也是“雪鸟”扑翼飞机的飞行员。雷彻特介绍说，“‘雪鸟’代表了一个古老的航空梦想。纵观历史，无数古人都曾梦想能够像鸟类一样，依靠自己的力量在天空中自由飞翔。也有成千上百人曾经真正努力尝试过。”

 

 

　　图2：“雪鸟”是首架人工动力扑翼飞机。

 

 

　　数个世纪以来，一代代工程师们一直在努力尝试将伊卡洛斯神话变为现实。在希腊神话中，伊卡洛斯为了逃离克里特岛，他自制一双蜡制翅膀成功地飞向天际。意大利文艺复兴时期最著名的画家和科学家列奥纳多·达·芬奇从小就有飞天之梦。1845年，他曾经绘制出一架人力扑翼飞机的草图。

“雪鸟”扑翼飞机构成与工作原理

　　值得注意的是，“雪鸟”扑翼飞机翼展长达32米，这一数据可以与“波音737”相媲美。不过，“雪鸟”的重量只有42.6公斤，甚至比一架典型的“波音737”飞机上的所有枕头重量总和都要轻。

　　雷彻特介绍说，“‘雪鸟’的主体结构是由我们自己制造的碳化纤维管构成，因此它的强度和硬度恰好满足需要。其余部分的材料仅仅是一些泡沫材料、轻质木材等，这些材料与人们通常制作小型飞机模型时所使用的材料差别并不大。”

　　足够长的翼展和较轻的质量是相当关键的。雷彻特解释说，“这是一个很酷的工程学挑战。没有任何多余部件，所有都被删减到最低限度。”在飞行前，雷彻特本人也将体重减掉了8.1公斤。

 

　　除了减轻整体质量外，还要加强飞行员的体力训练，才能保证成功的人工动力飞行。雷彻特介绍说，“首先，我专门请教一位教练。他过去曾经是跆拳道运动国家队教练，他知道如何在不增加体重的前提下提高身体力量。在上一个阶段，大约一个月前，我开始减肥，吃大量蔬菜的同时，多吃一些鸡肉。我并不是在饿自己，我要吃大量食物以保证有足够的体力。当然，这种情况你不可能长期坚持。飞行之后一周内，我又恢复了原来的体重。”

名称和动力来源

　　去年十月，研究人员就在测试过程中将这架扑翼飞机命名为“雪鸟”。雷彻特介绍说，“当时飞机跑道上覆盖着厚厚的积雪。当我们将飞机拉到跑道上时，它上面也已经积满了雪。”

　　8月2日早上6时45分，雷彻特和同事们在多伦多北部的五湖滑翔俱乐部进行首飞。他解释说，“我希望在清晨或日落时进行飞行，那时可能会完全没有风的影响。我们4时或5时起床，并开始组装飞机。由于它体形过于庞大，因此我们很难在一个机器房中组装它。”

　　首先，“雪鸟”扑翼飞机由一辆小汽车牵引在跑道上加速，然后两者分离。雷彻特解释说，“我们保证一定的速度和高度，就是为了证明我们确实是在飞行，而不是在滑翔。”

 

　　图3：“雪鸟”扑翼飞机翼展长达32米，这一数据可以与“波音737”相媲美。不过“雪鸟”的重量只有42.6公斤，甚至比一架典型的“波音737”飞机上的所有枕头重量总和都要轻。

 

　　雷彻特利用双腿为“雪鸟”提供动力。他解释说，“因为双腿肌肉是人体内最强健的。我双腿同时向下踩踏板，这有些像在体育馆中做腿举训练。我每一次踩下去，与踏板相连的绳索带到机翼振动一次，从而提供飞翔动力。”

　　“雪鸟”机身前部还装有一个小轮子，以便于着陆时用作制动系统。雷彻特介绍说，“当轮子着陆时，会继续向前滚动，然后才会刹车停下来。我们最初是设计了两个轮子，但是后来发现着陆时只需要一个，于是我们减掉了一个。在这架飞机上，当某部件并不是必要部件时，你就要把它裁减掉。”

不实用的灵感

　　尽管这架飞机并不是一种实用的运输方式，但是雷彻特认为，“它可以成为其他人利用人体力量的灵感，成为人们实现梦想的一种创意。”这项研究可以引导人们去思考人工动力其实是一种高效、可靠、健康和可持续的运输方式。雷彻特表示，“尽管我还没有看到一种真正的应用，但是你永远无法知道人们将会由此得到何种灵感。至少它会激发人们去重新考虑它的可行性。”

　　9月份，研究人员正式公布他们的飞行纪录。国际航联计划在10月份的会议上正式确认“雪鸟”的飞行世界纪录。