新世紀(jì)的新概念飛機(jī)

21世紀(jì)，“節(jié)能環(huán)保、高效能、以人為本”的理念已經(jīng)深入人心。圍繞這一主題，各種新概念飛機(jī)相繼取得重大進(jìn)展。典型的概念飛機(jī)包括新能源飛機(jī)、單人飛行器、“旋轉(zhuǎn)”機(jī)翼飛機(jī)、納米飛機(jī)以及采用各種新穎布局的飛機(jī)等。這些飛機(jī)在一定程度上代表了未來飛行器的發(fā)展方向。

新能源飛機(jī)實(shí)際上指的是一大類飛機(jī)，包括氫燃料飛機(jī)、太陽能飛機(jī)、人力飛機(jī)等，其目的在于積極探索可取代石油的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。

在探索氫燃料飛機(jī)方面，1988年，前蘇聯(lián)曾將一架圖-154飛機(jī)改裝后使用氫燃料進(jìn)行過試飛；1996年，德國和俄羅斯曾聯(lián)合提出“低溫燃料飛機(jī)”研制計(jì)劃，將一架多尼爾328飛機(jī)改裝成氫燃料飛機(jī)驗(yàn)證機(jī)。氫用作飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，具有燃燒熱值高、無污染、資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中存在氫獲取、存儲(chǔ)、供應(yīng)等挑戰(zhàn)性難題。

提到太陽能飛機(jī)，不能不說的是美國研制的“太陽神”號(hào)高空長航時(shí)太陽能無人機(jī)，該飛機(jī)2001年首飛，曾成功完成了一晝夜的飛行，飛行高度達(dá)到29．5千米，創(chuàng)造了非火箭動(dòng)力飛機(jī)的飛行高度紀(jì)錄。

高空長航時(shí)太陽能無人機(jī)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，比如，可以用這種飛機(jī)取代目前的一些通信衛(wèi)星和科學(xué)觀測衛(wèi)星，從而節(jié)省可觀的使用成本；它能到核爆現(xiàn)場采樣；在預(yù)定空域長時(shí)間盤旋偵查敵情；校炮或者為戰(zhàn)機(jī)指引攻擊目標(biāo)；探查地球資源、監(jiān)視農(nóng)作物病蟲害、探測空氣污染情況；在臺(tái)風(fēng)上空飛行，跟蹤和檢測暴風(fēng)雨等等。盡管如此，由于太陽能飛機(jī)的硅太陽能面板存在重量大、嬌貴、易受氣候條件影響等缺點(diǎn)，目前只適合于無人機(jī)領(lǐng)域，并且離實(shí)用階段還存在相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。

人力飛機(jī)是一個(gè)聽起來不錯(cuò)的想法。試想，如果我們能像踩自行車那樣依靠人力驅(qū)動(dòng)飛機(jī)在空中翱翔，那簡直是一件再愜意不過的事了。目前，國外較成功的人力飛機(jī)包括：1979年英國的“信天翁”號(hào)人力飛機(jī)，該飛機(jī)曾成功飛越英吉利海峽；1988年美國和希臘花巨資研制的人力飛機(jī)，從伊拉克美軍空軍基地一路飛到希臘，曾創(chuàng)下116千米的人力飛行世界紀(jì)錄。不過，人的體能畢竟還是太小。依靠人力實(shí)現(xiàn)空中飛行實(shí)在是一件極其累人的“苦差事”。

單人飛行器，顧名思義就是可承載一個(gè)人的飛行器。單人飛行器的應(yīng)用前景廣闊，特別適用于軍事領(lǐng)域。例如，在未來單兵或山區(qū)作戰(zhàn)中，單兵或特種作戰(zhàn)部隊(duì)士兵可利用單人飛行器在任何地形起飛和降落，能完成許多超出人類能力極限的任務(wù)。目前的許多單人飛行器都或多或少借鑒了滑翔機(jī)(或滑翔傘)的思想，即在滑翔機(jī)(或滑翔傘)下方添加簡易支架及發(fā)動(dòng)機(jī)，或者直接將活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)背在駕駛員身后。值得一提的是，美國國防部正在資助研制一種名為“單飛客”的單人垂直起降飛行器。該飛行器攜帶一名操縱者飛行，無機(jī)身，但有一個(gè)仿三角形的機(jī)翼，可以固定在操縱者背上，機(jī)翼根部內(nèi)置一臺(tái)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)一對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)函道風(fēng)扇。操縱者雙手握住手輪式操縱柄，左手控制油門，右手控制飛行方向。

傳統(tǒng)上，飛機(jī)主要靠改變機(jī)翼的形狀獲得更多的升力，但國外一直在探索產(chǎn)生升力的新方法。“旋轉(zhuǎn)”機(jī)翼飛機(jī)最早是一位英籍美國人發(fā)明的，它將螺旋槳和固定機(jī)翼合二為一，機(jī)翼類似一個(gè)長圓筒，內(nèi)裝有螺旋槳葉片，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳葉片，轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片使機(jī)翼翼面上方的氣流快速流動(dòng)，降低局部壓力，從而產(chǎn)生向上的升力，所以飛機(jī)可以像直升機(jī)一樣垂直起飛。同時(shí)，空氣流經(jīng)螺旋槳也產(chǎn)生動(dòng)力，推動(dòng)飛行器向前運(yùn)動(dòng)，機(jī)翼前緣的副翼控制進(jìn)入螺旋槳的氣流，改變兩端副翼的角度使飛機(jī)轉(zhuǎn)向?！靶D(zhuǎn)”機(jī)翼飛機(jī)具有起降方便、耗油量少、噪聲小、生產(chǎn)與使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，現(xiàn)行“旋轉(zhuǎn)”機(jī)翼飛機(jī)還存在不少致命缺陷，如飛機(jī)沒有滑翔能力，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)熄火就會(huì)急速下墜；鳥類也很容易飛入高速旋轉(zhuǎn)的葉片之間，卡住螺旋槳，導(dǎo)致升力下降等。

現(xiàn)在，將飛機(jī)做到巴掌大、甚至指甲蓋大小，從技術(shù)上來講，已經(jīng)不存在任何問題。近年來，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，“蒼蠅飛機(jī)”的概念已被提出。據(jù)悉，美國空軍近年來正致力于研發(fā)一種如同蒼蠅般大小的袖珍飛行器。這種飛行器可攜帶各種探測設(shè)備，具有信息處理、導(dǎo)航和通信能力。其主要功能是秘密部署到敵方信息系統(tǒng)和武器系統(tǒng)的內(nèi)部或附近，監(jiān)視敵方情況。這些納米飛機(jī)可以懸停、飛行，敵方雷達(dá)根本發(fā)現(xiàn)不了它們。據(jù)說它還適應(yīng)全天候作戰(zhàn)，可以從數(shù)百千米外將獲得的信息傳回己方導(dǎo)彈發(fā)射基地，引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)。

除了上述幾種概念飛機(jī)外，近年來，一些非常規(guī)布局的飛行器也在醞釀之中或即將面世，它們包括美國諾·格公司正在研制“靜音”超音速飛機(jī)、沒有垂尾和平尾的無尾飛機(jī)、機(jī)翼和機(jī)身融為一體的飛翼布局飛機(jī)等。

空客的“工程師之夢”

回過頭來，我們?cè)賮碚f說空中客車公司的最新概念飛機(jī)“工程師之夢”。這款概念飛機(jī)機(jī)身修長，機(jī)翼超長、細(xì)薄，發(fā)動(dòng)機(jī)采用半嵌入式置于后機(jī)身下方，尾翼呈U形，擁有超輕型的“智能化”機(jī)身，體現(xiàn)了空客公司為進(jìn)一步提高飛機(jī)環(huán)保性和人性化所作的努力。該概念飛機(jī)的設(shè)計(jì)突出了燃油消耗低、碳排放量少、噪音小等特點(diǎn)，可以為乘客提供更加舒適的乘坐環(huán)境。

據(jù)稱，“工程師之夢”短期內(nèi)還不能成為真正的飛機(jī)，盡管它所展現(xiàn)的技術(shù)都是可行的。按照現(xiàn)有飛機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，這款概念飛機(jī)有望在40年后“夢想成真”?！肮こ處熤畨簟辈粌H代表了空客公司設(shè)計(jì)師們的美好愿望，也向人們展示了未來飛機(jī)的“容顏”。

空客高層表示，“工程師之夢”飛機(jī)將配備“變形座椅”，這種座椅將采用更環(huán)保的、能夠自我凈化的材料制成，而且可以根據(jù)乘客的需求來改變形態(tài)，給人們帶來更佳的舒適性；飛機(jī)上還將考慮采用“綠色”能源，燃料電池、太陽能或者人體自身產(chǎn)生的熱量都可能被用來為飛機(jī)上的某些系統(tǒng)提供動(dòng)力……此外，“工程師之夢”上還將包括其他一些奇思妙想，如通過按壓一個(gè)按鈕，飛機(jī)客艙的艙壁可以變成全透明的，讓乘客能夠360°觀賞飛機(jī)外面的世界。再如，通過對(duì)虛擬飾物進(jìn)行全息照相，可以讓乘客根據(jù)需要，將其私有的客艙變身為辦公室、臥室或者禮拜堂等。(文章代碼：102113)

[責(zé)任編輯]趙菲