如果你在上學的途中遇上堵車,可別在車廂里唉聲嘆氣,趕緊給航空公司打電話吧!沒準,他們會派出“火箭飛人”前來“救駕”。不過,這樣的情形要等50年后才能出現(xiàn)……
其實“背包”可以飛
上個世紀20年代,科幻小說中出現(xiàn)了一個有趣的新名詞——“火箭飛人”。
“火箭飛人”有個會噴氣的飛行背包。憑借這個背包,“飛人”可以在地球上空自由翱翔。
受到科幻小說的影響,不久之后,英國人斯圖亞特·羅斯研發(fā)出一款“飛行背包”,試圖成為地球上第一個“火箭飛人”。為此,羅斯?jié)M懷希望地向英國民用航空總局尋求技術(shù)支持??上У氖?,他被當作神經(jīng)病,未予理睬。
民用航空總局傷了羅斯的心,卻傷不了羅斯的飛天熱情。
羅斯在毫無保護的情況下試飛了十余次,摔得鼻青臉腫,卻并沒有成功。羅斯的飛天夢破滅了,但卻在“火箭飛人”的歷史上留下了濃墨重彩的一筆。
20世紀50年代,美國貝爾飛機制造公司工程師溫德爾·摩爾根據(jù)羅斯的設計方案,發(fā)明了一款新的“飛行背包”。
1961年,這款“飛行背包”試飛成功——雖然只能飛行20秒,但卻讓人大開眼界。
興奮之余,溫德爾·摩爾為他的“飛行背包”申請了專利。
34年后,美國得克薩斯州的一批工程師在摩爾“飛行背包”的基礎上,設計出改進版——RB2000“飛行背包”。
這款“飛行背包”比之前的飛得更高,也飛得更長,飛行時間從原來的20秒延長到了30秒。
不要小看這10秒鐘的改進,科學家為此花費了34年及上百萬關(guān)金。
知道“噴氣背包”和你的書包有什么區(qū)別嗎?知道“背包”如何擺脫萬有引力嗎?請接著往下看!
挑戰(zhàn)萬有引力
那么,這個“飛行背包”里到底有著怎樣的奧秘呢?它和我們的書包究竟有啥不一樣?
答案就在背包上的金屬罐子中。
這些金屬罐子,一共裝有約23升的燃料推進劑。使用者打開閥門后,高壓氮氣會被釋放,將燃料推入催化室中。
在這里,燃料會和催化室里的材料發(fā)生反應,并轉(zhuǎn)化成743℃的高壓高溫蒸汽。
如果你聽過瓦特發(fā)明蒸汽機的故事,就不難理解蒸汽可以將火車推動起來,也可以將人輕松地“頂飛”起來!
說出來嚇你一跳,“飛行背包”噴出來的蒸汽,可以產(chǎn)生超過1335牛頓的推力。
按照科學公式換算,9.8牛頓的推力理論上可以推動1公斤的物體,1335牛頓的推力理論上可以幫助133.5公斤的“胖紙”克服地球引力,飛上天空。
如此看來,“飛行背包”的原理很簡單嘛!
如果你這么認為,你可就錯了。
“飛行背包”的制作難點,并不在于復雜的原理,而是在于很多“要命”的細節(jié)。
不知你注意沒有,所有的試飛人員都穿著厚厚的衣服,你以為他們怕冷怕摔跤?當然不是!
之所以這樣,是因為使用者必須穿上耐熱服裝,防止被743℃的蒸汽灼傷??茖W家還在噴氣管道上包裹了絕熱材料,做到雙重保護。當然,這也是為了防止蒸汽流失,浪費能量。
處理好這一點并不容易。科學家需要反復試驗,才能測算出額定飛行時間內(nèi)燃料的劑量及蒸汽所產(chǎn)生的額定溫度。因為,燃料多了,蒸汽的溫度會產(chǎn)生變化,飛行人員就會有危險;燃料少了,則難以保證飛行的高度和時間。
另一方面,“飛行背包”不能無限量地投放燃料。稍微動點腦筋,我們都會想到,如果把背包做的跟飛機一般大,以此提高飛行高度和時間,那么,“火箭飛人”便失去了便攜飛行的意義。
除此以外,安全性問題也一直困擾著科學家們。別的姑且不說,動力平衡一直都是個大麻煩。如果噴氣背包不能夠保持平衡,或者被風一吹,便失去平衡,就會造成安全隱患。
直到現(xiàn)在,這個問題也沒有得到很好地解決。這就是為什么科學家花費了34年,才讓飛行時間提高10秒的重要原因。
為了安全,科學家們想了個土方法,干脆給“火箭飛人”配備了一個降落傘,做到有備無患。
科學家大膽預測,在不久的將來,人類完全有可能通過便攜式飛行器在空中飛行。屆時,交通堵塞將永遠成為歷史。這個你信嗎?
我可不相信
至少在短時間內(nèi)不可能實現(xiàn)。
你或許不知道,由于設計者之間的法律糾紛,自從1995年RB2000“飛行背包”問世以來,再沒有哪家大公司愿意從事“飛行背包”的研發(fā)。
我們現(xiàn)在看到的很多產(chǎn)品,大多來自于影視作品,或者一些科學家的個人設計,屬于“民間制造”。
不過,民間制造也很有意思。2009年,一位加拿大飛行愛好者設計了一款水動力“飛行背包”。這款背包的動力來源不是蒸汽,而是高壓水流。它能噴射出兩條強大的水流,讓人保持在距離地面9米的高度飛行,很有趣呢!