如果你在上學(xué)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(méi)準(zhǔn),他們會(huì)派出“火箭飛人”前來(lái)“救駕”。不過(guò),這樣的情形要等50年后才能出現(xiàn)……
其實(shí)“背包”可以飛
上個(gè)世紀(jì)20年代,科幻小說(shuō)中出現(xiàn)了一個(gè)有趣的新名詞——“火箭飛人”。
“火箭飛人”有個(gè)會(huì)噴氣的飛行背包。憑借這個(gè)背包,“飛人”可以在地球上空自由翱翔。
受到科幻小說(shuō)的影響,不久之后,英國(guó)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(gè)“火箭飛人”。為此,羅斯?jié)M懷希望地向英國(guó)民用航空總局尋求技術(shù)支持。可惜的是,他被當(dāng)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(wú)保護(hù)的情況下試飛了十余次,摔得鼻青臉腫,卻并沒(méi)有成功。羅斯的飛天夢(mèng)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(jì)50年代,美國(guó)貝爾飛機(jī)制造公司工程師溫德爾·摩爾根據(jù)羅斯的設(shè)計(jì)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(qǐng)了專利。
34年后,美國(guó)得克薩斯州的一批工程師在摩爾“飛行背包”的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出改進(jìn)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(zhǎng),飛行時(shí)間從原來(lái)的20秒延長(zhǎng)到了30秒。
不要小看這10秒鐘的改進(jìn),科學(xué)家為此花費(fèi)了34年及上百萬(wàn)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(wàn)有引力嗎?請(qǐng)接著往下看!
挑戰(zhàn)萬(wàn)有引力
那么,這個(gè)“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(jìn)劑。使用者打開閥門后,高壓氮?dú)鈺?huì)被釋放,將燃料推入催化室中。
在這里,燃料會(huì)和催化室里的材料發(fā)生反應(yīng),并轉(zhuǎn)化成743℃的高壓高溫蒸汽。
如果你聽過(guò)瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)的故事,就不難理解蒸汽可以將火車推動(dòng)起來(lái),也可以將人輕松地“頂飛”起來(lái)!
說(shuō)出來(lái)嚇你一跳,“飛行背包”噴出來(lái)的蒸汽,可以產(chǎn)生超過(guò)1335牛頓的推力。
按照科學(xué)公式換算,9.8牛頓的推力理論上可以推動(dòng)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(lái),“飛行背包”的原理很簡(jiǎn)單嘛!
如果你這么認(rèn)為,你可就錯(cuò)了。
“飛行背包”的制作難點(diǎn),并不在于復(fù)雜的原理,而是在于很多“要命”的細(xì)節(jié)。
不知你注意沒(méi)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(dāng)然不是!
之所以這樣,是因?yàn)槭褂谜弑仨毚┥夏蜔岱b,防止被743℃的蒸汽灼傷。科學(xué)家還在噴氣管道上包裹了絕熱材料,做到雙重保護(hù)。當(dāng)然,這也是為了防止蒸汽流失,浪費(fèi)能量。
處理好這一點(diǎn)并不容易??茖W(xué)家需要反復(fù)試驗(yàn),才能測(cè)算出額定飛行時(shí)間內(nèi)燃料的劑量及蒸汽所產(chǎn)生的額定溫度。因?yàn)椋剂隙嗔?,蒸汽的溫度?huì)產(chǎn)生變化,飛行人員就會(huì)有危險(xiǎn);燃料少了,則難以保證飛行的高度和時(shí)間。
另一方面,“飛行背包”不能無(wú)限量地投放燃料。稍微動(dòng)點(diǎn)腦筋,我們都會(huì)想到,如果把背包做的跟飛機(jī)一般大,以此提高飛行高度和時(shí)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(wèn)題也一直困擾著科學(xué)家們。別的姑且不說(shuō),動(dòng)力平衡一直都是個(gè)大麻煩。如果噴氣背包不能夠保持平衡,或者被風(fēng)一吹,便失去平衡,就會(huì)造成安全隱患。
直到現(xiàn)在,這個(gè)問(wèn)題也沒(méi)有得到很好地解決。這就是為什么科學(xué)家花費(fèi)了34年,才讓飛行時(shí)間提高10秒的重要原因。
為了安全,科學(xué)家們想了個(gè)土方法,干脆給“火箭飛人”配備了一個(gè)降落傘,做到有備無(wú)患。
科學(xué)家大膽預(yù)測(cè),在不久的將來(lái),人類完全有可能通過(guò)便攜式飛行器在空中飛行。屆時(shí),交通堵塞將永遠(yuǎn)成為歷史。這個(gè)你信嗎?
我可不相信
至少在短時(shí)間內(nèi)不可能實(shí)現(xiàn)。
你或許不知道,由于設(shè)計(jì)者之間的法律糾紛,自從1995年RB2000“飛行背包”問(wèn)世以來(lái),再?zèng)]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(lái)自于影視作品,或者一些科學(xué)家的個(gè)人設(shè)計(jì),屬于“民間制造”。
不過(guò),民間制造也很有意思。2009年,一位加拿大飛行愛好者設(shè)計(jì)了一款水動(dòng)力“飛行背包”。這款背包的動(dòng)力來(lái)源不是蒸汽,而是高壓水流。它能噴射出兩條強(qiáng)大的水流,讓人保持在距離地面9米的高度飛行,很有趣呢!