人力驱动直升机?
2014-04-29DavidNoonan
雷切特和罗伯特森有一个疯狂的计划:他们要造一架人力驱动的直升飞机,拿到航空业里程碑式的西科斯基奖—获奖要求为直升机至少要能飞到离地10英尺 (约合3米)高的地方,悬空60秒以上,而且在整个飞行过程中,驾驶舱的位移不能超过10米。
他们都不是科班出身的直升机设计师。雷切特正在攻读博士学位,他的论文方向是仿鸟类的扑翼飞机;罗伯特森在此之前对于航空学也只是业余爱好。他们甚至不知道直升机业界早已有公论:符合西科斯基奖所要求的人力直升机根本不可能实现—这是2007年英国工程师费力蓬在《美国直升机协会期刊》上发表论文证明过的事情。
但他们发现,专业人士也有弊端。比如说,商用直升机通常都有两个设计团队,一个结构力学上进行研究,另一个专注于空气动力学,然后再把两者的成果进行结合,中间进行无数次妥协,最终得出一个“在结构力学和空气动力学上均不完美”的设计。于是,罗伯特森提出问题:“为什么不能够同时调试结构力学和空气动力学呢?”
刚好,雷切特的博士论文给他们提供了理论基础。他们找来8个多伦多大学的学生,花了5个月时间编程,最终得到一套符合需求的模拟设计软件。而且,这套软件在普通电脑上就能运行,这意味着他们不必花大价钱租用超级计算机来进行测试。尽管这个软件的性能并不算卓越,远远无法用来测试商用直升机,不过对于他们这样的实验性项目却已足够。“只要有2%的正确性就够了,”罗伯特森很坦白,“我们的追求也不高。”
在这个软件的帮助下,他们建造了一架叫做“阿特拉斯”的庞然大物,宽达88英尺(约合26米),拥有四个旋翼,每个直径达到67英尺(约合20米)。但它又极为轻巧。它的机身以碳纤维材料为主,旋翼以碳纤维管为翼梁,翼肋为轻木,其上包裹以塑料皮,整体总量仅为121磅。在飞行的时候,驾驶员只要坐在驾驶座上进行像是骑自行车一样的蹬踏动作,就能够让这个庞然大物飞起来。
在2013年6月的检测飞行中,雷切特操纵着阿特拉斯在一个密闭空间里进行了64秒的飞行。在这个过程中,直升机飞离地面3米以上,而且驾驶舱的位移没有超过10米。NASA对他们的研究成果也很满意,还花钱买下了他们自行编写的软件授权。
获奖后,雷切特和罗伯特森从记者那里第一次听说了费力蓬在2007年的论断。“我们的计划确实很疯狂,”罗伯特森承认,“但有时候你必须得有这些疯狂的念头,因为这些点子正是人们进步的动力。”
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