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飞行喷射包:一秒变超级英雄

2015-09-10王煜

新民周刊 2015年13期
关键词:喷气降落伞马丁

王煜

《木星上行》里的狼人男主角,穿着喷气滑板鞋,自由翱翔天地间。

某日,在交通拥堵街道狭窄的城区,一位老人突然晕倒抽搐在路边,路人不明病情不敢轻易施救,虽然呼叫了急救部门,但救护车堵在路上迟迟无法到达。时间一分一秒过去,老人获救的希望也在流逝……忽然,建筑的空隙间,一人驾驶机器从天而降,迅速对老人施以急救,等救护车赶到把老人运往医院后,那人走进机器里,垂直升空,绝尘而去。

你以为这只是科幻小说或影视作品里的场景?错。这样的事很可能在几年之内就会变成现实,而赋予人们“超级英雄”般灵活飞行能力的,就是曾被《时代周刊》评为2010年“50大最佳发明”之一的飞行喷射包,这玩意儿现在已经开始接受购买预订了。

站着开的“空中客车”

从外观上看起来,即将实现商业生产的这款飞行喷射包就像是一个汽车驾驶座椅的两侧各挂上了一个大风扇,不过,这个“空中客车”得站着开:起飞时以及正常飞行的大部分时间里,飞行员是直立背靠在喷射包上的。通过双手边的操纵杆,飞行员可以控制喷射包在空中完成左右、俯仰和翻滚这三个维度上的姿态调整,飞行的稳定性将由电脑飞控系统来保证。

按照制造商新西兰马丁飞行器公司提供的数据,飞行喷射包最新的P12原型机最高能飞到1500米,实用升限为1000米,最高时速74公里,巡航时速56公里(目前试飞中的实测时速为34公里),续航时间为30分钟。

喷射包的动力原理很简单:发动机驱动风扇转动,产生气流推力。风扇的外部包有导管,导管的进气口宽、出气口窄,引导空气高速穿过。风扇叶片则被导管包住,比暴露在外的螺旋桨或旋翼更加安全,可以避免撞击物体产生的损伤。发动机烧的是汽车用的普通汽油,油箱容量为45升。

喷射包的块头不算小,2.20米高、2.14米宽,采用碳纤维材质,自重200公斤,最大载重量为120公斤。如果汪峰向章子怡的求婚再晚一两年,他完全可以自己驾驶这个飞行器出场而不只是靠相同原理的小飞行器送钻戒了,效果绝对更劲爆。

当然,除了这种抓眼球的休闲飞行,喷射飞行包更为重要的应用在于军事、航拍测绘、搜救等领域,它赋予人们跨越空间障碍、更快到达现场的能力,这简直是想抢占轻型直升机的市场。不过,相对于直升机,喷射包显而易见的优势在于起降和飞行的灵活性:基本上,只要能站得下三四个人的空间就足够喷气包起降;而只要飞行员的技术合格,在低矮的建筑间或紧挨茂密的丛林顶端穿行也不是难事。想象一下,像本文开头那样的场景,或是要在火灾、地震现场等不易抵达的地点开展救援,喷射包的实用性确实是无可比拟的。

既然快递公司送货都用上无人机了,那么无人飞行喷射包也自然必不可少。

马丁飞行喷射包的无人版名为“天钩”,采用无线遥控,可用于重型运输、农业和航拍等。载人版本又分为专业版和个人版,前者是应用于警察、军队、急救等快速反应部门,个人版则能让普通人也过一把超级英雄的瘾。

如此带感的机器,售价几何?根据版本的不同,官方提供的预售价在15万至25万美元(约93万至155万元人民币),这对各位“壕”们而言相信也不算是天价。据说,已有包括中国在内的不少全球个人客户各付了5000美元定金预订了个人版;制造商也与美国国土安全部、国防部和一些州政府签署了合同,当喷气包量产后,向美国快速反应部门优先供应。

马丁飞行喷射包。

按马丁公司公布的计划,载人专业版飞行喷气包将于2016年交付,“天钩”无人驾驶版也在同年推出;2017年,主打娱乐休闲的个人版开售。

噴射包怎么一喷飞天?

据透露,2010年以来,马丁公司的喷射飞行包累计进行了228小时飞行试验,其中92小时为载人飞行。从该公司提供的视频里,我们能看到这款喷射包飞行的完整过程。首先是起飞前的地面准备工作,飞行员把喷射包调为快速启动模式、发动引擎之后,系统将进行起飞前的预检。同时,地面还有工作人员帮助观察和稳定喷射包的状态。

系统自检完成,一切无误后,喷射包起飞,先是加速垂直上升到150米的高度。同其他飞行器一样,起飞时也是最危险的时段之一,因此这段提升高度的过程也是为紧急情况下降落伞的弹射预留充足的时间。

在空中,喷射包可以完成各种姿态的飞行,当然,能怎么玩儿还取决于飞行员的操控技术。当完成飞行,需要着陆时,飞行员通过操纵杆逐渐减小高度和推力,同时,喷射包上还有着陆支架,可以减少撞击。正常的着陆是不需要降落伞的,而当发动机失效等紧急状况发生时,它能帮助飞行员和喷射包安全落地。弹射降落伞救生系统是制造商为喷射包低空使用环境的特别设计。使用时,弹射出的降落伞可以快速膨胀,伞朵张开速度非常快,即使飞行器在离地较近时出现突发故障也能安全落地。

在安全方面,喷射包本身的碳纤维结构从背部、手臂、脚部等位置将飞行员包裹或遮挡起来,起到保护作用,据称驾驶舱的安全性可以媲美F1赛车;导管也避免了风扇扇叶或转轴与其他物体的碰撞。

保证安全,不仅仅在于飞行器本身过关,还在于对飞行的恰当管理。值得注意的是,120公斤这个重量级的飞行器,在包括英国在内的一些欧洲国家不用获得许可证就能使用。但制造商提醒说,如果未经专业培训就开喷射包上天,那绝对是拿自己的生命开玩笑。

马丁飞行喷射包目前已获得新西兰民用航空管理局的载人和无人飞行许可,但潜在大客户美国的航空管理部门尚未对此明确表态。该公司表示喷射包将进行必要的改造,以符合使用者所在国的航空规则。看来,将来飞行喷射包能不能获准在中国使用,开着喷射包飞行能不能较容易地获得空管部门的批准,也是个悬念了。

为什么要特别说到中国的情况?因为就在今年2月底,一家深圳企业完成了对马丁公司的并购控股,并计划在香港注册分公司,这样,飞行喷射包将极有可能在中国内地和全球其他地区同步上市。

德军曾在二战中研发

被中国企业控股,并随后在澳大利亚证券交易所主板挂牌上市,马丁飞行器公司和它的飞行喷射包又在全球火了一把。而实际上,该公司成立于1998年,而这个产品设想的提出和其前身公司的成立时间更是早在1981年。正如公司创始人、现年55岁的格伦·马丁所言:“这不能算是一夜成功的故事,对吗?已经34年了!”

当然,飞行喷射包的想法起源得更早。将近一个世纪前的20世纪20年代,创造了“科幻”(science fiction)这个英文单词的著名美国杂志《惊奇故事》刊登的科幻小说中,主角巴克·罗杰斯就借助一款喷气包飞来飞去地打击犯罪了。不过,真正第一个想要落实这个想法的,是希特勒的纳粹军队工程师。

1944年,德军工程师们启动了代号为德语HimmelStürmer(天空突击队)的喷射包研究项目,不过目的并不是让士兵变成飞人,而是让他们能越过铁丝网、水域、雷区等障碍地带,所以研究只专注于让使用者借助喷射包跳出大约50-70米远的距离,而没有考虑升空。在设计中,这款喷射包有两根喷射管,一根大管固定在士兵背后作为主动力,另一个小管放在身侧用以调整方位。也有传言说德军当时还想开发出可以真正让士兵在空中飞行作战的喷射包。无论传言是真是假,事实是,喷射包项目还处于试验阶段时,纳粹德国就在二战中战败了。

据报道,战后,德军喷射包的样品被送回美国并交给贝尔飞机公司研究,但后者认为该喷射包在安全性上有缺陷,就放弃了它并于1958年另起炉灶,开始研究欲装备于美军的代号为“蚂蚱”的“弹跳带”。“蚂蚱”项目最后也失败了,但是1960年,贝尔公司工程师温德尔·摩尔终于研制成功了一款“火箭带”喷射包。这款火箭的燃料是过氧化氢(双氧水),通过燃料分解产生气体的推力可以让人在空中飞行20秒,翻越9米高的障碍物,速度可达每小时16公里。

1961年4月20日,该款火箭带做了首次飞行表演,表演者穿着它在13秒的时间内成功飞行了34米。1965年,当这个新鲜玩意儿在007系列影片《雷霆万钧(Thunder Ball)》里现身以后,它变得家喻户晓。但是,火箭带消耗燃料的速度太快,一次20秒飞行消耗的80磅(约36公斤)燃料、催化剂等就需花费2000美元,这使它很难普及。

这之后的数十年间,世界范围内关于喷射包的研究基本一直停留在贝尔飞行公司“火箭带”的框架内。例如,2005年,墨西哥的罗萨诺自学成才研制出的火箭带,最长飞行时间也只有30秒左右。

完善喷射包看来得靠中国

45年过去了,飞行时间为何只提升了10秒?根源在于这些喷射包都采用了火箭作为动力装置。火箭耗费的燃料中有高达70%用于克服地心引力,极大地限制了飞行时间。为了飞得更久就需要更多燃料,可添加的燃料越多,噴射包就会越重,又需要更多的燃料,如此进入了死循环。因此,即使改进设计和利用轻型材料,过氧化氢火箭带所能持续飞行时间也无法超过1分钟。唯一的解决方案是给喷射包接上管道来连接地面上的燃料箱,但这基本上就只能在有限距离内做表演了,长途飞行是不可能的。

其实,工程师们都知道,飞行喷射包的黄金设计标准是将一个强劲的发动机安装到飞行器上。喷气发动机通常采用吸入空气后与燃料混合、压缩后点燃的方式,燃烧产生的高温高压气体穿过涡轮机后,通过一个狭小的喷口喷出,进而产生推进力。摩尔在发明出火箭带之后的上世纪60年代晚期,就曾尝试这一想法,装上定制的喷气发动机后,他的喷射包能让使用者的空中停留时间达到20分钟,时速达到97公里。然而,当时的喷气发动机体积过大、燃料昂贵易爆、降落伞技术不过关,都让发动机在喷射包的实际制造中依然让位于火箭。

当然,近几年来,上述条件发生了显著改变。瑞士发明家伊夫·罗希设计的喷气翼就采用了喷气发动机。这款碳纤维材料飞行翼宽度超过2.2米,装有4台经过改造的煤油喷气发动机,飞行员只需轻微移动头部、手臂和肩膀便可进行控制。不过,它最大的缺陷在于没法从地面起飞,飞行员需搭乘直升机升空后再跳下,着陆也需要靠降落伞减速。借助喷射包飞行时,罗希的平均速度超过每小时160公里。

可以从地面垂直起降、载重可观、续航时间合理……格伦·马丁奋斗34年,他的飞行喷射包才接近实用,这真的只能说是他当年的想法太超前了。2008年,马丁喷射包在美国航展上首次亮相时,它的飞行高度还不超过1.8米,仅能飞行45秒。就算是到了2010年,马丁喷射包被《时代周刊》评为当年50大最佳发明之一,一时名声大噪后,还是有不少人认为这只是个幻想,无法实现。其实看看当年的榜单就明白,除了苹果的iPad之外,其他的发明如飞行汽车、水下滑翔机、无水洗衣机等,确实还处于“奇思妙想”阶段。

根据招股文件披露,马丁飞行器公司2012、2013、2014三个财年的研发投入分别为71.3万澳元、92.4万澳元和123.9万澳元,合计287.6万澳元,折合人民币仅1400万元。2014年9月,公司才搬入380平米可容纳30名员工的办公室,并配有1364平米可设置10个组装工位的生产场地。这看起来的确是一家“小而美”的科技公司。而当前马丁飞行喷射包的成功,归功于轻量省油且马力强劲的发动机,还有性能可靠、操作简便的计算机飞控系统,以及可靠的弹射降落伞,等等。这些就不是“小而美”可以胜任的了,都要通过外包解决。

目前,喷射包要继续完善的是材料轻量化和降噪,后者从试飞视频中暴露明显。收购马丁的中国公司正擅长材料和降噪技术,可以为此提供支持。该公司被称为可与谷歌媲美的“性感”科技公司,2012年12月习近平在深圳考察时只去了两家民营机构,一家是腾讯,另一家就是该公司的前身。

“fly the dream”——这是马丁飞行喷射包的口号。如果人类出行方式由此改变,马丁的成就将远超特斯拉。或许,真的有一天,我们都能像《木星上行》里的狼人男主角,穿着喷气滑板鞋,自由翱翔天地间。那时人们定会感叹:梦想还是要有的。

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