"火箭背包"飞天之旅

文

"火箭背包"飞天之旅

文裘伟廷

1984年，在美国洛杉矶奥运会的开幕式上，一个身背火箭背包的人腾空而起，在十几米高的空中以时速20千米飞行一段距离后，缓缓降落在主席台前。虽然只有短短20秒，但一个背包就能让人在空中飞行，着实使全球亿万观众大呼神奇。

火箭背包也称飞行背包，是一种个人动力飞行器。早在1961年，美国贝尔航空系统公司的工程师摩尔就研制出了火箭背包的雏形，当时作为军用品对外保密。

源于航天

溯其源头，火箭背包首先被应用于宇航业，20世纪60年代时，它还是一件装有卫星喷气推进装置的新型宇航服。这种宇航服重约160千克，外形犹如一把有扶手和踏板的座椅，宇航员可操纵它进退、上下、左右滚动、俯仰和偏航。每套宇航服配有12个氮气喷嘴，每个氮气喷嘴喷出的能量能产生0.7千克推力，推动宇航员以每秒30至60厘米的速度在空间移动。

后来，随着技术的不断发展，个人飞行器开始在地球上使用，出现了“火箭腰带”、“喷射背包”等产品。

火箭腰带由墨西哥航空宇宙科技公司罗扎诺发明。他对火箭背包情有独钟，一直在自行研究，终于在2005年发明出一种名叫“火箭腰带”的产品，系上它就能让人一飞冲天。这种腰带外形是一个背囊，由碳纤维、钦金属以及做防弹衣的凯夫拉等材料制成，可以防止火箭燃烧时的高温灼伤背部。使用者挎上背囊，束紧背带，按动开关，便可以翱翔蓝天了。

喷射背包由新西兰航空设计师马丁自行研发。据马丁介绍，他设计喷射背包的灵感来自年幼时看的《雷鸟》和《迷失太空》等影视作品。从20世纪80年代早期开始，他便专注于设计简易飞行器，希望让普通人无需专业训练就可实现自由飞行的梦想。数十年来，马丁设计了多款飞行器，通过不断调整，以实现安全性能高、容易操作的特性。

自2008年在美国“飞行秀”中被公之于世后，喷射背包引起了公众极大的兴趣。它能让人以时速约96千米的速度飞到2438米的高度，且一次可飞行30分钟。最新款背包主体是一个碳纤维架，后方是两个连在一起的大圆柱体，内部各有一台风扇，前方供飞行员站立，配有安全带和两根操纵杆。

飞行原理

“火箭飞人”是如何飞起来的？火箭背包里含有三种物质：过氧化氢推进剂、高压氮气、表面覆盖着硝酸钐的银（起催化剂作用）。它们能发生化学反应并产生推动力。火箭背包上安放的两只金属罐一共装有约23升的过氧化氢推进剂。使用者打开阀门后，高压氮气会被释放，将过氧化氢推入催化剂室中。

一旦进入催化剂室，过氧化氢便会和银材料发生反应，并转化成743℃的高压、过热的蒸气。蒸气从由金属罐顶端沿侧面延伸至使用者双臂后方的两条弯管中，并急速喷出。管道均用绝热材料包裹，以防热量流失（由于热量很高，使用者必须穿上耐热服来防止灼伤）。水和蒸气从排气管末端的两个喷嘴里喷出，产生超过1335牛顿的推力，这样的推力远可以将使用者送上天空，实现一次简短的火箭飞行。

马丁的喷射背包从飞行设计原理上看，更像是气垫船而非喷气飞机。它主要的构造是两具水平旋翼和一个具有200匹马力的活塞引擎。使用汽油的摩托发动机，通过汽车风扇皮带驱动两个扇形螺旋桨，螺旋桨在两个外表看似超大号汤罐的装置内水平旋转。这种涵道风扇设计比直升机无遮罩发动机效率更高。

发动机、燃料箱和飞行员处于升力扇中间和下方，以降低重力中心，避免喷射背包在飞行中上下颠倒而让人撞向地面。背包还配备一个火箭推进式降落伞，以备不时之需。

美国《时代》周刊2010年底评价“飞行背包”为世界上最值得期待的发明之一。人们预计，城市中使用这些飞行器的第一类人群可能是从事急救的医疗人员，随后也许是把摄影器材放在飞行器上面报道交通状况的记者，最终人们会用它飞去娱乐或上班。正如马丁所说：“你可以飞到当地加油站加满油，买一个馅饼、一瓶可乐，再起飞。”

链接：喷水飞行背包

由华裔加拿大人雷蒙德-李设计的喷水飞行背包“JetLev-Flyer”，可以从湖泊或海上起飞，单靠高压水流便能将使用者送入空中。这款飞行背包的动力来自于水面上拖拽的动力浮舱，它能够喷射出两条强大的水流，使用者可在水压作用下起飞并升高9米。据称，它的飞行速度最高可达每小时100千米，使用者可以在空中尽情地表演急转弯和盘旋，并持续飞行1小时以上。