换个姿势飞行
2016-12-21
飞行,是人类最初的梦想。有了飞机、降落伞、翼装等设备与工具,体验一把在天空翱翔的感觉早已不是难事。但人们仍在寻找更自由与可控的个人飞行方式,个人飞行器仍是一个充满想象空间的领域。迄今为止,商业化的个人飞行器产品离普通人仍有很遥远的距离。
操控复杂价格贵
去年年底,马丁喷气背包(Martin Jetpack)在深圳完成了中国首飞。作为一款单人飞行器,马丁喷气背包理论上可以在海拔1000米高空以74公里的时速飞行30分钟,不过去年测试时只能在10米左右的高度飞行3分钟。并且由于操控复杂,目前也只有经过特殊训练的飞行员才能驾驭得了。虽然距离真正商用尚早,但这款背包飞行器无疑为人类未来的出行提供了一个全新的选择。按照原计划,马丁公司将在2016年交付首批专业版飞行喷射包给应急部门的客户,单台售价可能超过20万美元,无人版也计划在2016年开售,个人版则计划在2017年上市。
这款个人飞行器装备了一对200马力的螺旋桨推进器,加满油后能在半小时内飞行30英里(约48.28公里),其发明者是格伦·马丁,他于2014年7月首次向公众展示了这个梦幻机器。
报道说,该公司计划每年制造500个这种飞行器。根据当地法律规定,因为飞行器的重量没有达到115公斤,所以客户不需要飞行执照就能驾驶它。
这种飞行器的价格不菲,约合人民币160万元一台,但这不只是富有冒险家的玩具,而是针对紧急救援人员设计。Martin Aircraft公司将这种飞行背包视为“拯救人的生命”的工具,该公司网站上列出了一些可能用到的应用如消防服务、边境巡逻和搜索救援行动。
2013年该公司开始了Martin喷气背包的试飞,该产品在巴黎国际航空展上亮相。该背包使用一组功率强大的风扇起飞,风扇由安装在碳纤维和铝合金框架上的汽油发动机驱动。这种飞行器可滞空约30分钟,速度最高可达46英里/小时(74公里),飞行高度可达3280英尺(约1000米)。
在喷气背包风扇周围的金属管是保护飞行员的安全装置,也是防止其他站在喷气背包旁边的人被风扇片伤着。基于风扇的推进系统很容易控制,也区别于2014年在The Future Is Here节上展示的依靠过氧化氢和氮气运转的喷气背包。另外,这种喷气背包有降落伞系统,飞行员可在机器出现故障时与飞行器脱离并降落。
这种喷气背包也可由地面上的人远程遥控该设备垂直起飞和着陆。这些特点很适合紧急响应任务,如飞跃树顶扑灭森林大火,或飞越高原救援陷入困境的驴友。Martin Aircraft公司飞行业务主管麦克·里德(Mike Read)表示:“由于飞行器尺寸小,可以在空间狭窄的地方使用,如靠近建筑物或建筑物之间,靠近树的地方和其他地方。”
2015年2月Martin Aircraft在澳大利亚证券交易所上市,但身份已经转变成中国企业光启科学的控股子公司。通过收购马丁飞行公司若干现有普通股等方式,光启科学目前持有马丁飞行公司约52%的股份,成为第一大控股股东。
燃料是最大难题
飞行背包的概念最早出现于上世纪二十年代的一部科幻小说里,那时候人们幻想人类可以单纯依靠液体燃料的推动力实现单人飞行。
现实中的喷气背包最早是由美国军方在1960 年前后研制设计;此后人们不断改进,才有了越来越小的燃料箱和更加轻便的控制系统。这种喷气背包绑缚在人体背上,发动后,两个喷射口就会喷射出高热量气流,将绑缚、佩戴它的人员推向空中;同时可以通过控制器按钮控制喷气推力的大小;达到控制飞行的速度与高度;也可以用减小喷气推力的方法缓缓地着落。
可以想象,喷气背包最大的技术难题是燃料,飞机能持续飞行,靠的是空气动力学原理。过去的几十年,喷气背包的开发者们就是在与重力搏斗中度过的。
个人飞行背包最大的硬伤是功耗高、飞行时间短。此前Google X实验室做过火箭背包的项目,而且飞行测试了两年,但最终被封存。当时Google X实验室负责人表示,让背包飞起来不是问题,而是太过耗油,一加仑大概仅能支撑四分之一英里。同时它的声音很大,就跟摩托车声差不多。基于以上提到的两个难以解决的缺陷,火箭背包被Google X归类为“短期内不可实现”并中止研发。
Google X的火箭背包项目其实最早是贝尔飞行器公司发明的,早在20世纪中期就开始着手研制,并得到了美国军方的支持,希望将其应用于宇航。但由于结构复杂和昂贵的成本,最后还是永远失去了军方的资金支持。谷歌后来将这个项目组的人员进行重组,遗憾的是依然没有取得什么进展。
即使以上的问题解决了,对于飞行员来说,同样也是极具要求。因为不像无人机,现在已经有各种傻瓜式一键飞行,整个飞行过程,不管是载人的还是无人的,都是由飞行员来全程操作。
不少专家质疑,喷气背包到底是改变人们未来出行的工具,还仅仅是一件玩具?或许我们可以从历史中找到答案,1903年在莱特兄弟成功发明飞机之后,在此后的相当一段时间内,飞机也只是作为表演用途。当时和莱特兄弟同时代的航空先驱沙尼特曾经说,飞机会越来越快的。可是运动员拿它作为比赛项目就可以了,因为飞机是不可能商业化的。可是后来的情况大家都看到了,经过两次世界大战的洗礼,飞机成为了决定性的武器,并在战后迅速商业化,成为人们必不可少的工具。
能飞行的滑板
能够飞行的滑板已经出现了。日前,Zapata飞行滑板进行了成功试飞,也许会在未来成为一种炫酷的出行方式。
目前关于Zapata飞行滑板的消息还不是很多,可以确定的是,它使用燃料包为涡轮发动机提供动力,最高时速达150公里/时,最高飞行高度达3048米,最长飞行时间则为10分钟。很明显,设备目前还处于研发阶段,同时为了保证测试者安全,飞行高度似乎只有几十米。但毫无疑问,Zapata已经接近科幻电影中的个人飞行器,这已经是一个突破。
从某种意义上来说,Flyboard Air可以说是首款真正的个人空中飞行器,而不仅仅是悬浮于地面十几厘米的滑板。为此The Verge采访了Zapata的CEO Franky Zapata,揭秘飞行滑板背后的故事。
Flyboard Air的硬件构成
Franky Zapata表示,Flyboard Air是经过4年研发的先进飞行器。它主要由3个部分组成,分别是飞行器、燃料箱及遥控器,其中,燃料箱就像是一个背包,里面装满了Jet A1航空煤油。至于遥控器,可以控制飞行器上的6个涡轮发动机,其中4个用于推进,2个用于实现水平平衡。
如何保持飞行的稳定性
由于Flyboard Air可以实现最高1000马力的功率,所以飞行速度还是很快的,那么驾驶者如何在高速飞行下保持平衡?Franky Zapata解释道,他们开发了一种先进的算法,与操作无人机相似,用户在操作时是可以感受到飞行器本身的重量和平衡的,这是一种微妙的感觉,用户的腿、大脑都能够感受到。当然,目前飞行器上手成本还是颇高的,Franky Zapata表示他本人至少练习了100个小时,同时还要有“7条命”。
在水中测试是一种安全防护措施?
由于Flyboard Air尚处测试阶段,所以在水中起飞、降落是一种有效的安全防护措施,Franky Zapata解释道。他表示,即便一个引擎发生故障,理论上也是可以正常飞行和降落,但如果不幸发生重大故障,那么在水面上方测试无疑会保证人员生命安全。
测试的成绩如何?
在测试中,Flyboard Air最高的飞行高度达275米、时速60至80公里/时,共行驶了大约3.3公里。测试时,风速达到了约80公里/时,Franky Zapata并没有意识到风速会影响到Flyboard Air的续航力,所以刚刚降落5秒钟电池就完全耗尽,这是一个比较惊险的情况。但总得来说,测试还是非常成功的。
未来,Zapata公司还计划进行更多测试,计划在每个月都发布新的视频,包括穿越3个法国城市、在公众面前降落等,当然在此之前,Flyboard Air需要进一步完善。