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未来的“空中机场”

2022-03-10士州

阅读(科学探秘) 2022年2期
关键词:飞翼载客运输机

士州

自从世界上出现第一架试飞成功的飞机后,飞机的一个发展方向就是把飞机造得大些。

原来人们以为,有了飞行成功的小飞机,只要按比例放大,就不愁造不出大飞机,但是事实给了这些人当头一棒。按比例“长大”的飞机,不但性能不如原来的小飞机,有的甚至连离开地面这个最起码的功能也不具备。以后,人们慢慢懂得,大飞机并不是随便可以造出来的,它要受到“超重”规律的限制。

这么说,“大飞机”是造不出来了?不!“超重”规律是有前提的。我们只要再改变飞机的材料和型式,“超重”规律也就不再成为制造大飞机的障碍。

目前的大飞机可分为两类:一类是民用客机。在20世纪50年代,喷气客机的巡航时速已达800千米,飞行高度已在万米以上,机身长约40米。到了20世纪70年代,宽机身客机大大提高了载客能力,由原来的载客100~150人增加到350~500人。进入20世纪90年代,最大的客机“波音747”客座数则达到了452个,堪称民航业的巨无霸。进入21世纪初,“欧洲A380”双层客机的出世,打破了“波音747”的记录,正常载客数达555人,如果对内部结构稍加修改,载客数可增加至850人。另一类是军用运输机,目前全球最大的军用运输机当数乌克兰的“安-225”运输机。它最大起飞重量为640吨,货舱最大载重量为250吨,机身长度84米,翼展88.4米。它虽然生产于苏联时期,但依然是目前世界上体量最重、最大的飛机。但随着高科技的发展,这还不是飞机大型化的终点。

由于空运量的日益增加,航线上飞机数量的饱和与飞机燃料的更新都要求飞机继续“长大”。仅以燃料来说,现代飞机是靠燃烧航空汽油或航空煤油而获得前进动力的。无论是汽油还是煤油,都是石油基燃料。根据现已探明的世界石油蕴藏量的情况,目前世界上蕴藏的石油只能用到21世纪末。因此,发展航空事业必须寻求新的能源,其中最有前途的是液氢、甲烷。由于液氢、甲烷的密度较小,需要在低温的情况下进行保存,所以难度较大。

但是,人们并没有因此放弃实现核动力飞行的夙愿。近十几年来,飞机设计、工艺和复合材料的运用得到迅速发展,飞机设计师设计出了与之相应的超大型飞机。其中一个方案是建造“空中机场”:即用四五架飞翼式飞机,在天空组成一体,环绕一定的洲际航线,长年累月地在高空巡航飞行。当“空中机场”到达一个预定的航空港时,可用驳运机担任天上、地面之间的运输任务。驳运机飞上天空,用略大于“空中机场”的飞行速度飞近“空中机场”,然后飞向从“空中机场”伸出的喇叭形对接口,完成空中对接。一旦对接完毕,便可通过人、货转运系统自动进行旅客和货物“交换”,最后,驳运机脱离“空中机场”,把到达目的地的旅客与货物接往地面。“空中机场”由于飞行高度高、长宽比很大,因而飞行阻力很小,又不需要为起飞、爬升而消耗较多燃料,它的飞行将是经济的。高空没有不规则气流干扰,乘坐这样庞大的飞行器,将会十分平稳、舒适,而且还省掉了建设超级大型飞机场的巨额资金。至于驳运机,它采用普通的常规型飞机,只不过对其起飞、降落和爬升性能要求很高。如果“空中机场”出现了故障,可用驳运机载人、载物在空中维修,也可重新分开,让一架架飞翼式飞机单独着陆在地面修理。

人们预测,这种“空中机场”有可能于21世纪中期在空运最繁忙的横跨大西洋的洲际航线上投入使用。

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