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1、單人飛行器
中文摘要：在希臘神話中，曾有一位名叫伊卡洛斯的人想要逃離克里特島，他與其父代達羅斯用蠟將羽毛粘成了一對翅膀，像鳥一樣飛了起來。這個故事的結局并不完美，伊卡洛斯翅膀上的封蠟在飛行中被太陽曬化，他也掉進了海里，再也無法飛翔.。間進入2011年，“伊卡洛斯之翼”進化成了一種新型的電力驅動單人飛機，也許，它會讓你真的像小鳥一樣在天空中翱翔。
關鍵詞：靈活，效率，個性化，簡潔。
引言：任何由人類制造、能飛離地面、在空間飛行并由人來控制的飛行物，稱為飛行器。飛行器分為3類：航空器、航天器、火箭和導彈。在空氣當中飛的最快的飛行器是美國正在研制的X43A飛機,它在一次試飛時速度達到9點8馬赫
2、,也就是11265公里每小時。飛向遙遠冥王星的美國“新地平線”號探測器是人類歷史上速度最快的探測器。也許是因為要飛到最遠，“新地平線”號的起飛速度將達每小時5.79萬公里。也就是說，一秒鐘就飛越16公里。如果單人飛行器能逼近這個速度的話，相信地球真的可以用村來形容了。
美國國家航空航天局（NASA）曾公布了一種僅供一個人飛行的電力驅動隱形飛機——“海雀（Puffin）”的數(shù)字視頻，這種超靜音、可懸浮的概念飛機，使用了碳纖維復合材料，外形上看起來像一套飛行服或是帶了個座位的飛行背包，它將會大大改變我們對“飛行”概念的傳統(tǒng)認知。
NASA的蘭利研究中心位于弗吉尼亞州漢普頓市，這里的航空航天
3、工程師馬克·摩爾是“海雀”設計團隊的一員，他和來自美國國家航空航天局、麻省理工學院、佐治亞理工學院、美國航空航天研究所，以及M-DOT航天公司的同事一起提出了這個奇妙的創(chuàng)意。
“如果你見過地面上的海雀，就會發(fā)現(xiàn)它看起來相當笨拙，翅膀也太小，似乎不能飛行，而我們的飛機看起來就跟自然界中的海雀一樣?！?對為什么將飛機命名為“海雀”，摩爾解釋說：“它被稱為自然界中最環(huán)保的鳥類，因為它會把自己的排泄物隱藏起來。我們設計的飛機也很環(huán)保，因為它基本上沒有排放出什么尾氣。此外，海雀大多趨于獨居，只有在陸地上進行交配時才會聚集在一起，而我們的飛機正是一個單人操作的裝置?！?
從某種程度上來說，“海雀
4、”相當于私人版的V-22“魚鷹”，后者是集直升機和固定翼飛機優(yōu)點于一身的傾斜旋翼機，在提高美軍兩棲作戰(zhàn)能力及全球作戰(zhàn)保障能力等方面被寄予厚望?！昂Ｈ浮钡臋C翼也采用了這一設計概念，只不過其設計更簡潔、更低調，關鍵的懸停、超靜音和垂直起降功能也不比“魚鷹”遜色。
當停降在地面時，“海雀”的尾部能分開變成四條腿，以充當機體的起落架，確保它能穩(wěn)穩(wěn)站立。當飛行員準備起飛時，機翼上的襟翼會傾斜，以便使2.3米寬的螺旋槳旋翼產生的上升氣流發(fā)生偏移，這樣就可以確保飛機在起飛前一直停留在地面上并做好起飛準備，同時也可以防止亂流將其刮倒。當它垂直起飛上升后，先懸停，然后俯身進行水平飛行，此時，飛行員采用俯臥
5、姿勢，猶如趴在滑翔機內一樣。當降落時，它的四條外伸彈性腿架將會擴展開來，以支撐這架機身長達3.7米，翼幅4.1米的飛機。
“海雀”由碳纖維復合材料制造而成，機身重量為135公斤（不包括45公斤重的可充電磷酸鋰電池）。在理論上，“海雀”的巡航速度為240公里/小時，而極限速度則超過480公里/小時。其飛行高度也沒有上限——由于它不像氣體發(fā)動機那樣需要吸氣，因此在空氣稀薄的地方飛行也不會受到限制——現(xiàn)有條件下，在電能減少迫使其下降前，它的飛行高度可達到約9150米。
盡管使用現(xiàn)今最先進的鋰電池，“海雀”的樣機也僅能達到80公里左右的航程，馬克·摩爾表示，研究人員正計劃在未來5至7年內將
6、現(xiàn)有電池的能量密度提升3倍，到2017年，“海雀”的航程達到240公里應當不成問題。
“海雀”在設計上選用了電動機，而非內燃機作為動力裝置，主要是因為電動機不論其尺寸大小，總能保證動力效率，而內燃機受到體積限制，體積越小，其效率就會變得越低；并且，由于運動機件少，電動機的可靠性約可達到活塞發(fā)動機的10倍，甚至是20倍以上。并且，與效率僅為18%~23%的內燃機相比，電動機的動力效率高達95%。因此，這種電動飛機只需60馬力的發(fā)動機就可以將一個人提升起來。這意味著，電動飛機比普通飛機具有更優(yōu)的靜音效果——當它飛行到150米左右的高空時，其噪音為50分貝，這跟一般人說話的音量差不多。
7、“海雀”配備了兩個電動機，其中任何一個電動機一旦失靈，另一個還能給主旋翼提供足夠的動力。在緊急情況下，飛機還可以進行強迫性緊急硬著陸，因為它的起落支架足以承受全部負荷的沖力，而不僅僅是緩沖飛行員。在這點上，“海雀”與其它一些單人飛行器有很大的不同。
廣泛的應用前景
超靜音的特性使得“海雀”具備了潛在的特殊軍事功能，可以作為特種部隊和其他部隊執(zhí)行秘密軍事任務的理想選擇：由于電動機的效率非常之高，但它們產生的熱量卻很低，這就意味著它們在執(zhí)行軍事任務時的熱信號非常低，從而達到很高的紅外隱形效果；同時，電動機也不像內燃機那樣在引擎附近需要大量冷空氣來降低熱量，從而有效地減少了空氣阻力帶來的
8、影響。事實上，設計者的最初目的就是讓它能夠從潛艇上起飛，如果將其設定為無人駕駛的模式，還可以進行物資運輸。
更加安靜也意味著它具有更加大眾化的應用前景，比如在個人旅行和快遞服務領域。起降“海雀”的機場可以位于人口中心附近，甚至建在住宅區(qū)里面，而不用擔心會造成擾民，這樣可以顯著減少城市中的通勤時間。
美國飛機飛行效率比較基金會（CAFE）主席布瑞恩·希里表示：“海雀是一種令人興奮的設計概念，它的身上集合了許多當前先進的技術。在我看來，如果海雀要成為一個可市場化的大眾機型，還需要為其設計出一個常規(guī)的座椅、一些杯架，以及一個較短的滑行跑道和正面著陸艙門。不過，開啟人們的想象力才是關鍵的第
9、一步?！痹摶饡挥诿绹永Ｄ醽喼莸氖チ_莎，每年都會舉辦一次電動飛機研討會。
在今年三月份之前，NASA的研究人員計劃完成一架大小為“海雀”三分之一大小的懸浮式測試樣機，在那之后的三個月里，他們將考察它從巡航到懸浮飛行的轉換性能。不過，他們的目光已經不再僅僅停留在現(xiàn)有的“海雀”上。項目組接下來的計劃是給原型機裝上不止兩對旋翼，這樣可以在當其中一個旋翼被槍炮擊中時，其余的系統(tǒng)還可以發(fā)揮作用，讓飛機保持正常運作。
全球各地的發(fā)明家一直都在努力研制供個人使用的空中交通工具。比如，美國加州的Samson Motorworks公司就一直在開發(fā)一種陸空兩用的摩托車，這相當于放在私人車庫里的一
10、架飛機——其采用的是鴨嘴式造型，后部裝有大的飛機機翼，前部還有水平翼。目前，該公司提出了兩種設計款式，其中一個型號名為Skybike，采用縮疊式機翼的設計，另一個名為Switchblade的型號則采用可折疊的剪刀式機翼。這兩款機型均配置有前后碟式制動、玻璃駕駛艙、雷電保護系統(tǒng)、副點火電池系統(tǒng)、導航無線電、航道校正等設備。Switchblade在陸地上的速度可超過155公里/小時，在空中飛行時達到215公里/小時；而Skybike在陸地上的速度可達到128公里/小時，飛行時則為209公里/小時。
Terrafugia公司則開發(fā)了“變形者”，其創(chuàng)新之處在于擁有可折疊的機翼。駕駛者只需按一個按
11、鈕，機翼便會自動展開，３０秒內即可從汽車變形為飛機。除變形速度快外，它還耗油少，十分經濟，每升汽油空中行駛距離約為12.75公里，巡航時速可達185公里，陸上最高時速可達128公里。由于使用無鉛汽油，“變形者”只需去普通加油站加油即可。Terrafugia公司介紹說，收起機翼后，“變形者”和普通汽車大小相近，可存放在車庫中。
此外，荷蘭人約翰·巴克也開發(fā)了一種“飛行汽車”，使用汽油引擎，供一人乘坐。在陸地上，它形似概念三輪機動車，路面最高時速可達200公里。它飛行的秘密藏在頂部和尾端，那里有可折疊的葉輪、推進器和機尾。這樣一套簡單飛行裝備可保證飛行汽車在5秒內從靜止狀態(tài)加速到時速90公里
12、，飛行時速最高達190公里。飛行汽車可到達空中1200米高度，加滿油后一次最遠可飛行近550公里。飛行汽車起飛滑行只需50米，著陸滑行甚至不到5米。在空中，飛行汽車像極了007系列電影《雷霆谷》里肖恩·康納利駕駛的小型旋翼飛機，其頂部葉輪可調整轉速以控制飛行高度，尾部的推進器負責提供前行動力，獲專利的自動平衡裝置可保證飛行汽車轉彎時自動傾斜。
結束語：單人飛行器和其他交通工具相比，有很多優(yōu)點:速度快,效率高，機動性好。單人飛行器不受高山、河流、沙漠、海洋的阻隔。但是單人飛行器作為交通工具也有自身的局限性：價格昂貴。無論是單人飛行器本身還是飛行所消耗的油料相對其他交通運輸方式都高昂的多。受天氣情況影響。雖然現(xiàn)在的技術已經能適應絕大多數(shù)氣象條件，但是比較嚴重的風、雨、雪、霧等氣象條件仍然會影響單人飛行器的起降安全。起降場地有限制。因此單人飛行器只適用于重量輕，時間要求緊急，航程又不能太遠的飛行。這些問題期待有人能解決。
文摘：《環(huán)球》雜志
《民航概論》 劉得一編著
《科技日報》 毛黎
單人飛行器論文
