李曉東　粱振彪

目前，單人飛行器的發(fā)展可以說是方興未艾。近年來，各國新問世了不少單人飛行器，它們有的采用螺旋槳式設(shè)計、有的利用噴射壓縮氦氣為動力，有的則是利用小型火箭發(fā)動力為動力。而目前這些飛行器中速度最快、飛行距離最長的單人飛行器是由瑞士人維斯·羅西發(fā)明的飛行器保持的。2007年，他和他的單人飛行器曾創(chuàng)造了每小時304千米的世界最高紀(jì)錄。2008年5月，維斯·羅西和他的飛行器在愛爾蘭西海岸以5.45分成功完成了17公里的獨立飛行，刷新了世界上單人獨立飛行的最長距離。下面，筆者將重點介紹一下這種飛行器的有關(guān)情況。

飛行設(shè)計原理和飛行器構(gòu)造

今年48歲的維斯·羅西曾是一個出色的瑞士戰(zhàn)斗機飛行員。自2003年以來，維斯·羅西共花了5年時間和近40萬美元用來建造和完善他的單人飛行器。從外形上來看，維斯·羅西設(shè)計的單人飛行器屬于傳統(tǒng)固定翼結(jié)構(gòu)的飛行器。整個飛行器由左右兩扇翼尖帶翼刀的可折疊式機翼、固定在機翼下的4臺微型渦輪噴氣式發(fā)動機、簡易的操控系統(tǒng)、固定架及固定帶和一個背在維斯·羅西肩上的用于飛行器著陸時使用的降落傘包五大部分構(gòu)成。

從剖面上來看，維斯·羅西設(shè)計的單人飛行器的飛行翼呈現(xiàn)出上凸下平的物理特征，也就是人們通常說的流線型。根據(jù)空氣動力學(xué)原理，維斯·羅西的單人飛行器在飛行時，流經(jīng)其上翼面的氣流受擠，流速加快，壓力減小，甚至形成向上的吸力，而流過單人飛行器下翼面的氣流流速減慢，于是在飛行器上下翼面之間就形成了壓力差。正是這個壓力差，為維斯·羅西及他的單人飛行器提供了升力，使得他可以像鳥兒一樣在天空中盤旋和飛翔。

飛行器前進(jìn)的動力則是由固定在飛行器機翼下方的4臺JetCatP－200微型渦輪噴氣式發(fā)動機提供。JetCat P－200微型渦輪噴氣式發(fā)動機使用Jet A1型航空煤油，每臺最大可輸出45磅以上的推力。4臺發(fā)動機一同工作時最大可輸出近200磅的推力，為飛行器提供了強有力的動力源。而供JetCat P－200微型渦輪噴氣式發(fā)動機使用的JetAl型航空煤油則裝在飛行器的兩副機翼中。

整個飛行器的操控系統(tǒng)比較簡易。飛行器共有兩個主操作桿，分別位于左右兩個機翼翼根下方的位置。這兩個操作桿既是維斯-羅西在飛行時用于固定手臂的支點，也是兩側(cè)各兩臺發(fā)動機的油門。在飛行中，維斯·羅西正是通過對兩側(cè)發(fā)動機油門的調(diào)整來實現(xiàn)在空中的加速、減速及左右轉(zhuǎn)向等動作。而由維斯·羅西肩背的降落傘包則是為了實現(xiàn)飛行器和維斯·羅西個人的安全著陸之用。另外，在飛行器空中出現(xiàn)故障時降落傘包也能起到救生的作用。

飛行器的性能概況

維斯·羅西發(fā)明的飛行器主要為金屬材質(zhì)，整個飛行器上除了發(fā)動機外，其余包括兩副機翼都是使用航空級的鋁合金制造。這種鋁合金具有重量輕、強度高的特點。飛行器總重為54公斤，翼展為2.4米。由于發(fā)動機的動力不足，目前該飛行器還不能實現(xiàn)從地面上垂直起飛，只能由飛機帶到一定飛行高度后再進(jìn)行出艙飛行。

另外，維斯·羅西的飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計十分簡單，甚至機翼上沒有一個操控面。既沒有在飛行器后部上方設(shè)計一個可防止飛機翻滾和控制水平飛行方向的豎直尾翼，也沒有在機翼后邊緣上設(shè)計一對可控制飛行器上下仰俯的襟翼。不過，這并沒有阻礙維斯·羅西的飛行活動。目前，維斯·羅西和他的單人飛行器正在準(zhǔn)備向飛越37千米的英吉利海峽發(fā)起沖擊。他甚至還希望有一天能穿越非洲的大峽谷。屆時，維斯·羅西將向人們展示身背翅膀和發(fā)動機在天空自由地飛行。

前景與“獅鷲”

目前，在維斯·羅西單人飛行器的基礎(chǔ)上，德國一家研究機構(gòu)開發(fā)出了一種更具有操控性的單人飛行器，大大提高了這種飛行器的實用性。經(jīng)過改進(jìn)的單人飛行器被命名為“獅鷲”，開發(fā)機構(gòu)希望它能夠用于未來的傘兵行動中?！蔼{鷲”單人飛行器同維斯·羅西的飛行器相比，首先是由于大量采用了最新的航空復(fù)合材料，“獅鷲”的重量比維斯。羅西的飛行器略輕，加上降落傘包整個重量控制在50千克上下。另外，“獅鷲”單人飛行器的翼展較維斯·羅西的飛行器有所減短，但機翼上增加了控制面?！蔼{鷲”的設(shè)計師在單人飛行器的機身后部設(shè)置了兩個小的垂直尾翼，有助于提高飛行器在空中飛行時的橫向穩(wěn)定性。同時，還在飛行器機翼的后方增加了兩個可上下活動的襟翼，從而實現(xiàn)了飛行器在飛行中上升和下降時的可操控性。

飛行器的軍事用途

目前，世界各主要軍事強國都在關(guān)注這種單人飛行器的發(fā)展和軍事用途。美軍更是將可能由其發(fā)展而來的單兵飛行器看成影響未來作戰(zhàn)的十項關(guān)鍵性技術(shù)之一。美軍認(rèn)為單兵飛行器將極大改變陸戰(zhàn)戰(zhàn)場的格局。同時，由于單兵飛行器價格相對低廉、使用較為簡易，一旦大量裝備部隊，可大大提高士兵的野戰(zhàn)機動能力，使士兵的行動像飛機一樣不再受地理條件的限制，可以說是給士兵插上了飛翔的翅膀，這必將對未來的作戰(zhàn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。