2018年9月2日,佩爾蘭Ⅱ號(hào)滑翔機(jī)打破了世界紀(jì)錄,它成功在23千米的高空滑翔。這有什么了不起的呢?因?yàn)榕鍫柼mⅡ號(hào)是一架無引擎滑翔機(jī),它從一開始升空,到23千米的高空,全是靠風(fēng)“托”起來的。
這架滑翔機(jī)是怎么飛起來的?為何科學(xué)家們要費(fèi)勁心思制作這樣這樣一種滑翔機(jī)?讓我們繼續(xù)往下看。
“氣浪”托起無引擎滑翔機(jī)
多年以來,飛機(jī)工程師們認(rèn)為,無引擎滑翔機(jī)無法爬升到離地面15千米以上的高空,因?yàn)榛铏C(jī)的上升動(dòng)力來自自地面而上的暖氣流,這種暖氣流的高度也就只在這15千米之內(nèi),這也恰好是對(duì)流層的范圍,對(duì)流層上面便是平流層,而平流層沒有能主動(dòng)上升的氣流。但美國(guó)宇航局的試飛員(檢驗(yàn)飛機(jī)性能的研究員)埃納爾證明了無引擎滑翔機(jī)能“飛”得更高。
自20世紀(jì)90年代開始,埃納爾就一直在研究山脈“氣浪”,當(dāng)?shù)孛娴母邷丶訜醽碜陨狡律系睦淇諝鈺r(shí),就會(huì)形成這種氣浪。如果來自山坡上的冷空氣是由極地急流和極地渦旋(這是兩種正常的氣流)合并產(chǎn)生的話,那么由這股冷空氣形成的氣浪會(huì)產(chǎn)生一股特別強(qiáng)勁的向上氣流,這股氣流最高可以到達(dá)39千米的高空。不過這股氣流的產(chǎn)生也就一年一次,每次持續(xù)幾天而已。
拋開佩爾蘭復(fù)雜的外觀設(shè)計(jì)不談,其實(shí)早在2006年,埃納爾就與一位叫做斯蒂夫的飛機(jī)發(fā)燒友共同乘坐佩爾蘭Ⅰ號(hào),成功利用了這股氣流,在阿根廷的安第斯山脈上滑翔到了15.544千米的高空,他們當(dāng)時(shí)就打破“15千米”這個(gè)限制。如今,他們飛得更高。
無引擎滑翔機(jī)能幫助科研
為什么科學(xué)家們不用其他已經(jīng)造好,并且可以飛到平流層的有發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)?因?yàn)檫@種飛機(jī)會(huì)排放廢氣,從而影響飛機(jī)上傳感器周圍的空氣,使傳感器無法收集純凈的平流層大氣信息。
或許有人會(huì)想,“不是還有氣象氣球和衛(wèi)星嗎?”在無引擎滑翔機(jī)被發(fā)明出來之前,科學(xué)家們就是利用氣象氣球和衛(wèi)星來收集平流層的大氣信息。不過氣象氣球無人駕駛,如果科學(xué)家們想要它飛到指定的位置,這只能“隨緣”。而衛(wèi)星又離平流層較遠(yuǎn),無法探測(cè)和收集平流層更為細(xì)致的變化。
而無引擎滑翔機(jī)則沒有這樣的局限,它沒有發(fā)動(dòng)機(jī),不會(huì)對(duì)周圍的空氣造成影響;有駕駛員,想飛哪就飛哪;它本身就在平流層當(dāng)中飛行,可以近距離地收集平流層的大氣信息。正是由于無引擎滑翔機(jī)有著這些優(yōu)點(diǎn),科學(xué)家才用它來測(cè)量和收集平流層的壓力、空氣濕度和溫度的信息。
更重要的是,它還能近距離地探測(cè)臭氧層的變化,收集臭氧層的數(shù)據(jù)。地球臭氧層最主要的部分就位于平流層。
下一站,火星?
如果人類將來要對(duì)火星進(jìn)行進(jìn)一步的探索或移居火星,長(zhǎng)途的物質(zhì)運(yùn)輸必不可少。而佩爾蘭Ⅱ號(hào)能夠在-70℃、且比平??諝庀”?7%的平流層中飛行,平流層大氣條件跟火星相似,加上內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)無法在火星貧氧的大氣中點(diǎn)燃,以及未來無引擎滑翔機(jī)的性能會(huì)更加優(yōu)秀,無引擎滑翔機(jī)或?qū)⒊蔀榛鹦侵饕倪\(yùn)輸工具之一。