為士兵插上飛翔的翅膀

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情況。

飛行設計原理和飛行器構造

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·羅西設計的單人飛行器屬于傳統(tǒng)固定翼結構的飛行器。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成。

從剖面上來看，維斯·羅西設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發(fā)動機油門的調整來實現(xiàn)在空中的加速、減速及左右轉向等動作。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，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行出艙飛行。

另外，維斯·羅西的飛行器控制系統(tǒng)設計十分簡單，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上，德國一家研究機構開發(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)過改進的單人飛行器被命名為“獅鷲”，開發(fā)機構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”的設計師在單人飛行器的機身后部設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)的十項關鍵性技術之一。美軍認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)生深遠的影響。