飛天自行車

劉聲遠(yuǎn)

那是一只鳥兒？還是一架飛機(jī)？不，那是一輛飛天自行車，也是一種新奇極限運(yùn)動——人力飛行的開始。

“對準(zhǔn)那棵大樹。”有人指著遠(yuǎn)處的一棵大橡樹喊了一聲。戴維·巴福德稍事休息，做了一次深呼吸，然后開始飛快地踩自行車踏板。幾秒鐘后，他的自行車就飛離了地面。當(dāng)然，這不是一輛普通的兩輪自行車，是一種自行車和超輕質(zhì)機(jī)翼的組合物，踏板驅(qū)動一部大型推進(jìn)器，使自行車飛了起來。

巴福德給這輛能夠飛天的自行車取名為“貝特弗萊”，意思是“飛得更好”。在英國倫敦西南80千米處的拉夏姆滑翔俱樂部，“貝特弗萊”引起了不小的轟動。2012年7月中旬，在經(jīng)歷連日風(fēng)雨后，云開霧散，數(shù)十名人力飛機(jī)愛好者聚在一起，觀看了一場令人神經(jīng)高度緊張的航空競賽——雖然只是慢速航空。

當(dāng)天是“伊卡羅斯杯”人力飛機(jī)比賽的開幕日（伊卡洛斯是希臘神話中代達(dá)羅斯之子。代達(dá)羅斯是全希臘最有名的工匠，曾為克里特國王建造了迷宮。他和兒子伊卡洛斯被囚禁在克里特島。為了逃走，代達(dá)羅斯用羽毛和蠟做成翅膀，和兒子一起飛上天空。但是，伊卡洛斯因飛得太高，陽光融化了他的蠟翼，最終墜海身亡）。

巴福德和其他四名人力飛行對手，在沖刺、飛行時間、障礙賽、起飛及著陸準(zhǔn)確度等項目上展開了角逐。與其他競爭者不同的是，巴福德既沒有接受過飛機(jī)設(shè)計方面的訓(xùn)練，也從未學(xué)過飛行。盡管這樣，在經(jīng)過8年準(zhǔn)備之后，他對這次比賽信心十足。

參加這樣的比賽，目的不僅是獲取榮譽(yù)和2000英鎊的獎金。20世紀(jì)80年代是人力飛行器的黃金時代，但從那以后便走向低谷。2011年，英國皇家航空協(xié)會決定在這方面有所作為。隨著倫敦奧運(yùn)會的臨近，他們推出了一項新奇的飛行比賽，旨在為人力航空注入新活力，甚至最終讓它成為一種極限運(yùn)動。他們認(rèn)為，雖然一般人踩著飛天自行車上下班的場面至少在近期不可能出現(xiàn)，但自行車飛行有可能最終成為一個奧運(yùn)比賽項目。

從人力飛行歷史來看，今天仍堅守在這一領(lǐng)域的愛好者應(yīng)該贏得毅力金獎。自從達(dá)芬奇在15世紀(jì)進(jìn)行人力飛行器設(shè)計以來，敢死隊員們把各種各樣的翅膀捆在自己的背上，進(jìn)行了許多次人力飛行的嘗試。然而，這些人力飛機(jī)最終都沒能飛起來，主要原因是人力飛行器的設(shè)計者對航空動力學(xué)根本不了解，尤其是不知道機(jī)翼表面積與飛行器重量之比的重要性。直到懷特兄弟證明了機(jī)械動力飛行可行后，特別是20世紀(jì)60年代后，這方面的狀況才開始改觀。

1961年，滑翔機(jī)飛行員德雷克·皮戈特駕駛著由英國南安普頓大學(xué)學(xué)生制作的一架人力飛行器，完成了人類歷史上首次人力飛行。當(dāng)時，皮戈特在1.8米的高度上飛了總共64米，成為人力航空領(lǐng)域的一個里程碑。隨后，或許受英國克雷默公司與英國皇家航空學(xué)會舉辦的50000英鎊大獎賽的刺激，人力飛行高潮迭起。這筆獎金將頒給在“8”字形路徑上駕駛?cè)肆︼w機(jī)飛行距離達(dá)到1600米的人。1977年，由一家飛機(jī)設(shè)計公司的工程師保羅·麥克科里蒂制作的“薄紗禿鷹號”人力飛機(jī)贏得了這個大獎。1979年，有人駕駛由麥克科里蒂設(shè)計的改進(jìn)型人力飛機(jī)“薄紗信天翁號”飛越英吉利海峽，麥克科里蒂又贏得了克里默公司設(shè)立的第二個大獎——100000英鎊。

下一個十年里，人力飛行進(jìn)一步飛躍，出現(xiàn)了多種新的設(shè)計，輕質(zhì)材料不再那么昂貴，碳纖維和泡沫聚苯乙烯機(jī)架開始取代金屬和軟木，在強(qiáng)度增加的同時降低了總體重量。巔峰時刻出現(xiàn)在1988年，當(dāng)時“代達(dá)羅斯88號”人力飛行器創(chuàng)下了人力飛行新紀(jì)錄。這艘飛行器由美國麻省理工學(xué)院的一個團(tuán)隊制作，一位希臘奧運(yùn)自行車手踩著它，花了3小時54分鐘從伊拉克里翁（希臘克里特島首府）飛抵圣托里尼島（希臘城市），全程115千米。盡管這艘人力飛行器在距離圣托里尼島海灘僅幾米處墜海，它創(chuàng)下的記錄卻迄今尚未被打破?！按_(dá)羅斯88號”證明，建造能飛行一整天的人力飛行器在技術(shù)上是可行的，但條件是必須限制飛行員的食物和水的供應(yīng)，因為食物和水增加的重量是人力飛機(jī)所難以承受之重。

令人遺憾的是，“代達(dá)羅斯88號”似乎成為人力飛行器的最高點(diǎn)。之后，盡管人們一直嘗試讓人力飛機(jī)增加速度，但多次實驗結(jié)果表明這難以企及，導(dǎo)致人們對這個領(lǐng)域的興趣逐漸降低，尤其是在這方面領(lǐng)先的歐洲和北美洲。2011年，隨著皮戈特首次人力飛行50周年紀(jì)念日的到來，一隊愛好者拂去了一架舊飛機(jī)的塵埃。這架建造于1990年的飛機(jī)已在飛機(jī)庫中存放了好些年，但在進(jìn)行了一些調(diào)整后，它又能完美飛行了。隨著倫敦奧運(yùn)會臨近，愛好者開始考慮競爭性飛行。他們聯(lián)合英國皇家航空學(xué)會說服了克雷默基金會支持他們舉辦“伊卡洛斯杯”人力飛行比賽。這個計劃的目的是鼓勵新一代設(shè)計者證明競爭性人力飛行器的可行性。

當(dāng)然，建造一架人力飛行器絕非易事，它需要在三個因素之間進(jìn)行高超的平衡：飛行器加飛行員的總重量、飛行員能制造的動力，以及機(jī)翼的航空動力性能。這些因素各行其道，因此必須相互妥協(xié)。例如，一架重的飛行器需要來自于大機(jī)翼的升力，但這反過來會進(jìn)一步增加飛行器的重量，而小機(jī)翼能提供的升力也小，所以要求飛行員更迅速地踩動飛行器。一個普通人的動力輸出大約是250瓦，相當(dāng)于在沒有逆風(fēng)的地面上以每小時20千米的速度踩踏人力飛行器，這意味著人力飛行器必須超輕。以“代達(dá)羅斯88號”為例，它的重量為31千克，作為一架飛機(jī)，可謂“輕如鴻毛”。

制作一架采用新型輕質(zhì)材料的人力飛機(jī)花錢不菲，不過也不一定會讓人傾家蕩產(chǎn)。2011年，電視主持人杰姆·斯坦斯菲爾德通過復(fù)制一個現(xiàn)成的設(shè)計，同時采用了一些現(xiàn)成的材料，用3個月時間，花費(fèi)約8000英鎊，為英國廣播公司的一個節(jié)目制作了一架人力飛機(jī)，并且試飛成功。

這一次，巴福德從以前造的一副較大的機(jī)翼入手，采用碳纖維之類的輕質(zhì)材料，盡可能地減少“貝特弗萊”的重量?！柏愄馗トR”可謂命運(yùn)多舛。一次，飛機(jī)剛剛起飛，控制桿的手柄就從飛行員的手中滑落，導(dǎo)致飛機(jī)墜落地面，機(jī)身斷成九截。為了維修飛機(jī)，巴福德夜以繼日地苦干，最終趕在比賽前修好了飛機(jī)。

正式比賽的時刻到來了。巴福德的強(qiáng)勁對手是拉夏姆滑翔俱樂部的一架由舊飛機(jī)改造的人力飛機(jī)，它在第一天就大顯身手——只花了26秒就飛了200米。其他參賽飛機(jī)都成功起飛，僅一架例外。在接下來的兩天里，有16次成功飛行。最終，拉夏姆滑翔俱樂部的改制的舊飛機(jī)奪魁，而巴福德的“貝特弗萊”得了第二名，這讓他很開心。

“大怪獸”

“大怪獸卡美拉2號”是迄今為止最怪異的一架直升機(jī)，它的翼展為33米，支柱完全由碳纖維制成，外形就像一只巨大的蜘蛛。這個“大怪獸”的建造地是美國馬里蘭州大學(xué)，它在2012年6月創(chuàng)下了一項新紀(jì)錄——成為首架能在固定位置持續(xù)翱翔達(dá)50秒的人力直升機(jī)，盡管翱翔高度僅為1.3米。這個記錄雖然算得上了不得，但仍不足以贏取美國直升機(jī)學(xué)會懸賞的人力直升機(jī)25萬美元大獎，因為這筆獎金只頒給能持續(xù)翱翔1分鐘、瞬時最大翱翔高度為3米的人力直升機(jī)。

外形并非是“大怪獸”的唯一獨(dú)特之處。它的四個水平旋翼附著在一個十字架的每個末端，飛行員借助手動和腳踏開關(guān)用長繩拉動旋翼，就像拉動溜溜球（一種線軸般的玩具）的弦一樣?！按蠊肢F”的拉繩長度只能讓它的持續(xù)飛行時間達(dá)到大約60秒，這是一個很大的限制，但“大怪獸”的優(yōu)勢是它比鏈條傳動的人力飛機(jī)輕得多。目前，“大怪獸”的設(shè)計者正在改進(jìn)它，希望最終能提高它的翱翔高度。

“代達(dá)羅斯號”

1988年4月23日，由美國麻省理工學(xué)院一些師生研發(fā)的“代達(dá)羅斯88號”人力飛行器歷時3小時54分鐘，從希臘克里特島飛抵圣托里尼島，全程115.11千米。“代達(dá)羅斯88號”的重量為31千克。

“代達(dá)羅斯88號”的希臘飛行由希臘奧運(yùn)自行車手凱洛普洛斯駕駛，起飛采用水平發(fā)射，完全由飛行員的踩踏提供動力。整個過程中，“代達(dá)羅斯88號”的飛行高度在4.6～9.1米之間，全程都有護(hù)衛(wèi)船相伴。順風(fēng)條件增加了飛行速度，但也使得機(jī)頭朝前登陸窄窄的海灘充滿危險，尤其是對擠在沙灘上的觀眾而言。為了避免危險，飛行員操控飛行器逆風(fēng)飛，且與海岸平行。但是，隨著右翼靠近黑沙灘，從沙灘升起的熱量導(dǎo)致機(jī)翼提升，使飛行器向海上后退，導(dǎo)致飛行員無法讓整架飛行器著陸沙灘?！按_(dá)羅斯88號”最終掉進(jìn)海里，墜海處距離圣托里尼島海灘僅7米，飛行員成功游上岸。如今，這架人力飛行器的大部分殘骸收藏于美國史密森學(xué)會的存儲設(shè)施里。