一覺醒來,
央視
又給咱們整了個
大新聞:
《我國首個飛行滑板亮相!航程20千米,最高可飛1000米》
目前,這個影片在B站上的播放量,已經穩穩超過了200萬。
吃瓜群眾紛紛在評論區表示好頂贊,值得一鍵三連:
很好!很接地氣!很有精神!
思路方向沒錯,《星際爭霸2》的玩家都懂,說的就是
收割者。
哎,這位同學懂行,準確Get到了飛行滑板這個梗的出處,加十分~
不過,確實也有小夥伴提出了一點質疑:
問得好。
沒錯,對於不少見多識廣的同學來說,這種“原地昇天”的單人飛行裝置,並不是什麼前所未見的陌生科技,無論在影視遊戲作品還是現實當中,我們都見過不少醒目的例項;
不過即便如此,從技術等級來看,剛剛亮相的這款國產“飛行滑板”,對於
國產單人飛行器
這個尚未脫離摸索階段的行業來說,依舊具備
無可替代
的重要作用。
今天,就讓咱們簡單聊聊個中緣由吧:
提起“單人飛行器”,我相信,大多數朋友的第一反應,多半會是這玩意兒——
沒錯,
《紅色警戒2》
當中的
火箭飛行兵。
只需兵營和雷達站即可訓練,600塊一個物有所值,憑藉一招
“傻了吧爺會飛”
的看家本領,成為了盟軍陣營早期游擊戰與騷擾揩油的利器,用過且會用的指揮官都說妙。
不過,雖然乍看之下並不神秘,但這種背在後背就能讓人原地起飛的奇妙裝置,在現實中的技術含量,遠比想象中高得多;
即便現如今我們已經至少發展出
三條技術路線
,距離最終的理想目標,依舊存在不小的差距。
首先,最經典也是最常見的路線,無疑是最標準的
火箭噴氣揹包:
誠如其名,這種裝置的工作原理,就是利用推進劑燃燒產生的高速噴射氣流,推動掛載其上的揹包客一飛沖天;
同時,揹包客想要控制飛行的方向和速度,只要調整噴口的方向與流量即可——雖然嚴格的訓練必不可少,但這種飛行揹包的駕馭難度,並沒有想象中那麼高不可攀:
上世紀90年代初,
邁克爾·傑克遜
曾經在“危險之旅”全球巡演上,成功利用這種噴氣揹包飛離舞臺——從當時的現場錄影來看,無論是流暢性還是靈活度,這套裝置的表現都很出色。
除此之外,
1984年洛杉磯奧運會
開幕式上的火箭噴氣揹包表演,更給全世界的觀眾留下過深刻的印象:
不過,雖然經歷了超過半個世紀的發展,在“送人上天”這個目標上已經頗有建樹,但對於火箭噴氣揹包這套方案來說,始終有個讓人頭大的技術難題:
續航時間……實在太短。
原因很簡單:
既然火箭噴氣揹包的發動機工作原理和火箭差不多,那麼
推進劑的容量和轉化率,
無疑就是決定
升空時長
的關鍵。
然而,考慮到火箭噴氣揹包必須把重量和體積控制在“可以揹負”的規模上,指望像太空梭一樣透過大容量外掛燃料箱延長續航週期,幾乎是不可能的;
再考慮到發射成本,以及裝置噪音一類的麻煩,儘管已經有了不錯的示例,火箭噴氣揹包想要真正走向商用化實用化,前景恐怕並不樂觀。
不過,儘管在商業圈不算吃香,但作為一種小眾愛好,對於那些自掏腰包攢火箭上天的
業餘火箭愛好者
來說,火箭噴氣揹包的魅力幾乎是無法抗拒的——當然考慮到技術難度,真正上天的成功典範寥寥無幾,不自量力自尋死路的傳說倒是一抓一大把……
相比於已經摸到技術天花板的火箭噴氣揹包,第二套方案的技術完善度與商業化前途,明顯要更樂觀一些:
那就是
渦輪發動機噴氣揹包。
與火箭噴氣揹包類似,顧名思義,渦輪發動機噴氣揹包的原理,和噴氣式飛機確實有相似之處——實際上,在這個分類下我們不難找到配備固定翼的品種,據說深受
極限運動狂熱者
青睞:
和火箭噴氣揹包相比,渦輪發動機噴氣揹包最大的優勢,顯而易見:
續航時間更長。
畢竟,省下自帶氧化劑的負荷,全部換成航空煤油一類的燃料,發動機工作時長增加也算是理所當然。
目前,國內外不少廠商和機構設計的個人飛行器都採用了這套方案,前面提到的國產飛行滑板,動力部分的基本原理也是相通的。
不過,雖然有效提升了滯空時間,但和火箭噴氣揹包相比,傳統渦輪發動機噴氣揹包的
控制難度
確實要更高一些——畢竟,靈活自由的萬向噴口可不是那麼簡單就能沿用的。
除此之外,傳統渦輪發動機本身可觀的
體積和重量,
也給這套方案著陸之後的機動性產生了不小的影響——對於那些自帶固定翼的品種來說,更是笨重得讓人邁不開步。
總之,作為輕型飛行器設計,渦輪發動機噴氣揹包的方向無疑是成功的,但作為行動式裝置是否合格,恐怕還有商榷的餘地。
OK,看過了陷入瓶頸期的一號方案,以及有待完善的二號方案,單人飛行載具的三號主流方案,估計大家都能猜得到:
沒錯,最最最容易理解的旋翼方案。
和前面提到的兩種套路不同,旋翼方案雖然起步時間相對較晚,但在技術進步幅度和商業化推進效率方面明顯要領先太多,原因很簡單——推動這套方案快速迭代的不是其他人,正是
無人機行業
的一票玩家。
不僅如此,隨著新能源汽車行業的崛起,國內外都有不少
造車新勢力
對這種穩步迭代的方案產生了濃厚的興趣,在最近的車展上,我們甚至已經看到了像模像樣的
原型產品:
這是在今年9月底的北京車展上,小鵬汽車公佈的旅航者T1超低空飛行器。
根據當時的報道,這款個人飛行載具的駕駛體驗和常規汽車差別不大,無需跑道即可憑藉旋翼垂直起降,著陸後只需標準車位就能滿足停泊空間需求,至於價格,據說“和標準豪車相差無幾”。
順帶一提,按照小鵬官方說法,在個人飛行載具這個領域,小鵬汽車已經佈局了
整整7年;
旅航者T1能在今年公佈,並不是一時興起的蹭熱點玩噱頭,而是
水到渠成
的厚積薄發。
雖然旅航者T1只支援
5~25米
的超低空飛行,指望在高樓林立的市中心暢通無阻基本沒戲,但至少“立體化交通”這個小目標還是能實現的;或許在不久的將來,
《三體2》
當中的這番場景,也有機會化作現實:
羅輯轉身剛要道別,卻吃驚得說不出話來,他看到女孩兒把那傘——或她說的腳踏車——像揹包似的背到後背上,然後傘從她後面立了起來,在她頭上展開來,形成了兩個同軸的螺旋槳,它們無聲地轉動起來——是相互反向轉動,以抵消轉動力矩。女孩兒慢慢升起,向旁邊跳出欄杆,躍入那讓羅輯目眩的深淵中。……
她輕盈地飛去,小螺旋槳攪動著陽光,遠遠地飛過兩棵巨樹之間,變成了一隻小小的蜻蜓,有一群群這樣的蜻蜓在城市的巨樹間飛翔,但最引人注目的還是飛行的車流,像海底植物間川流不息的魚群。朝陽照進了城市,被巨樹分隔成一縷縷光柱,給空中的車流鍍上了一層金輝。
不過,雖然距離
商業化落地
已經是指日可待,但從目前的解決方案來看,
旋翼式方案
依舊
遠遠談不上完美,
最直接的理由,一目瞭然:
無論是螺旋槳還是涵道式風扇,和火箭以及渦輪這些“噴氣揹包”相比,能夠產生相同發動機推重比的旋翼方案,
體積
統統
大得離譜;
不僅如此,如果想要進一步提升有效飛行負荷,最直接的手段就是繼續擴大旋翼的直徑——然而,原本就已經夠離譜的體積繼續擴大,
停泊問題該怎麼解決?
兜兜轉轉饒了一大圈,到頭來,以往的三條個人飛行器發展路線,最終表現似乎都不盡如人意——那麼,
火箭院
這次推出的
飛行滑板,
究竟又有什麼
優越之處
呢?
答案並不神秘。
讓我們看看火箭院這次裝置的結構圖:
排除控制和平衡元件不提,單從發動機元件來看,基本結構並不複雜。
整套結構的收納體積很小,微型
渦輪發動機
單元的
尺寸,
和
保溫杯
相差無幾。
OK,看過這些基本結構,對比一下前面的內容,大家感想如何?
相信肯定有同學會表示“這玩意到底該怎麼平衡”,不過,對於比較熟悉航空行業或者至少玩過航模的同學來說,最直接的念頭應該只有一個:
這麼小的體積,可不就是力大磚飛麼?
“只要推力大,板磚也上天”。
曾幾何時,在那些來自國外航模社群的“割草機也能上天”影片下面,這句評論的出現機率,委實高得嚇人。
時間一長,就簡化成了“力大磚飛”,變成了類似攝影圈“底大一級壓死人”的俗語。總之就是
一力降十會,馬力夠大就是能為所欲為。
在先進戰鬥機領域,這句俗語的意義自然不必多提;如今,單人飛行載具這個領域,這句俗語的價值同樣不可否認——體積夠小馬力夠大的渦輪發動機,意味著可以在
更緊湊的體積
中實現
更高的推重比,
如果把功率相同的發動機安裝在類似旅航者T1的輕型飛行載具上,有效飛行高度突破25米並非不可想象。
不僅如此,省去了體積龐大的旋翼結構,用尺寸更小的渦輪發動機實現相同的有效負載,我們最終得到的,是一臺更容易適應大城市環境的個人獨立飛行載具,真正意義上的
“飛行腳踏車”。
飛行滑板僅僅是第一步,這一小步包含的工程學奇蹟所代表的意義,才是這個專案真正的價值所在——航空發動機這個先進製造領域的
主導權,
正在被我們一點一點爭取過來,在未來,量變引發質變的結果,又會帶來哪些改變整個行業的奇蹟?
不妨讓我們
拭目以待。
酷玩實驗室整理編輯