中华学生百科全书-第197章
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有三叶螺旋桨式发动机。当短舱垂直上升时,它能像直升机一样垂直起飞,
然后在空中转动发动机短舱,使其对准飞行方向,此时,飞机像普通飞机一
样平飞。VX—15 的最大起飞重量为 5.9 吨,飞行高度达 9000 米。在 5000 米
的高度上,速度可达每小时 550 公里。wωw奇Qìsuu書còm网
这种旋翼机实际上是直升机与普通飞机相结合的产物,其飞行速度、高
度和经济效益都大大超过了现代直升机。各国军事专家普遍对研制这种具有
直升机和普通飞机双重功能的旋翼机尤为感兴趣。
“空中自行车”——人力飞机 在近代人力飞机的发展过程中,英国的克
莱默奖起了很大的促进作用。
1960 年 1 月,英国皇家航空学会宣布,微电池公司主席兼经理、工业家
克莱默提供了一笔 5000 英镑的奖金,授予能实现 8 字飞行的人力飞机。条件
规定人力飞行必须完全依靠人力从地面起飞,绕相距 800 米的两根立柱飞出
一条 8 字形航线,飞行高度要超过 3 米。
1967 年,仅英国就制造了十几架人力飞机,但没有一架能完成 8 字航线
的飞行。克莱默在失望之际决定将奖金由 5000 英镑提高到 10000 英镑,并宣
布此项奖金不再局限于本国。而是面向全世界。1973 年,世界上的人力飞机
超过30架,但仍没有人能够完成此项飞行。于是克莱默又将奖金提高到50000
英镑。这样克莱默奖一举超过诺贝尔奖,成为航空史上金额最大的一笔奖金。
面对克莱默奖的巨额诱惑和飞行难题的挑战,英、日、法、美等国积极进行
研制工作,展开激烈竞争。
1961 年 11 月,由英国骚桑普敦大学的学生们制造的第一架由人力从地
面自行起飞的人力飞机试飞成功。这架人力飞机具有自行车式驱动的推进螺
旋桨,翼展 24.4 米,重 58 公斤,最远飞行了 600 米的距离,离地约 1.5 米。
此后不久,英国霍克·西德利宇航公司的职工制造一架更精致的人力飞
机——“海鸭号”,并在 1962 年创造了直线飞行 908 米的纪录。这个纪录一
直保持了 10 年,直到 1972 年,才被英国空军研制小组的“木星”号人力飞
机所打破。
“木星”号人力飞机长 9 米,翼展 24.38 米,重 66 公斤。1972 年 6 月,
它创造了人力飞机直线飞行距离 1070 米的新纪录,留空时间为 1 分 47 秒。
它的特点是把螺旋桨由机尾移至机身中部的桨架上,从而简化了传动机构,
提高了螺旋桨的效率。
日本从 60 年代开始研究人力飞机,日本的大学生用 3 年时间制造了“红
雀”号人力飞机。后来又在“木星”号的启发下,研制成功“白鹤”号人力
飞机。“白鹤”号飞行距离多次超过 500 米,并完成了 180°转弯。1976 年
11 月,还创造了 2093 米的飞行成绩,成为克莱默奖的有力争夺者。
1976 年,美国加利福尼亚州的航空工程师麦克里迪制造了一架奇特的人
力飞机——“飘忽秃鹰”号。麦克里迪曾经是一名优秀的滑翔运动员,还是
伞翼滑翔的爱好者,他在设计中打破了最流行的人力飞机的设计方案,而应
用了伞翼滑翔的原理。
“飘忽秃鹰”号翼展长 30 米,重 32 公斤,翼表面蒙着一块极薄的薄膜,
大机翼下方有一个驾驶座,座前挡了一块流线型挡板。驾驶座下方是一对脚
蹬,它用传动链条带动飞机后方的双叶螺旋桨。机身前方伸出一根细长的铝
管,管的前端安装了一只鸭式前翼,用来操纵飞机的飞行。飞行员是 24 岁的
运动员布鲁安·艾伦,他在短时间内可蹬出 1.2 马力。
1977 年 8 月 23 日,“飘忽秃鹰”号人力飞机飞行了 7 分 28 秒,航程 2173
米,不仅作了直线飞行,而且顺利完成了 8 字航线的飞行,从起飞到着陆,
飞越指定标志线时,离地距离超过了 3 米。麦克里迪因此获得了举世瞩目的
克莱默奖。
在 8 字航线被征服之后,1978 年,英国皇家航空学会宣布了新的克莱默
奖,即以 10 万英镑奖给第一架飞越英吉利海峡的人力飞机。
消息传出后,人们议论纷纷,飞越英吉利海峡是人力飞机所能完成的吗?
人力飞机的研究者们无不苦心钻研、跃跃欲试,展开激烈的角逐。
1979 年 6 月 12 日,在英国南部小镇福克斯通的码头上停放着一架古怪
的飞机,这就是麦克里迪设计的又一架人力飞机“飘忽信天翁”号。它有一
对细长的机翼,没有尾翼。翼展长 30 米左右。机翼正下方的座舱中安装了两
只小小的塑料轮子。飞机不带发动机,只有一套用塑料链条传动的脚踏机构,
带动机翼后面的塑料螺旋桨。飞行时,飞行员的脚踏动力使螺旋桨旋转,产
生升力。
飞行员艾伦整装待发了。他的目的地是海峡对岸的法国加来地区。这是
历史上首次乘坐人力飞机飞越海峡的尝试。
5 点 51 分,飞机顺利起飞。原计划“飘忽信天翁”号可以在 2 小时之内
飞完全程,但是 1 小时 15 分钟之后,海上波涛汹涌,引起海峡上空空气的扰
动,这给飞行带来很大困难,艾伦顶风前进,速度减慢下来。由于闷热和脱
水,艾伦的腿部发生了痉挛,他已经精疲力竭了,但仍然坚持着。
8 点 40 分,“飘忽信天翁”号终于顺利抵达了法国的格里内角海滩。
此次飞行历时 2 小时 49 分,航程 37 公里,不愧为当代航空史上的又一
奇迹、人力飞机发展道路上的又一里程碑。设计师麦克里迪因经再次摘取了
克莱默奖。
此后,麦克里迪和助手们把“飘忽信天翁”号修复一新,送往当时尚未
闭幕的巴黎航空博览会上公开展出。
以后,实业家亨利·克莱默再次向英国皇家航空学会捐赠 10 万英镑。作
为人力飞机的速度竞赛的奖金。这个速度竞赛被称为克莱默世界速度竞赛。
竞赛要求人力飞机在 3 分钟内沿三角形航线飞行 1500 米。奖金中 2 万英镑奖
给第一个完成这种飞行的人,以后每打破一次速度纪录奖给 5000 英镑,直到
10 万镑发完为止。
1983 年 9 月 25 日和 27 日,在美国加利福尼亚州萨夫特机场上,一架名
为“仿蝙蝠 ”的人力飞机以每小时 41 公里的平均速度两次飞完了一个 1600
米长的锐角三角形的航线,平均每次飞行时间为 2 分 38 秒。
“仿蝙蝠”人力飞机是在麦克里迪指导下,用石墨、Kevlar、聚苯乙烯
和聚酯树脂制造的,重 36.3 公斤,翼展长 14.6 米。它带有电储能系统,在
飞行前 10 分钟,飞行员踏动脚蹬带动发电机给电池充电。电池是与带动变矩
推进式螺旋桨的发动机接通的,这样电动机可帮助飞行员驱动螺旋桨。
这次飞行由麦克里迪的儿子完成,使麦克里迪再度获得了克莱默速度竞
赛奖。
翩翩翱翔的太阳能飞机 太阳能飞机是以太阳能为动力飞行的飞机。世
界上第一架太阳能飞机是由美国航空工程师麦克里迪设计的。
麦克里迪设计了“飘忽企鹅”号人力飞机,在机翼上安装了 16000 块光
电池。光电池又叫太阳能电池,它是一种夹有光敏层的硅片,可见光通过硅
片时,光粒子与光敏层的化学物质作用,释放出电子,产生的电流经过导线
传递给发动机,发动机带动螺旋桨转动,使飞机飞行。
1980 年 8 月,“飘忽企鹅”号由女驾驶员珍尼丝·布朗操纵,飞行了 3.2
公里,飞行时间为 14 分 32 秒。在初次飞行中,飞行的高度仅为 30 米,虽然
在这一高度上不能保证获得足够的阳光,但初次飞行的成功,足以证明了麦
克里迪的设计思想是可行的。
随后,麦克里迪决定进一步改进他的太阳能飞机,他得到了著名的杜邦
公司的支持。杜邦公司为他提供了一系列航空和宇航用的新型材料——工程
塑料,以及经费、工程师和摄影组等。
1980 年 12 月,新设计的“太阳挑战者”号太阳能飞机试飞成功。它的
主翼和尾翼上装有 16128 块太阳能电池,飞机全长 9.1 米,翼展 14.3 米,机
体重量仅为 90 公斤。在 8 小时的时间里,飞机飞行了 370 公里,高度达到
4360 米。即使在云彩遮住阳光的时候,飞机下降的速度也仅有 30 米/分,
能确保飞行安全。
“太阳挑战者”号太阳能飞机几乎是一架全塑飞机。首先,在机翼的主
支撑结构,以及操纵、着陆装置等部位,使用了强度是钢铁 5 倍的聚芳族纤
维,在整个机体的增强部位,也都使用了这种材料。其次,在机休和机翼的
蒙皮上采用了聚脂薄膜。最后,在主翼的夹层结构中,还使用了聚芳纤维纸
蜂窝。此外,用得较多的材料是具有优异耐气候性和不易变色的丙烯酸薄膜
和氟塑料薄膜。正是由于采用了这些性能优异的工程塑料,“太阳挑战者”
号才既牢固又轻便,成功地完成了飞行。
1981 年春天,“太阳挑战者”号即将飞越英吉利海峡的飞行。飞行员是
28 岁的普达塞克,他既进行过滑翔机的飞行,又驾驶过喷气式飞机,经验十
分丰富。1981 年 6 月,太阳能飞机由一艘航空母舰运往法国。7 月 7 日,晴
空万里,太阳能飞机就要起程了。普达塞克依次接通 5 组太阳能电池,开始
驾驶“太阳挑战者”号滑跑起飞,经过 7 次试飞,飞机终于离开地面,以大
约每分钟 70 米的速度迅速上升,几分钟后达到 600 米的高度,然后昂首飞向
英吉利海峡。
普达塞克稳稳地爬升,同时不断调整航向和转动可调螺旋桨,以便进入
最佳飞行状态。突然,平静的空气中出现了一股紊流,“太阳挑战者”号剧
烈地俯仰、扭摆起来,原来