美国研制新型飞行器 状似飞碟(图)

http://www.sina.com.cn 2007年08月09日 11:26  科学时报
美国研制新型飞行器状似飞碟(图)
正在进行测试的全球首款飞碟——M200G飞行器

  作者:陈欢欢

  据美国媒体日前报道,美国穆勒国际公司目前正在研制一种状似飞碟的新型交通工具——M200G飞行器。这种全球首款的“飞碟”将于2008年上市,每款售价9万美元。

  飞碟,这种一般出没于科幻小说中的交通工具离我们的生活究竟有多远?接受《科学时报》记者采访时,北京大学地球与空间科学学院教授晏磊表示,从原理上说,类似这样的飞碟技术实现并不困难,但在作为交通工具推广时,关键是成本和应用环境。

  技术上不难实现

  据美国媒体报道,全球首款“飞碟”直径为3米,高约1米,内部安装有8台发动机,最大飞行速度约为160公里/小时,可垂直起降,一次可容纳两人,适合于水面、沙漠、雪地、沼泽、草地等任何地表。它可以在距离地表3米的高度上平稳飞行。

  此外,M200G飞行器上安装有数台计算机,它们不但限制着飞碟的飞行高度,而且还会自动保持平衡。“飞碟”驾驶者并不需要接受复杂的训练以及申请特别许可。

  据晏磊介绍,普通飞行器只要内部气压低于大气压、平均比重比大气低,克服了重力就可以浮起来,因此通过减少气压或者向飞行器内充入密度较低的气体就可以实现飞行,或者利用螺旋桨旋转在下部产生局部气流,形成升力。然而,利用气动原理做成的交通工具在克服空气阻力后很难实现高速。

  晏磊说:“飞艇能否作为交通工具的争论已经有100多年的历史了,莱特兄弟发明飞机就是受飞艇的启示。”但是,气球、飞艇的速度都很慢,因此一直没有成为交通工具。只是在应用了空气动力学原理后,飞机才成为了真正的交通工具。飞机的外形实际上就是按照空气动力学的方法设计的,但是飞机是钢性体,其原理是在空气比较多的环境下高速飞行,其下产生局部空气场托起机体。

  晏磊表示:“160公里的时速实际就是小型飞机的速度。如果飞碟是160公里时速,其原理应该就是飞机的原理,利用了航空的下端极限原理保证它不掉下来。常规飞机在时速大于140公里时可以平稳飞行,但如果低于120~140公里/小时就很危险。这就相当于把超低空飞行的飞机搬到城市里,现在的超低空飞机能飞到十几米的高度。”

  因此,晏磊认为,这样的飞碟单项技术都是成熟的,实际上是集成创新,在结构上作了一些变化。他说:“我相信中国人要做也能做出来,但是要考虑现实意义如何。例如,能否推广,成本如何。只有在取得原理性突破的情况下,才能探讨未来取代现有交通工具的可能。”

  晏磊认为,因为要装载人,飞碟在体积上一定相对较为庞大,在承受了本身重量和人的重量之后,还要保证平均密度和重力都是常规大气压可以支撑的,因此硬件成本和能量成本都不会低。不过,从技术发展上来说,未来成本会不会降到很低的水平也很难说。

  应用环境难以达到

  然而,真正限制飞碟应用的不是技术问题,而是应用环境。

  “我个人认为应该给飞碟提供固定的、专门的通道。飞碟不可能在一条公路上随意穿越,否则公共交通怎么办?人的安全怎么保证?就像磁悬浮一样,飞碟也必须有自己特定的外部环境,在较为平坦的路面上行驶可以减小阻力,上下起伏就会增加成本。如果飞行高度是3米,高度2.5米以上的物体就会对它有威胁,而树、卡车、电线……我们生活中3米以上的东西太多了。”因此,晏磊表示,飞碟在城市中作为交通工具使用很有难度,外界环境必须给它保障。但是,外界环境能否给飞碟的行驶提供保障、是否值得提供保障,这就不仅仅是其本身的问题,还涉及到市政、建筑等一系列社会、经济问题。

  在城市上空以160公里/小时的速度飞行,无法保障飞碟的灵活性和机动性,遇到障碍物后很难反应,因此必须考虑防止碰撞的问题。而如果增加了飞碟间的距离,常规道路可能无法适用,并且势必会增加城市的环境密度,晏磊认为从效率上说不一定划算。

  “飞碟是圆形的。从材料使用上来说,圆形的成本最低。公交车虽然装人多,但是可以制作成长形,其宽度是受限制的。而且,在承载同样人数的情况下,飞碟的直径肯定较大,尤其人数增多时,直径将大幅增加。为了防止碰撞,同一方向行驶的飞碟和相对行驶的飞碟之间要保持较大的距离,肯定比现有道路上汽车间的距离大,这将会占用很大的空间。现有的城市道路可能达不到所需宽度,也许仅凭其直径就把道路堵住了。如果受飞碟载人量和道路宽度的限制,使用飞碟相当于多用了一层公路,但是容纳的人数可能只有地表的20%。”晏磊说。

  晏磊认为,所有新技术都只有适应现实后才有存在的可能,而从这个角度来说飞碟不仅解决不了城市交通的问题,反而会加剧问题。我们希望新的交通工具提速,最终目的是为了节省空间,而飞碟的占用空间太大。在城市环境密度本来就很大的情况下,还要给飞碟提供额外的环境,势必会加剧环境的密度。而且,飞碟作为交通工具使用,会对城市建设提出新的要求,现有的道路、建筑等设施都得改变。

  晏磊表示,由于中国航空飞行器技术与国外相比还有一定差距,因此对飞行器的研究也主要集中在航空飞行器方面,对应用前景不明确的民用飞行器研究较少。

  “西方人这种没有思想束缚的探索方式是值得国人学习的,最起码可以提供一种新的旅游、娱乐方式,或者在沿海、沙漠、沼泽等具有特殊地形的地区使用。”晏磊说,国外很多飞艇的主要目的都是用于健身、娱乐,做交通运输工具的很少。从技术角度看,地表是车、距地面3米高度的空间是飞碟的场景是可以设想的,但要考虑一般人能否买得起,考虑飞碟能否实现常规交通工具所具有的价值。如果产生的效益还不够付出的代价和成本,那么这一场景一定是无法实现的。

  相关阅读:世界各国对人造飞碟的研究

  第二次世界大战期间,德国在火箭工程学和流体力学领域占据世界领先地位,曾制造了一种圆盘飞行器。这种飞行器内部有垂直上升用的叶扇和水平飞行用的喷气发动机,直径为12米~40米。但是,在德国战败后,其相关材料不翼而飞。

  20世纪80年代末期,美国海军部前任飞翔机识别导师克伦特朗花了20多年时间设计了一种飞碟原型,并在一个国会议员的帮助下,送至美国太空总署加以评论,但“没有得到答复”。克伦特朗表示,美国太空总署之所以作出如此反应,是因为“他们知道我的设计是正确的”。他为这种飞碟设计了一种推动系统,其秘密是液体水晶。

  20世纪末期,美国太空总署研制出一种使用空气做燃料的人造飞碟,能够把发射太空船的成本降低至1/1000,同时飞行速度大幅增加,横过半个地球只需4分钟,若从地球飞到月球也只需6小时。美国伦斯勒理工学院的米拉博教授解释说,研究人员利用激光射线将空气加热,借以产生推动力,将人造飞碟推至高空。当飞碟飞至空气稀薄的高空时,还可以使用飞碟上贮藏的少量氢气作为燃料。研究人员还计划在飞碟上安装微波接收器,借以吸收在太空运行的太阳能发电站发射出来的微波,将之转化为电流。

  俄罗斯研制的一种碟形飞行器不需要机场,可以借助气垫在地面、水上、沙地和雪原等地随处升降。据报道,这种人造飞碟的直径为200米,最大荷载600吨,最大航程近5000公里。而位于莫斯科东南约400公里处的萨拉托夫飞机制造厂研制的“伊基普”人造飞碟长25米、宽36米,可搭乘400名乘客或40吨货物,时速6400公里,飞行高度36公里,最大航程8000公里,升空距离仅500米。

  德国科学家们还发明了一种单人驾驶的人造飞碟,离地面4米高,可以绕开任何障碍物,速度可达80公里/小时,由螺旋浆和专门的气道形成的“空气射束”托起飞碟。

  法国物理学家利格雷·加斯东等人利用一种被他命名为“静能”的能量作为动力,使10余个小到草帽大小、大到直径3米的人造飞碟得以升空。加斯东等人介绍说, 静能是利用电磁转化而成的。

  (本文摘自高育红撰写的《人造飞碟向我们走来》一文。)

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