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漫谈人力飞机的研究方向

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陈兴禄_APxEF 发表于 2018-1-5 11:01:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
  
   
漫谈人力飞机的研究方向
   
人类从古以来就非常羡慕鸟类在天空中自由遨翔,一直梦想自已也能象鸟类自由自在地飞呀,飞!
   
自古以来就不断的有人为人类实现和鸟类一样自由飞翔的梦想,刻苦地观察鸟飞,大胆地设想、设计、动手制作飞行器,而且亡我地试飞。许多人为“ 人飞 ”在挫折、无望中苦苦探索一生;也有人相继在勇敢的试飞中壮烈牺牲。人类为了在空中“腾云驾雾”,对艰苦、挫折、失望乃至死亡,统统无所畏惧,追求不息!终于,莱克兄弟用机械动力的载人飞机在人海欢呼声中上天飞行了,而且迅速推动了机动载人航空事业。但人类始终没有放弃、停止对人力自由飞翔的勇敢探索!
   
自美国人保罗·麦克里迪设计的“蝉翼信天翁”,于1979年6月20日由艾伦经过艰苦的骑自行车锻炼后,用人力驾驶,越过35公里宽的英吉利海峡,夺得十万英磅新默克莱大奖后,顷刻间消息传遍了全世界,轰动了全人类。日本国创办起每年一届的“大学生人力飞机飞行纪录大赛运动会”,势必大大推动“人飞”研究工作;更多的人在潜心思索“信天翁”( 庞然大物)的适用性问题。我们该怎样研究人力飞机呢?
   
回顾人力飞行探索简史
   
古往今来, 人们为了探索人飞的奥秘,他们最早是对鸟类的飞行特性、生理结构特征,分别进行了细致地观察、研究    。设计与试飞多以仿鸟翼、鸟飞为主,当固定机翼机动飞机问世后,坚持探索人力飞行的设计与试飞 ,多受固定机翼的诱导,大胆设想和勇敢尝试,不少人为之献出了毕生的精力,甚至丧了生命。
   
理想是实践的响导,实践为成功之母。由于不断地实践,人飞的纪录总还是在不断刷新。据不完全的学飞历史记载:我国早在公元19年间,王莽为了军事需要,就招募和拜一位能“取大鸟翩为两翼,头与身皆著毛,通行环纽,飞数百步堕”(即飞行)的人为“理军”<<汉书·王莽传>>。清朝初年(约公元1644年间),苏州吴县徐正明曾研制一架“飞车”,“人坐椅中,以两是击板”,能“离地尺余,飞渡港叉”<<苏州吴县县志>>。只因为该飞车尚未完善,徐正明就因病去世,其妻气愤之下将飞车劈碎、烧掉。国外,在1525年间,意大利画家达.芬奇曾设计出了在人体上装置鸟翅,用臂力飞行的飞行器图。直到1899年才由俄国农民米特列庚,用木材制成了第一架人力飞机,只能离地0.71米,飞行10米左右。1919年间法国人普棱研制了并驾驶人力飞机,飞行了11.46米。1935年德国设计师研制了一架双人座,以手脚用力,象自行车式传动的飞机,在空中飞行了一分钟。1936年又由德国设计师研究制作一架空气动力性能较好的拉力式螺旋浆人力飞机,经二百多次试飞,创造了飞行712米的纪录。1938年,意大利设计师研制成功一架有两个拉力式螺旋浆的人力飞机,翼展17米,创造飞行900米(71秒钟)的纪录。1960年初,爱尔兰航空工程师诺威勒还设计出一种带推进式螺旋浆,翼展18.3米、重75公斤的人力飞机。1977年,美国工程师麦克里迪设计的<<蝉翼神鹰>>人力飞机,完成离地3米,绕相距八百米的两根标杆,飞行一个8字形,留空时间达7分28秒,夺得了英国皇家航空学会设立的克莱默五万英镑奖。接着,于1979年又由麦克里迪设计的<<蝉翼信天翁>>人力飞机,完成了人力飞越英吉利海峡的飞行,夺得了英国皇家航空学会设立的十万英镑的新克莱默奖,至此,人力飞行纪录达到了新的水平。时过25年,于2004年3月23日日本发布新闻——日本大学生驾驶人力飞机(未署名) 飞行12公,打破了10.9公里的世界最远飞的纪录。
   
正确评价“信天翁”“2004日本号”
   
麦克里迪的发明———“蝉翼信天翁”, 和由艾伦驾驶创造的人力飞行新纪录,以及日本“2004日本号” 所创的人力飞行更新纪录确实都值得人类庆贺。因为,他应人类期盼“自由飞翔 ”的美好愿望万万个研究者的失败;在近代“科学” 的否定(人力飞行不可能)中,独持见解,艰苦研究,付诸实验,百拆不挠,终于士创造了人力飞行新纪录,使人类学飞的信念更坚强,使人类发展到会飞的历史, 又大大缩短了时间。这种创造精神和成果,显然是非凡和令人钦佩的。必将激励更多的科学家、发明家去追寻“人力飞行” 的理想!
   
但是,深入考查学飞史和麦克里迪的“信天翁” 以及日本大学生于2004年3月23日驾驶人力飞机飞行12公里,打破了10.9公里世界纪录的人力飞机,又不难发现,也不容否认,它们仍然与历史中实验成功——能飞的,只能留在博物馆供人观偿的那些人力飞机一样,只成为一种探索历史而已。根本不可能给人们作为飞行器用。因为,“信天翁” 、“2004日本号”不仅是个庞然大物(翼展达三十米,机长达九米),起飞或降落都要受到许多条件的限制。特别是起飞时,还需要别人协助稳定机翼,助其腾空。再说那次轰动全球的人飞新纪录的表演,还是选用一个自行车运动健将,经过专门长时间训练与锻练后,并选择最佳气候条件在大量导航,保护措施中试飞的。纵然如此,最后还是通过艾伦拼命挣扎,才免强获得了成功。它和“2004日本号” 都离常人作为常用的飞行工具的要求,当然还差十万八千里之遥。
   
如果进一步联系整个飞行史,以人力飞机同固定机动机翼飞行器相比较,人力飞机的发展速度确实太缓慢了!而且可以引出一个问题,那就是固定机翼机动飞机,还可以由不断地增大动力而继续提高其飞行速度、飞行高度,及飞行载重量。但是,在人力十分有限这一特定基础条件下,要求自身飞升和持续飞行,能再去无限地研究减轻飞行重量、扩大翼展吗?当然不行。因此,麦克里迪的“信天翁”不仅毫无实用价值,只能成为博览展品,也决不可能为“人力飞行”的研究方向起良好的指导作用。特别是具有研究人飞悠久历史的中国人,则更用不着往固定机翼死胡同钻,去探索争取创新纪录的实验。应该继承自己民族研究朴翼结构的优良传统,以突破实用性为目标,去深入研究,勇敢探索,大胆设计,不断创新试验,才能创造奇迹!攀高峰!
   
仿中要创新才会飞
   
人类学飞几千年,最早是从仿鸟飞,学朴翼开始。不仅古时候有不少人精心设计用双臂振翼飞行,虽然很少有成功,多数失败,有的丧了命。甚至在“人力飞行不可能论”的影想下,人们把人力朴翼飞行设想,卑视为“攫发自提”加以嘲弄、反对。但仍然还有人坚持仿鸟飞,设计振翼飞行,而且进行勇敢的试飞。据报导,一个美国人名叫科林·斯基平的杂技演员在近年还做出一付翅膀,经过他由低空到高地试飞、锻练,后来成功地从巴黎三百公尺的埃菲尔铁塔上安全飞下。还有一个苏联人为自己装上鸟翼式的装置,从高山颠上起飞,飞越了第聂伯河。至于研究其它各类朴翼飞行者更多。这些人的行动,都是具有仿生学理论基础的,在为实现人飞而大胆设计和勇敢地探索。可他们受“仿”又太痴了。
   
鸟类能飞,若依达尔文的“物种进化论”分析,系生物进化史中,四足动物的前肢发展成翅膀所独占的,是任何四动物(包括后来进化成的人)所望尘莫及的优胜。鸟飞不仅比人类飞行早一亿多年,直到现在若依“ 飞升能动性”、“ 飞行公里、公斤耗能水平”,以及“ 起飞、降落的随意、自由程度”等项目进行比较,现代最先进的飞行理论、技术则都显得非常拙劣。再据生物进化史分析,如果说四足动物因为前肢进化成手比进化成翅膀更优越,以至于才决定性地产生了人类。那么人脑和手结合,又必将自己创造出比鸟翅膀更完善,更优越的翅膀。很浅显的道理,鸟类虽然至今仍占有飞行优,但因为鸟翼的功能专一化后,则无法为更优结构与最佳动作去创新,也无法动用它双腿之力助飞。然而人终将设计制造出超越鸟翅飞升能力之构造,创造超鸟飞之纪录,这显然又是鸟类客观存在的比人类远不相及之弱点。
   
我们研究人飞,既要冲破“人力飞行不可能论”的禁锢,也要摆脱固定机翼、螺旋浆结构的约束。既要仿鸟飞,学朴翼,以求不增大能耗,还要减小翼展,而提高飞升能动性和飞翔能力。还要创造朴翼结构与完成朴翼动作(决不是单纯上举、下朴动作),又不是简单地生搬硬套鸟翼的结构与动作,而是超鸟翅飞。那么,就必须把鸟飞的全部优点研究透,学过来,再设想复杂点,将人翅设计成比鸟翅更巧妙(既是朴翼,又不象鸟翅;既灵活,又小巧),又更易飞(起飞、降落都随意自如)、更省力(即公里、公斤/能耗水平更低)的最高超的翅膀。用以装配成有实用价值的人力飞机。
   
可以设想:这种人力飞机,虽然出于仿鸟,但根本不象鸟,却有点象今天的三轮脚踏车,又极不同于它。人坐其中,双足踏蹬,同时双手摇把辅力,机翼朴动,则人机可垂直飞升;然后,驾驶员随意用动作指令改变机舵、机翼方向,而掌握飞行方向与升空高度;以用力的大小控制飞行速度,慢可以留空,快可以与中速汽车相比;只要有可以停放人力飞机的空旷场地,就可以随意自如地起飞、降落;无论起飞、降落、转弯、变速,人坐其中,始终不用改变体位,只要不紧急行军,或载物过重,定会比平常骑自行车还轻松、方便。
   
征服低空人类会更安宁
   
研究人力飞行,是人类从古以来为争取自由的一种美好的理想与实践。如果人类都能自由地象天鹅一样飞越9000公尺高的珠穆朗玛峰,横跨“世界屋脊”若等闲;象海鸥一样迎着狂风波涛奋飞;象雨燕一样能作每小时110~190公里的急行军;象蝴蝶一样依依穿花过;象青蜓一样轻盈点水飞……。那将是多么美妙的图景啊!
   
如果人类继续处在受战争、恐怖活动威胁之中,加速研究人力飞行,尽快征服低空则更具有极其重要的现时意义。可以设想,一但迅速研究成功实用性强的人力朴翼飞机,人人可飞,再装备相当数量的,辅以小机械动力的维和警用飞机,我们维和特警队将成为一支能彻底摆脱陆地平面运动的限制,避敌时可以迅速飞散,回击敌人时则可以高速集中,“居高临下”与“神兵突然从天而降”的,战无不胜的特警队。使人类更更安宁。那时,侵略者要打,我们能全面获胜;不打,我们就赢得充分时间与精力,加速四化建设,赶超世界先进水平,大大振兴中华。
   
但愿各国政府仿英国皇家航空学会,切实组织、鼓励研究人力飞行。同时祝愿人力飞的研究者、爱好者们努力为人类早添双翅,征服低空,振翼高飞而贡献自己的智慧与力量!
   
   
   
    

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