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飞碟来了

(2011年09月18日 00:34:45)
来源:《走进科学》杂志

□作者: 刘和君

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  提起飞碟,人们总会联想到外星人。因为UFO表现出来的超智慧科技让人叹为观止:它可以突然快速移位、直角转弯、垂直起降、高速行进、空中骤停等,这些都是现代人类科技无法做到的。所以,UFO那神秘莫测的现象让人无法理解。第二次世界大战期间,由于发现闪光的大型圆盘飞行物,英国侦察部门的报告中首次使用了“UFO”(英文不明飞行物的缩写),从此,UFO或飞碟的大名日益为世人所熟知。(图1)


  

  UFO对人们来讲还是个谜,但在现实之中,不少国家的科研人员以及一些爱好飞碟的人,都在竞相研制类似UFO的碟形飞行器。

  在我国民间,有不少飞行迷,也在研制中国的碟形飞行器,安徽萧县的杜文达,就是其中的一位。

  在安徽萧县一座不起眼的农家院落里,水泥地上停放着一个半球型的庞然大物,像一把没有伞尖的大伞。这就是杜文达的飞碟。

  杜文达的梦想是让自己的飞碟用于空中拍摄、雷达探测、旅游观光,甚至作为日常出行的低空飞行交通工具,它可以平稳地升空,又能安全地降落,它能以任意角度转向和前进,关键的时候,还能潜水。一个仅有中学文化的杜文达,他的梦想能够实现吗?

  自从有了制作飞碟的想法,爱动脑的老杜可谓全身心投入,原本经营不错的装潢店也无心经营了,他没事就上网、看书、查资料,琢磨着怎样制作飞碟。他根据自己的想法制作了一个飞碟模型,一试验,小飞碟转了起来。老杜认为,碟形飞行器的原理与直升飞机有异曲同工之处,它们的升力原理应该是相同的,最大的问题是怎样克服掉反扭矩现象。

  假设,一架没有尾翼的单螺旋直升机的螺旋桨向左旋转,反扭矩会导致直升机机身往右转,直升机飞不起来。而有尾翼的直升机,其尾翼螺旋桨旋转产生的扭矩把机身向右转的力量抵消了,飞机才能飞起来。

  直升机的反扭矩由它的尾翼克服掉了,而飞碟的造型是不可能安装尾翼的。于是,老杜设计的飞碟借鉴了没有尾翼的双螺旋桨直升机的结构原理。老杜的飞碟在试验中没有飞起来,但他认为飞碟的制作原理是对的,是动力不够的原因。他决定继续试验。功夫不负有心人,在老杜的苦心专研之下,一个碟形飞行器的雏形诞生了。(图2)


  

  老杜对自己的飞碟小模型挺有信心,听说记者想要看看飞碟的飞行姿态,他马上领着记者来到自家的院子里,准备试飞。这么个小玩意儿究竟能飞成啥样呢?

  老杜的飞碟飞起来了,但摇摇晃晃,由于没有方向控制装置,飞碟失去控制,一会儿就掉了下来。但飞碟能飞起来了,也算是小有成就,老杜准备向制作大一点的飞碟发起挑战。

  老杜制作飞碟的热情,一般人难以想象,为了制作大型飞碟,他几乎花去了家中所有的积蓄,人可以不吃不喝,但是绝对不能耽误了飞碟制作。

  经过精心设计,一架稍大一点的飞碟终于造出来了,飞碟的工作原理还是一样,但其动力改成了汽油发动机,老杜对这架飞碟的飞行能力满怀信心。

  一天,老杜和朋友把组装好的飞碟抬到了试验场地,进行试飞。飞碟跌跌撞撞地飞了起来,飞得还很高,但由于无法控制飞碟的飞行方向,或者是飞碟失去了平衡,很快又掉了下来。

  其实,现在比较成熟的碟形飞行器,都安装了各种传感器,以保证飞行的稳定。而老杜的飞碟多少有点土法上马的感觉。

  经过不断的研究和试飞,老杜感觉自己飞碟的主要问题可能还是出现在动力上,如果能有足够的动力,飞碟的持续飞行还是有可能的。

  经过周密准备,杜文达新制作的大型飞碟开始试飞,随着发动机点火,飞碟在大马力汽油发动机驱动下,在原地不停地颤抖,还冒起了黑烟,无论老杜怎么折腾,飞碟始终没有出现“升空”的迹象。这次试飞失败的原因仍然是没有足够大的动力支持,冒出的黑烟就是发动机无力带动飞碟而产生的。(图3)

  老杜的大型飞碟试验虽然没有成功,但老杜的飞碟梦可没破灭,他还是坚持着自己的理想,不断地制作更大的飞碟。老杜想,既然在地面遥控不能控制好飞碟,干脆造一个载人的,人坐在飞碟里面,应该能控制好飞碟的飞行方向了。很快,一架超大型飞碟制作成功了,这架飞碟高3.5米,直径8米,动力采用360匹马力的汽油机。然而,这样的飞碟有谁敢上去飞呢?一个大大的疑问不禁出现在老杜面前,而且也在拷问着热爱飞碟的人们,uFO究竟有没有,我们现实生活中的飞碟究竟又该怎样去造呢?

  杜文达发明的碟形飞行器有动力系统、控制系统、内叶片、外叶片以及驾驶仓等。从理论上讲,在飞碟的同心轴上安装上内叶片和外叶片,启动发动机后带动同心轴相对旋转,产生相对、相等的升力,拉动飞碟缓缓垂直升空;控制系统控制内、外叶片的升力和扭矩大小,当外叶片的升力和内叶片的升力不平衡时,飞碟飞行方向就转向升力小的一侧,这样就能控制飞碟的飞行方向了。但经过试验表明,老杜的碟形飞行器在理论与实践之间还有巨大差距,还有诸多问题需要完善。

  北京理工大学副教授谢勇说,老杜发明的碟形飞行器,有一定的科学道理,基本上就是双桨直升机的原理。但它存在两点不足:第一点是在动力控制上缺乏有效的结构和措施;第二点是在方向控制上没有具体的细节设计。

  同样热爱飞碟的另一位朋友叫王忠信,他发明的是涵道式飞行器。

  王忠信经营着一家软件开发企业,早在十几年前,他发现国内的特种飞行器研发滞后,再加上他从小就对碟形飞行物着迷,于是便萌发了发明飞碟的想法。

  王忠信从未涉足过航空领域,而且,在世界上有关飞碟的研制一直是西方发达国家的绝密研究项目,根本不可能从外界获得飞碟的研究经验。因此,对王忠信来讲,研制飞碟将是很费力的。

  虽然研制飞碟似乎有些天方夜谭,但王忠信下定决心,一定要把飞碟研制出来。起初,老王也采用了双桨直升机原理,并造出了第一架双桨飞碟,但试飞结果不尽如人意,飞碟飞起来后,由于自身结构很重,一倾斜飞,功率就不够了。

  虽然飞碟的双桨设计解决了反扭矩问题,但会使飞碟的重量增加,飞碟的结构设计也会变得复杂,出现故障的几率就会增多。于是,老王打算采用单桨进行尝试,但反扭矩成了一个大难题。没有尾翼功能的飞碟,它自身的反扭矩问题又该怎样解决呢?

  经过努力,老王和他的团队为飞碟设计出了止旋片,止旋片是一种极其巧妙的设计,它是飞碟的组成部分,既有坚固飞碟结构的作用,又能起到直升机尾桨的作用。原来,飞碟在上升的过程中旋翼会产生强大的向下气流,这些气流打在止旋片上就能阻止飞碟机身的旋转。这个设计真的能让飞碟飞起来吗?(图4)

  2008年7月,老王造好的一架飞碟被抬到了一片空地上,为了突出美感,还在飞碟上加装了可以闪烁的灯。傍晚时分,一切准备工作就绪,随着一阵轰鸣,飞碟缓缓升起,飞起来啦!飞碟闪烁着耀眼的灯光,直向高空飞去。正当大家陶醉在难得一见的美景中时,突然,飞碟似乎失去了控制,进入了螺旋状态,不一会儿便一头栽到玉米地里。(图5)


  

  其实,老王的飞碟飞得不错,只是因为飞得太高,地面的人看不清楚飞碟的飞行姿态及细微变化,掌握不好操纵飞碟的提前量,才失败的。

  经历了这次惨痛的失败,老王吸取了诸多经验和教训,并对飞碟进行了更加细致的改进。为了能更好地控制飞碟的飞行姿态,老王研制配备了一套地面操纵的飞行控制系统,并连接了计算机,解决了因为目测不到目标而使飞碟失去控制等问题。

  为了安全,新设计的飞碟准备先在室内试飞,飞碟起飞后,缓慢地飘移,飞碟的飞行状态已经十分稳定了。(图6)

  空中悬停是测试碟形飞行器性能的主要手段,老王决定为记者表演这架飞碟的悬停能力。这次测试至关重要。飞碟起飞了,并且很快进入了高难度的悬停状态,在天空中几乎纹丝不动,这真是难得一见的壮观场景。(图7)

  悬停测试成功,特技飞行又会怎样呢?

  我们把老王的飞碟拿到雨中、大风中、低温的冰雪天进行试飞,都获得了成功。

  为了进一步验证这架飞碟的机动性能,又进行了一次现场跟踪测试,飞在空中的飞碟紧紧跟住了地面行驶的汽车,结果表明,飞碟完全能够捕捉到地面上移动的物体。之后,我们还对飞碟进行了野外寻找营救失踪人员的远距离搜索能力等一系列测试,均获成功。

  王忠信发明的“涵道式飞行器”,采用的是单桨直升机原理,设计的止旋片,对飞碟成功飞行发挥了关键作用。经过多次试飞改进,老王的飞碟能在空中做出快速移动、空中悬停等多种特技动作。在经过风、雨、雪等多种环境与气象条件的测试与试飞后,王忠信发明的“涵道式飞行器”飞出了类似UF0的超强飞行表现。

  谢勇说,老王发明的涵道式飞行器,动力强劲,原理科学,结构精致巧妙,完全符合空气动力学的原理,所以才有优异的飞行表现。


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文章作者:刘和君
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