飛天自行車

劉聲遠

那是一只鳥兒？還是一架飛機？不，那是一輛飛天自行車，也是一種新奇極限運動——人力飛行的開始。

“對準那棵大樹。”有人指著遠處的一棵大橡樹喊了一聲。戴維·巴福德稍事休息，做了一次深呼吸，然后開始飛快地踩自行車踏板。幾秒鐘后，他的自行車就飛離了地面。當然，這不是一輛普通的兩輪自行車，是一種自行車和超輕質機翼的組合物，踏板驅動一部大型推進器，使自行車飛了起來。

巴福德給這輛能夠飛天的自行車取名為“貝特弗萊”，意思是“飛得更好”。在英國倫敦西南80千米處的拉夏姆滑翔俱樂部，“貝特弗萊”引起了不小的轟動。2012年7月中旬，在經歷連日風雨后，云開霧散，數十名人力飛機愛好者聚在一起，觀看了一場令人神經高度緊張的航空競賽——雖然只是慢速航空。

當天是“伊卡羅斯杯”人力飛機比賽的開幕日（伊卡洛斯是希臘神話中代達羅斯之子。代達羅斯是全希臘最有名的工匠，曾為克里特國王建造了迷宮。他和兒子伊卡洛斯被囚禁在克里特島。為了逃走，代達羅斯用羽毛和蠟做成翅膀，和兒子一起飛上天空。但是，伊卡洛斯因飛得太高，陽光融化了他的蠟翼，最終墜海身亡）。

巴福德和其他四名人力飛行對手，在沖刺、飛行時間、障礙賽、起飛及著陸準確度等項目上展開了角逐。與其他競爭者不同的是，巴福德既沒有接受過飛機設計方面的訓練，也從未學過飛行。盡管這樣，在經過8年準備之后，他對這次比賽信心十足。

參加這樣的比賽，目的不僅是獲取榮譽和2000英鎊的獎金。20世紀80年代是人力飛行器的黃金時代，但從那以后便走向低谷。2011年，英國皇家航空協會決定在這方面有所作為。隨著倫敦奧運會的臨近，他們推出了一項新奇的飛行比賽，旨在為人力航空注入新活力，甚至最終讓它成為一種極限運動。他們認為，雖然一般人踩著飛天自行車上下班的場面至少在近期不可能出現，但自行車飛行有可能最終成為一個奧運比賽項目。

從人力飛行歷史來看，今天仍堅守在這一領域的愛好者應該贏得毅力金獎。自從達芬奇在15世紀進行人力飛行器設計以來，敢死隊員們把各種各樣的翅膀捆在自己的背上，進行了許多次人力飛行的嘗試。然而，這些人力飛機最終都沒能飛起來，主要原因是人力飛行器的設計者對航空動力學根本不了解，尤其是不知道機翼表面積與飛行器重量之比的重要性。直到懷特兄弟證明了機械動力飛行可行后，特別是20世紀60年代后，這方面的狀況才開始改觀。

1961年，滑翔機飛行員德雷克·皮戈特駕駛著由英國南安普頓大學學生制作的一架人力飛行器，完成了人類歷史上首次人力飛行。當時，皮戈特在1.8米的高度上飛了總共64米，成為人力航空領域的一個里程碑。隨后，或許受英國克雷默公司與英國皇家航空學會舉辦的50000英鎊大獎賽的刺激，人力飛行高潮迭起。這筆獎金將頒給在“8”字形路徑上駕駛人力飛機飛行距離達到1600米的人。1977年，由一家飛機設計公司的工程師保羅·麥克科里蒂制作的“薄紗禿鷹號”人力飛機贏得了這個大獎。1979年，有人駕駛由麥克科里蒂設計的改進型人力飛機“薄紗信天翁號”飛越英吉利海峽，麥克科里蒂又贏得了克里默公司設立的第二個大獎——100000英鎊。

下一個十年里，人力飛行進一步飛躍，出現了多種新的設計，輕質材料不再那么昂貴，碳纖維和泡沫聚苯乙烯機架開始取代金屬和軟木，在強度增加的同時降低了總體重量。巔峰時刻出現在1988年，當時“代達羅斯88號”人力飛行器創下了人力飛行新紀錄。這艘飛行器由美國麻省理工學院的一個團隊制作，一位希臘奧運自行車手踩著它，花了3小時54分鐘從伊拉克里翁（希臘克里特島首府）飛抵圣托里尼島（希臘城市），全程115千米。盡管這艘人力飛行器在距離圣托里尼島海灘僅幾米處墜海，它創下的記錄卻迄今尚未被打破。“代達羅斯88號”證明，建造能飛行一整天的人力飛行器在技術上是可行的，但條件是必須限制飛行員的食物和水的供應，因為食物和水增加的重量是人力飛機所難以承受之重。

令人遺憾的是，“代達羅斯88號”似乎成為人力飛行器的最高點。之后，盡管人們一直嘗試讓人力飛機增加速度，但多次實驗結果表明這難以企及，導致人們對這個領域的興趣逐漸降低，尤其是在這方面領先的歐洲和北美洲。2011年，隨著皮戈特首次人力飛行50周年紀念日的到來，一隊愛好者拂去了一架舊飛機的塵埃。這架建造于1990年的飛機已在飛機庫中存放了好些年，但在進行了一些調整后，它又能完美飛行了。隨著倫敦奧運會臨近，愛好者開始考慮競爭性飛行。他們聯合英國皇家航空學會說服了克雷默基金會支持他們舉辦“伊卡洛斯杯”人力飛行比賽。這個計劃的目的是鼓勵新一代設計者證明競爭性人力飛行器的可行性。

當然，建造一架人力飛行器絕非易事，它需要在三個因素之間進行高超的平衡：飛行器加飛行員的總重量、飛行員能制造的動力，以及機翼的航空動力性能。這些因素各行其道，因此必須相互妥協。例如，一架重的飛行器需要來自于大機翼的升力，但這反過來會進一步增加飛行器的重量，而小機翼能提供的升力也小，所以要求飛行員更迅速地踩動飛行器。一個普通人的動力輸出大約是250瓦，相當于在沒有逆風的地面上以每小時20千米的速度踩踏人力飛行器，這意味著人力飛行器必須超輕。以“代達羅斯88號”為例，它的重量為31千克，作為一架飛機，可謂“輕如鴻毛”。

制作一架采用新型輕質材料的人力飛機花錢不菲，不過也不一定會讓人傾家蕩產。2011年，電視主持人杰姆·斯坦斯菲爾德通過復制一個現成的設計，同時采用了一些現成的材料，用3個月時間，花費約8000英鎊，為英國廣播公司的一個節目制作了一架人力飛機，并且試飛成功。

這一次，巴福德從以前造的一副較大的機翼入手，采用碳纖維之類的輕質材料，盡可能地減少“貝特弗萊”的重量。“貝特弗萊”可謂命運多舛。一次，飛機剛剛起飛，控制桿的手柄就從飛行員的手中滑落，導致飛機墜落地面，機身斷成九截。為了維修飛機，巴福德夜以繼日地苦干，最終趕在比賽前修好了飛機。

正式比賽的時刻到來了。巴福德的強勁對手是拉夏姆滑翔俱樂部的一架由舊飛機改造的人力飛機，它在第一天就大顯身手——只花了26秒就飛了200米。其他參賽飛機都成功起飛，僅一架例外。在接下來的兩天里，有16次成功飛行。最終，拉夏姆滑翔俱樂部的改制的舊飛機奪魁，而巴福德的“貝特弗萊”得了第二名，這讓他很開心。

“大怪獸”

“大怪獸卡美拉2號”是迄今為止最怪異的一架直升機，它的翼展為33米，支柱完全由碳纖維制成，外形就像一只巨大的蜘蛛。這個“大怪獸”的建造地是美國馬里蘭州大學，它在2012年6月創下了一項新紀錄——成為首架能在固定位置持續翱翔達50秒的人力直升機，盡管翱翔高度僅為1.3米。這個記錄雖然算得上了不得，但仍不足以贏取美國直升機學會懸賞的人力直升機25萬美元大獎，因為這筆獎金只頒給能持續翱翔1分鐘、瞬時最大翱翔高度為3米的人力直升機。

外形并非是“大怪獸”的唯一獨特之處。它的四個水平旋翼附著在一個十字架的每個末端，飛行員借助手動和腳踏開關用長繩拉動旋翼，就像拉動溜溜球（一種線軸般的玩具）的弦一樣。“大怪獸”的拉繩長度只能讓它的持續飛行時間達到大約60秒，這是一個很大的限制，但“大怪獸”的優勢是它比鏈條傳動的人力飛機輕得多。目前，“大怪獸”的設計者正在改進它，希望最終能提高它的翱翔高度。

“代達羅斯號”

1988年4月23日，由美國麻省理工學院一些師生研發的“代達羅斯88號”人力飛行器歷時3小時54分鐘，從希臘克里特島飛抵圣托里尼島，全程115.11千米。“代達羅斯88號”的重量為31千克。

“代達羅斯88號”的希臘飛行由希臘奧運自行車手凱洛普洛斯駕駛，起飛采用水平發射，完全由飛行員的踩踏提供動力。整個過程中，“代達羅斯88號”的飛行高度在4.6～9.1米之間，全程都有護衛船相伴。順風條件增加了飛行速度，但也使得機頭朝前登陸窄窄的海灘充滿危險，尤其是對擠在沙灘上的觀眾而言。為了避免危險，飛行員操控飛行器逆風飛，且與海岸平行。但是，隨著右翼靠近黑沙灘，從沙灘升起的熱量導致機翼提升，使飛行器向海上后退，導致飛行員無法讓整架飛行器著陸沙灘。“代達羅斯88號”最終掉進海里，墜海處距離圣托里尼島海灘僅7米，飛行員成功游上岸。如今，這架人力飛行器的大部分殘骸收藏于美國史密森學會的存儲設施里。