第一架載人多旋翼直升機

□徐 娜

第一架載人多旋翼直升機

□徐 娜

2011年10月30日，在德國一架剛研制并首飛成功的多旋翼直升機，居然有多達16個旋翼。它是世界上第一架載人多旋翼直升機。這樣，16個旋翼中即使有多個旋翼出了故障，直升機依然能安全飛行……

大家都看過普通的直升機，然而我們從未見有多個旋翼的直升機。最近，德國的一個研究團隊打造了一架多旋翼直升機，居然有多達16個旋翼。

多旋翼直升機更安全

我們知道，直升機是沒有明顯的機翼的，其起降、飛行全靠機身中部的那個很大的旋翼。依靠這種設計，直升機便有了許多獨特的優勢，比如空中懸停、低空飛行和垂直降落。但是，旋翼的旋轉力會令機身打轉。為了平衡這種旋轉力，常在直升機的尾部安裝一個與主旋翼旋轉方向成90度的小旋翼。實際上，這就給機身加長了長度，這樣不僅增加能源的耗費，還會影響飛行員對位置的判斷，常常因為尾翼掛到空中物體（如樹木、電線等）而墜毀。在戰爭中，長長的尾翼也容易遭受攻擊。

研究人員為避免尾翼給直升機帶來的麻煩，開始探索多旋翼飛機。目前已經發展成熟的是雙旋翼飛機，即在垂直方向或者平行方向安裝兩個水平且旋轉方向相反的機翼，可以讓直升機平穩飛行而且升力加大。

然而，雙旋翼也存在安全問題，如果一個旋翼失靈，直升機也會打轉而墜毀。于是，德國機械工程師斯蒂芬·沃爾夫等3人組成的研究團隊，希望開發出用多翼來增加安全系數的直升機。

經過多次試驗，斯蒂芬認為16旋翼最為安全。因為他們設計的原型機被分為4組旋翼并按照4個方向均勻分布，且每個方向有4個旋翼。這樣，16個旋翼中即使有多個旋翼出了故障，直升機依然能安全飛行。不過，安全的前提是每個方向上至少有一個旋翼沒有壞。這樣一來，就可以大大提高直升機的安全系數。為了保持機身的平衡，某個旋翼壞了，對稱方向上的那個旋翼得關掉。當然，如果直升機只剩4個旋翼了，則直升機升力大大降低，必須盡快找到安全的地方降落。

多旋翼直升機更環保

多旋翼直升機令電力作為能源將變得可能。

在傳統單翼或雙翼直升機中，若要采用電力能源，則必須采用大功率發電機，但目前的電動發電機還難以輸出這么大的功率。而采用16旋翼的構造后，則旋翼可以設計得較小，各單元所需要的動力也低得多，因此可以采用電動發電機提供動力。

盡管16旋翼直升機中的每個旋翼所需動力較小，但是目前的各種電池自重大而容量低，以致電動多旋翼直升機還不能進行長途飛行。在2011年10月30日的首飛載人試驗中，他們派出三人團隊中唯一的女性托馬斯·森科爾擔任飛行員。盡管托馬斯的體重比兩位男性工程師的體重要小得多，但這架電動直升機帶著她飛行20多分鐘后，還是耗盡了能源。

工程師亞歷山大·左塞爾負責電機部分的開發。他認為“要讓多旋翼電動直升機變得更加實用，需要開發高容量的輕便電池”。

相對于燃油直升機，電動直升機的環保性能更優越，不僅低碳，而且噪音小。燃油直升機的噪音很大，而電動直升機就顯得安靜得多。盡管有16個螺旋槳呼啦啦地轉，也只相當于16臺家用電風扇發出的聲音。首飛后，駕機員托馬斯說：“我們的原型機還很簡陋，根本沒有機艙，我暴露在16個旋翼的中間，但我還是覺得所聽到的只是呼呼的風聲，基本上沒有那種刺耳的電機聲音?！?/p>

未來的發展趨勢

雖然此前也有不少直升機愛好者在制造多旋翼飛機，但大多是無人飛行，成功的載人飛行這還是第一次。16旋翼直升機試飛那天來了不少普通觀眾，也引來了一些飛機制造商。

這架直升機載著托馬斯在10米的低空飛行，20多分鐘內飛行了50千米。一家飛機制造廠的工程師賈德森表示：“他們制造的直升機很粗糙，離實用還有很大一段距離。但是，對業余愛好者來說，已經很不錯了?！?/p>

斯蒂芬對16旋翼飛機的前景十分看好。他認為：“任何發明，在初期都是很粗糙的，但是只要有足夠的開發資金，我們就能夠做得比較完美?！彼沟俜蚁嘈牛踩h保的多旋翼直升機可能成為未來私人飛機的發展趨勢之一，因為這種飛機操作簡單，造價較低，能源成本也低，比較適合對速度要求不太高的個人用戶。