飛行,是人類最初的夢想。有了飛機、降落傘、翼裝等設備與工具,體驗一把在天空翱翔的感覺早已不是難事。但人們仍在尋找更自由與可控的個人飛行方式,個人飛行器仍是一個充滿想象空間的領域。迄今為止,商業化的個人飛行器產品離普通人仍有很遙遠的距離。
操控復雜價格貴
去年年底,馬丁噴氣背包(Martin Jetpack)在深圳完成了中國首飛。作為一款單人飛行器,馬丁噴氣背包理論上可以在海拔1000米高空以74公里的時速飛行30分鐘,不過去年測試時只能在10米左右的高度飛行3分鐘。并且由于操控復雜,目前也只有經過特殊訓練的飛行員才能駕馭得了。雖然距離真正商用尚早,但這款背包飛行器無疑為人類未來的出行提供了一個全新的選擇。按照原計劃,馬丁公司將在2016年交付首批專業版飛行噴射包給應急部門的客戶,單臺售價可能超過20萬美元,無人版也計劃在2016年開售,個人版則計劃在2017年上市。
這款個人飛行器裝備了一對200馬力的螺旋槳推進器,加滿油后能在半小時內飛行30英里(約48.28公里),其發明者是格倫·馬丁,他于2014年7月首次向公眾展示了這個夢幻機器。
報道說,該公司計劃每年制造500個這種飛行器。根據當地法律規定,因為飛行器的重量沒有達到115公斤,所以客戶不需要飛行執照就能駕駛它。
這種飛行器的價格不菲,約合人民幣160萬元一臺,但這不只是富有冒險家的玩具,而是針對緊急救援人員設計。Martin Aircraft公司將這種飛行背包視為“拯救人的生命”的工具,該公司網站上列出了一些可能用到的應用如消防服務、邊境巡邏和搜索救援行動。
2013年該公司開始了Martin噴氣背包的試飛,該產品在巴黎國際航空展上亮相。該背包使用一組功率強大的風扇起飛,風扇由安裝在碳纖維和鋁合金框架上的汽油發動機驅動。這種飛行器可滯空約30分鐘,速度最高可達46英里/小時(74公里),飛行高度可達3280英尺(約1000米)。
在噴氣背包風扇周圍的金屬管是保護飛行員的安全裝置,也是防止其他站在噴氣背包旁邊的人被風扇片傷著。基于風扇的推進系統很容易控制,也區別于2014年在The Future Is Here節上展示的依靠過氧化氫和氮氣運轉的噴氣背包。另外,這種噴氣背包有降落傘系統,飛行員可在機器出現故障時與飛行器脫離并降落。
這種噴氣背包也可由地面上的人遠程遙控該設備垂直起飛和著陸。這些特點很適合緊急響應任務,如飛躍樹頂撲滅森林大火,或飛越高原救援陷入困境的驢友。Martin Aircraft公司飛行業務主管麥克·里德(Mike Read)表示:“由于飛行器尺寸小,可以在空間狹窄的地方使用,如靠近建筑物或建筑物之間,靠近樹的地方和其他地方。”
2015年2月Martin Aircraft在澳大利亞證券交易所上市,但身份已經轉變成中國企業光啟科學的控股子公司。通過收購馬丁飛行公司若干現有普通股等方式,光啟科學目前持有馬丁飛行公司約52%的股份,成為第一大控股股東。
燃料是最大難題
飛行背包的概念最早出現于上世紀二十年代的一部科幻小說里,那時候人們幻想人類可以單純依靠液體燃料的推動力實現單人飛行。
現實中的噴氣背包最早是由美國軍方在1960 年前后研制設計;此后人們不斷改進,才有了越來越小的燃料箱和更加輕便的控制系統。這種噴氣背包綁縛在人體背上,發動后,兩個噴射口就會噴射出高熱量氣流,將綁縛、佩戴它的人員推向空中;同時可以通過控制器按鈕控制噴氣推力的大小;達到控制飛行的速度與高度;也可以用減小噴氣推力的方法緩緩地著落。
可以想象,噴氣背包最大的技術難題是燃料,飛機能持續飛行,靠的是空氣動力學原理。過去的幾十年,噴氣背包的開發者們就是在與重力搏斗中度過的。
個人飛行背包最大的硬傷是功耗高、飛行時間短。此前Google X實驗室做過火箭背包的項目,而且飛行測試了兩年,但最終被封存。當時Google X實驗室負責人表示,讓背包飛起來不是問題,而是太過耗油,一加侖大概僅能支撐四分之一英里。同時它的聲音很大,就跟摩托車聲差不多。基于以上提到的兩個難以解決的缺陷,火箭背包被Google X歸類為“短期內不可實現”并中止研發。
Google X的火箭背包項目其實最早是貝爾飛行器公司發明的,早在20世紀中期就開始著手研制,并得到了美國軍方的支持,希望將其應用于宇航。但由于結構復雜和昂貴的成本,最后還是永遠失去了軍方的資金支持。谷歌后來將這個項目組的人員進行重組,遺憾的是依然沒有取得什么進展。
即使以上的問題解決了,對于飛行員來說,同樣也是極具要求。因為不像無人機,現在已經有各種傻瓜式一鍵飛行,整個飛行過程,不管是載人的還是無人的,都是由飛行員來全程操作。
不少專家質疑,噴氣背包到底是改變人們未來出行的工具,還僅僅是一件玩具?或許我們可以從歷史中找到答案,1903年在萊特兄弟成功發明飛機之后,在此后的相當一段時間內,飛機也只是作為表演用途。當時和萊特兄弟同時代的航空先驅沙尼特曾經說,飛機會越來越快的。可是運動員拿它作為比賽項目就可以了,因為飛機是不可能商業化的。可是后來的情況大家都看到了,經過兩次世界大戰的洗禮,飛機成為了決定性的武器,并在戰后迅速商業化,成為人們必不可少的工具。
能飛行的滑板
能夠飛行的滑板已經出現了。日前,Zapata飛行滑板進行了成功試飛,也許會在未來成為一種炫酷的出行方式。
目前關于Zapata飛行滑板的消息還不是很多,可以確定的是,它使用燃料包為渦輪發動機提供動力,最高時速達150公里/時,最高飛行高度達3048米,最長飛行時間則為10分鐘。很明顯,設備目前還處于研發階段,同時為了保證測試者安全,飛行高度似乎只有幾十米。但毫無疑問,Zapata已經接近科幻電影中的個人飛行器,這已經是一個突破。
從某種意義上來說,Flyboard Air可以說是首款真正的個人空中飛行器,而不僅僅是懸浮于地面十幾厘米的滑板。為此The Verge采訪了Zapata的CEO Franky Zapata,揭秘飛行滑板背后的故事。
Flyboard Air的硬件構成
Franky Zapata表示,Flyboard Air是經過4年研發的先進飛行器。它主要由3個部分組成,分別是飛行器、燃料箱及遙控器,其中,燃料箱就像是一個背包,里面裝滿了Jet A1航空煤油。至于遙控器,可以控制飛行器上的6個渦輪發動機,其中4個用于推進,2個用于實現水平平衡。
如何保持飛行的穩定性
由于Flyboard Air可以實現最高1000馬力的功率,所以飛行速度還是很快的,那么駕駛者如何在高速飛行下保持平衡?Franky Zapata解釋道,他們開發了一種先進的算法,與操作無人機相似,用戶在操作時是可以感受到飛行器本身的重量和平衡的,這是一種微妙的感覺,用戶的腿、大腦都能夠感受到。當然,目前飛行器上手成本還是頗高的,Franky Zapata表示他本人至少練習了100個小時,同時還要有“7條命”。
在水中測試是一種安全防護措施?
由于Flyboard Air尚處測試階段,所以在水中起飛、降落是一種有效的安全防護措施,Franky Zapata解釋道。他表示,即便一個引擎發生故障,理論上也是可以正常飛行和降落,但如果不幸發生重大故障,那么在水面上方測試無疑會保證人員生命安全。
測試的成績如何?
在測試中,Flyboard Air最高的飛行高度達275米、時速60至80公里/時,共行駛了大約3.3公里。測試時,風速達到了約80公里/時,Franky Zapata并沒有意識到風速會影響到Flyboard Air的續航力,所以剛剛降落5秒鐘電池就完全耗盡,這是一個比較驚險的情況。但總得來說,測試還是非常成功的。
未來,Zapata公司還計劃進行更多測試,計劃在每個月都發布新的視頻,包括穿越3個法國城市、在公眾面前降落等,當然在此之前,Flyboard Air需要進一步完善。