乘風(fēng)而上的超級(jí)滑翔機(jī)

午卡

埃納爾與另一位飛行員吉姆·佩恩（左）在佩爾蘭Ⅱ號(hào)上握手

2018年9月2日，佩爾蘭Ⅱ號(hào)滑翔機(jī)打破了世界紀(jì)錄，它成功在23千米的高空滑翔。這有什么了不起的呢？因?yàn)榕鍫柼mⅡ號(hào)是一架無(wú)引擎滑翔機(jī)，它從一開(kāi)始升空，到23千米的高空，全是靠風(fēng)“托”起來(lái)的。

這架滑翔機(jī)是怎么飛起來(lái)的？為何科學(xué)家們要費(fèi)勁心思制作這樣這樣一種滑翔機(jī)？讓我們繼續(xù)往下看。

“氣浪”托起無(wú)引擎滑翔機(jī)

多年以來(lái)，飛機(jī)工程師們認(rèn)為，無(wú)引擎滑翔機(jī)無(wú)法爬升到離地面15千米以上的高空，因?yàn)榛铏C(jī)的上升動(dòng)力來(lái)自自地面而上的暖氣流，這種暖氣流的高度也就只在這15千米之內(nèi)，這也恰好是對(duì)流層的范圍，對(duì)流層上面便是平流層，而平流層沒(méi)有能主動(dòng)上升的氣流。但美國(guó)宇航局的試飛員（檢驗(yàn)飛機(jī)性能的研究員）埃納爾證明了無(wú)引擎滑翔機(jī)能“飛”得更高。

自20世紀(jì)90年代開(kāi)始，埃納爾就一直在研究山脈“氣浪”，當(dāng)?shù)孛娴母邷丶訜醽?lái)自山坡上的冷空氣時(shí)，就會(huì)形成這種氣浪。如果來(lái)自山坡上的冷空氣是由極地急流和極地渦旋（這是兩種正常的氣流）合并產(chǎn)生的話，那么由這股冷空氣形成的氣浪會(huì)產(chǎn)生一股特別強(qiáng)勁的向上氣流，這股氣流最高可以到達(dá)39千米的高空。不過(guò)這股氣流的產(chǎn)生也就一年一次，每次持續(xù)幾天而已。

拋開(kāi)佩爾蘭復(fù)雜的外觀設(shè)計(jì)不談，其實(shí)早在2006年，埃納爾就與一位叫做斯蒂夫的飛機(jī)發(fā)燒友共同乘坐佩爾蘭Ⅰ號(hào)，成功利用了這股氣流，在阿根廷的安第斯山脈上滑翔到了15.544千米的高空，他們當(dāng)時(shí)就打破“15千米”這個(gè)限制。如今，他們飛得更高。

無(wú)引擎滑翔機(jī)能幫助科研

為什么科學(xué)家們不用其他已經(jīng)造好，并且可以飛到平流層的有發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)？因?yàn)檫@種飛機(jī)會(huì)排放廢氣，從而影響飛機(jī)上傳感器周圍的空氣，使傳感器無(wú)法收集純凈的平流層大氣信息。

或許有人會(huì)想，“不是還有氣象氣球和衛(wèi)星嗎？”在無(wú)引擎滑翔機(jī)被發(fā)明出來(lái)之前，科學(xué)家們就是利用氣象氣球和衛(wèi)星來(lái)收集平流層的大氣信息。不過(guò)氣象氣球無(wú)人駕駛，如果科學(xué)家們想要它飛到指定的位置，這只能“隨緣”。而衛(wèi)星又離平流層較遠(yuǎn)，無(wú)法探測(cè)和收集平流層更為細(xì)致的變化。

而無(wú)引擎滑翔機(jī)則沒(méi)有這樣的局限，它沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)，不會(huì)對(duì)周圍的空氣造成影響;有駕駛員，想飛哪就飛哪;它本身就在平流層當(dāng)中飛行，可以近距離地收集平流層的大氣信息。正是由于無(wú)引擎滑翔機(jī)有著這些優(yōu)點(diǎn)，科學(xué)家才用它來(lái)測(cè)量和收集平流層的壓力、空氣濕度和溫度的信息。

更重要的是，它還能近距離地探測(cè)臭氧層的變化，收集臭氧層的數(shù)據(jù)。地球臭氧層最主要的部分就位于平流層。

臭氧層吸收了大部分來(lái)自太陽(yáng)的紫外線，從而保護(hù)了地球上的生物免受超強(qiáng)紫外線的傷害，然而由于20世紀(jì)80年代以前，人們使用的冰箱幾乎全部是含氟化合物的冰箱，而氟化合物是一種能夠破壞臭氧層的物質(zhì)，這使當(dāng)時(shí)的臭氧層遭受了嚴(yán)重的破壞，還造成了一些臭氧空洞。直到1985年之后，西方各國(guó)才逐漸淘汰含氟冰箱。不久前，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)臭氧層恢復(fù)了一些，但科學(xué)家們還需要進(jìn)行更為細(xì)致的觀察，才能確認(rèn)這是不是事實(shí)。

下一站，火星？

如果人類將來(lái)要對(duì)火星進(jìn)行進(jìn)一步的探索或移居火星，長(zhǎng)途的物質(zhì)運(yùn)輸必不可少。而佩爾蘭Ⅱ號(hào)能夠在-70℃、且比平常空氣稀薄97%的平流層中飛行，平流層大氣條件跟火星相似，加上內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法在火星貧氧的大氣中點(diǎn)燃，以及未來(lái)無(wú)引擎滑翔機(jī)的性能會(huì)更加優(yōu)秀，無(wú)引擎滑翔機(jī)或?qū)⒊蔀榛鹦侵饕倪\(yùn)輸工具之一。