有容乃大
上一篇中作者曾分析了动力悬挂式滑翔翼与普通轻型飞机相比的独特优势，也简单指出了现有产品存在的主要缺点及改进方向。本文作者不做历史细节考证，仅从技术发展角度回顾一下悬挂式滑翔翼的发展历程及现状，并展望其将来技术发展方向。
悬挂式滑翔翼：英文名Hang glider （悬挂的滑翔器），比飞机和滑翔机的发明都晚得多。据传是二战后才出现，最早起源于一种三角帆翼的降落伞。一旦被用于人力滑翔运动，由于携带方便易于山坡自主起飞和地面短距着陆，立即得到滑翔运动爱好者的广泛接受。尽管其滑翔性能远不如滑翔机，参与人数却远远超过原来的滑翔机。大约自上世纪80年代迅速风靡全球，相应产品专业生产厂家也纷纷出现。仅据意大利一家厂家说明书称，至2006年该厂20年已经生产并向全球销售约8000架。此外，其基本设计结构，还被广泛采用于30年来世界各地各类高台人力飞行赛事中（受赛事规定翼展限制，一般不能直接采用商业产品参赛）。
图1
图1给出了早期悬挂式滑翔翼的基本外形结构，来源于网页。组件名称是作者按意思转译，未经专业术语考证。可以看出，单层三角形帆翼更类似风筝，基本不具备翼型，顶角小于90度，其整体的升阻比（滑翔比）较小。图中并未标明整体收褶骨架后形状，以及各骨架关，杆连接细节。仔细观察实体会发现，为了能够整体收褶，其两根翼前沿管与主杆在头部以铰链方式连接，支撑杆中间有铰链相互连接并且可在主杆上滑动（正是通过此滑动的相对位置，决定整体骨架的展开或收褶），支撑杆两端分别与两前沿管中部也以铰链连接。此外，桅杆底端以及三角操控架两边管顶端与主杆固定点也都有铰链，操控架杆则可以从三脚架底端拆卸开，收折后各杆管可大致与主杆平行。
图2
图3
图2是和图3分别是从网上找到的最早期和近期最新型结构的实际飞行照片。
图4
图4自左至右，作者手绘了自早期到现在悬挂式滑翔翼外形结构，以及实际翼型的逐步技术改进由低级到高级的过程。
其变化改进归纳起来有如下各项：
l 其帆翼由单层变为局部双层，且双层占比例逐渐增大；
l 整体打开状态的顶角逐渐变大（由低于90度发展到133度）；
l 增加了翼尖的组件，整体打开状态的翼面外形由三角形逐渐变为飞旋镖的外形；
l 支撑杆由完全暴露在帆布外面逐渐演变为完全藏在翼帆面之中；
l 肋管也发展为上下两种，下管平，上管前部凸起，且数量逐渐增多；
l 在翼面积基本不变情况下翼展逐渐加大，平均展弦比逐渐加大；
l 在支撑杆及前沿管刚性增加后，无须桅杆及吊索保持双翼水平，桅杆及吊索被取消。
l 部分杆管件材料由铝合金变为碳纤维合成材料。
此外在悬挂方式和附件上：
l 由最初飞行员坐式悬挂改为俯卧式悬挂，有了腿袋附件和辅助吊索。
效果是：在始终保持了其双翼可收褶便于携带，飞行员可以直立跑步起飞和着陆，总重不增加的基本特点前提下，飞行时飞行员更为舒适，阻力减少，翼型逐步改善，滑翔性能逐渐提高，升阻比（滑翔比）逐渐增大（由6增大到18左右）。例如，现在高级滑翔翼已经可以进行空中垂直翻圆周转飞行的特技动作。
带来的反面效果是：随着骨架部件增多，收褶展开安装的手续由原来比较简单变得比较复杂麻烦，需用时间变长。
还可以看出，即使最新型滑翔翼的实际翼型与低速飞机的理想翼型相比还有很大差距。
上篇博文曾经指出“如何在保持机翼可以收褶展开的特点同时，解决翼型不理想以及展开收褶过程费时费力的问题，是现有悬挂式动力（或无动力）滑翔翼发展改进的关键课题。可喜的是，从爱飞客轻型飞机创意设计大赛的“鸥燕2014”设计说明得知，该作者已经分别有“可快速展开与收褶柔性蒙皮机翼（A型）”“可快速展开与收褶柔性蒙皮机翼（M型）”两项设计，较圆满解决了上述关键问题，并已经获得我国国家专利。相信该项专利的实施必将使得我国悬挂式动力（或无动力）滑翔翼的研发生产直接步入国际最先进水准。“再次重述于此，作为作者对滑翔翼未来技术发展的展望。
再来看动力悬挂式滑翔翼：英文名 Powered hang glider 是在滑翔翼发展后期出现。把原来吊挂飞行员的柔性吊带改为可拆开的刚性吊挂架（吊挂点保持可以和主杆相对转动），可以在停放时支撑双翼，吊挂架下面从前至后依次安置了驾驶员及乘员座位以及带推力螺旋桨的发动机油箱等，吊挂架底部有前三点式轮式起落架支撑。原来的滑翔翼三角操控架杆正好位于驾驶员座位前，驾驶员由原来俯卧式改为坐式后操控方式不变。
从图片资料看来，动力滑翔翼自出现至今改进发展不大，基本结构和操控方式基本保持不变。只有所采用滑翔翼结构改进，如取消桅杆吊索，把主杆尾部缩短（因为停放时不需要靠它支撑地面）。还有就是整个吊挂架座位前面和起落架加的整流罩有所改进，或者根据起降地面状态把轮子改为滑板，或浮筒等。（笔者还注意到，动力滑翔翼的不少近期产品在机翼及翼型改进上，还没有跟上滑翔翼产品的发展步伐，由于动力充足，没有在提高升阻比上更下功夫。）
由于在三角操控架结构没有改进发展，现有动力滑翔翼还存在明显不足之处是，尽管其操控方式比传统飞机操控更为简单实用，但是其操控动作与传统轻型飞机不太一致（在操控上下，左右飞行时，三角操控架操控杆的动作方向似乎恰恰与传统飞机驾驶杆推动方向相反），对于飞行者升级学习飞机的驾驶就不太方便。此外，还存在吊挂座舱不能封闭的问题，综合起来使得动力滑翔翼始终成不了登大雅之堂的固定翼飞行器。
作者展望，未来动力滑翔翼必将在采用可快速展开收褶具有良好翼型专利技术基础上，进一步解决操控动作与传统飞机驾驶杆基本一至问题，并解决吊挂座封闭问题。
从满足绿色飞行要求角度来看，传统轻型飞机和现有动力滑翔翼都存在噪声和尾气污染大气环境及产生碳排放问题。动力滑翔翼由于能耗小，在污染程度上要小些，但也是一个需要改进的方向。正由于功率小，应该比传统飞机更容易解决。最近从网上看到动力滑翔翼采用电池电机驱动替代燃油摩托驱动的视频。最终完全用电池电机驱动替代燃油摩托驱动，是作者对其技术发展的展望。
在实现上述方面的技术改进之后，作者相信，未来的新型悬挂式电动飞翼可以最终作为最方便简易高效经济的固定翼飞行器，作为个人飞行运动的最广泛采用机型，荣登固定翼飞行器大雅之堂。作者还预计，凭借其单位功率有效载重比远高于一般旋翼或固定翼飞行器，加之低廉成本，较小收存体积，将有可能成为未来无人机的一种选型，在国防事业上大显身手。 （完）
