飞天自行车

发布日期： 2012-12-31 发布： www.xzbu.com

2012年第12期目录本期共收录文章13篇

那是一只鸟儿？还是一架飞机？不，那是一辆飞天自行车，也是一种新奇极限运动——人力飞行的开始。

“对准那棵大树。”有人指着远处的一棵大橡树喊了一声。戴维·巴福德稍事休息，做了一次深呼吸，然后开始飞快地踩自行车踏板。几秒钟后，他的自行车就飞离了地面。当然，这不是一辆普通的两轮自行车，是一种自行车和超轻质机翼的组合物，踏板驱动一部大型推进器，使自行车飞了起来。

巴福德给这辆能够飞天的自行车取名为“贝特弗莱”，意思是“飞得更好”。在英国伦敦西南80千米处的拉夏姆滑翔俱乐部，“贝特弗莱”引起了不小的轰动。2012年7月中旬，在经历连日风雨后，云开雾散，数十名人力飞机爱好者聚在一起，观看了一场令人神经高度紧张的航空竞赛——虽然只是慢速航空。

当天是“伊卡罗斯杯”人力飞机比赛的开幕日（伊卡洛斯是希腊神话中代达罗斯之子。代达罗斯是全希腊最有名的工匠，曾为克里特国王建造了迷宫。他和儿子伊卡洛斯被囚禁在克里特岛。为了逃走，代达罗斯用羽毛和蜡做成翅膀，和儿子一起飞上天空。但是，伊卡洛斯因飞得太高，阳光融化了他的蜡翼，最终坠海身亡）。

巴福德和其他四名人力飞行对手，在冲刺、飞行时间、障碍赛、起飞及着陆准确度等项目上展开了角逐。与其他竞争者不同的是，巴福德既没有接受过飞机设计方面的训练，也从未学过飞行。尽管这样，在经过8年准备之后，他对这次比赛信心十足。

参加这样的比赛，目的不仅是获取荣誉和2000英镑的奖金。20世纪80年代是人力飞行器的黄金时代，但从那以后便走向低谷。2011年，英国皇家航空协会决定在这方面有所作为。随着伦敦奥运会的临近，他们推出了一项新奇的飞行比赛，旨在为人力航空注入新活力，甚至最终让它成为一种极限运动。他们认为，虽然一般人踩着飞天自行车上下班的场面至少在近期不可能出现，但自行车飞行有可能最终成为一个奥运比赛项目。

从人力飞行历史来看，今天仍坚守在这一领域的爱好者应该赢得毅力金奖。自从达芬奇在15世纪进行人力飞行器设计以来，敢死队员们把各种各样的翅膀捆在自己的背上，进行了许多次人力飞行的尝试。然而，这些人力飞机最终都没能飞起来，主要原因是人力飞行器的设计者对航空动力学根本不了解，尤其是不知道机翼表面积与飞行器重量之比的重要性。直到怀特兄弟证明了机械动力飞行可行后，特别是20世纪60年代后，这方面的状况才开始改观。

1961年，滑翔机飞行员德雷克·皮戈特驾驶着由英国南安普顿大学学生制作的一架人力飞行器，完成了人类历史上首次人力飞行。当时，皮戈特在1.8米的高度上飞了总共64米，成为人力航空领域的一个里程碑。随后，或许受英国克雷默公司与英国皇家航空学会举办的50000英镑大奖赛的刺激，人力飞行高潮迭起。这笔奖金将颁给在“8”字形路径上驾驶人力飞机飞行距离达到1600米的人。1977年，由一家飞机设计公司的工程师保罗·麦克科里蒂制作的“薄纱秃鹰号”人力飞机赢得了这个大奖。1979年，有人驾驶由麦克科里蒂设计的改进型人力飞机“薄纱信天翁号”飞越英吉利海峡，麦克科里蒂又赢得了克里默公司设立的第二个大奖——100000英镑。

下一个十年里，人力飞行进一步飞跃，出现了多种新的设计，轻质材料不再那么昂贵，碳纤维和泡沫聚苯乙烯机架开始取代金属和软木，在强度增加的同时降低了总体重量。巅峰时刻出现在1988年，当时“代达罗斯88号”人力飞行器创下了人力飞行新纪录。这艘飞行器由美国麻省理工学院的一个团队制作，一位希腊奥运自行车手踩着它，花了3小时54分钟从伊拉克里翁（希腊克里特岛首府）飞抵圣托里尼岛（希腊城市），全程115千米。尽管这艘人力飞行器在距离圣托里尼岛海滩仅几米处坠海，它创下的记录却迄今尚未被打破。“代达罗斯88号”证明，建造能飞行一整天的人力飞行器在技术上是可行的，但条件是必须限制飞行员的食物和水的供应，因为食物和水增加的重量是人力飞机所难以承受之重。

令人遗憾的是，“代达罗斯88号”似乎成为人力飞行器的最高点。之后，尽管人们一直尝试让人力飞机增加速度，但多次实验结果表明这难以企及，导致人们对这个领域的兴趣逐渐降低，尤其是在这方面领先的欧洲和北美洲。2011年，随着皮戈特首次人力飞行50周年纪念日的到来，一队爱好者拂去了一架旧飞机的尘埃。这架建造于1990年的飞机已在飞机库中存放了好些年，但在进行了一些调整后，它又能完美飞行了。随着伦敦奥运会临近，爱好者开始考虑竞争性飞行。他们联合英国皇家航空学会说服了克雷默基金会支持他们举办“伊卡洛斯杯”人力飞行比赛。这个计划的目的是鼓励新一代设计者证明竞争性人力飞行器的可行性。

当然，建造一架人力飞行器绝非易事，它需要在三个因素之间进行高超的平衡：飞行器加飞行员的总重量、飞行员能制造的动力，以及机翼的航空动力性能。这些因素各行其道，因此必须相互妥协。例如，一架重的飞行器需要来自于大机翼的升力，但这反过来会进一步增加飞行器的重量，而小机翼能提供的升力也小，所以要求飞行员更迅速地踩动飞行器。一个普通人的动力输出大约是250瓦，相当于在没有逆风的地面上以每小时20千米的速度踩踏人力飞行器，这意味着人力飞行器必须超轻。以“代达罗斯88号”为例，它的重量为31千克，作为一架飞机，可谓“轻如鸿毛”。

制作一架采用新型轻质材料的人力飞机花钱不菲，不过也不一定会让人倾家荡产。2011年，电视主持人杰姆·斯坦斯菲尔德通过复制一个现成的设计，同时采用了一些现成的材料，用3个月时间，花费约8000英镑，为英国广播公司的一个节目制作了一架人力飞机，并且试飞成功。

这一次，巴福德从以前造的一副较大的机翼入手，采用碳纤维之类的轻质材料，尽可能地减少“贝特弗莱”的重量。“贝特弗莱”可谓命运多舛。一次，飞机刚刚起飞，控制杆的手柄就从飞行员的手中滑落，导致飞机坠落地面，机身断成九截。为了维修飞机，巴福德夜以继日地苦干，最终赶在比赛前修好了飞机。

正式比赛的时刻到来了。巴福德的强劲对手是拉夏姆滑翔俱乐部的一架由旧飞机改造的人力飞机，它在第一天就大显身手——只花了26秒就飞了200米。其他参赛飞机都成功起飞，仅一架例外。在接下来的两天里，有16次成功飞行。最终，拉夏姆滑翔俱乐部的改制的旧飞机夺魁，而巴福德的“贝特弗莱”得了第二名，这让他很开心。

“大怪兽”

“大怪兽卡美拉2号”是迄今为止最怪异的一架直升机，它的翼展为33米，支柱完全由碳纤维制成，外形就像一只巨大的蜘蛛。这个“大怪兽”的建造地是美国马里兰州大学，它在2012年6月创下了一项新纪录——成为首架能在固定位置持续翱翔达50秒的人力直升机，尽管翱翔高度仅为1.3米。这个记录虽然算得上了不得，但仍不足以赢取美国直升机学会悬赏的人力直升机25万美元大奖，因为这笔奖金只颁给能持续翱翔1分钟、瞬时最大翱翔高度为3米的人力直升机。

外形并非是“大怪兽”的唯一独特之处。它的四个水平旋翼附着在一个十字架的每个末端，飞行员借助手动和脚踏开关用长绳拉动旋翼，就像拉动溜溜球（一种线轴般的玩具）的弦一样。“大怪兽”的拉绳长度只能让它的持续飞行时间达到大约60秒，这是一个很大的限制，但“大怪兽”的优势是它比链条传动的人力飞机轻得多。目前，“大怪兽”的设计者正在改进它，希望最终能提高它的翱翔高度。

“代达罗斯号”

1988年4月23日，由美国麻省理工学院一些师生研发的“代达罗斯88号”人力飞行器历时3小时54分钟，从希腊克里特岛飞抵圣托里尼岛，全程115.11千米。“代达罗斯88号”的重量为31千克。

“代达罗斯88号”的希腊飞行由希腊奥运自行车手凯洛普洛斯驾驶，起飞采用水平发射，完全由飞行员的踩踏提供动力。整个过程中，“代达罗斯88号”的飞行高度在4.6～9.1米之间，全程都有护卫船相伴。顺风条件增加了飞行速度，但也使得机头朝前登陆窄窄的海滩充满危险，尤其是对挤在沙滩上的观众而言。为了避免危险，飞行员操控飞行器逆风飞，且与海岸平行。但是，随着右翼靠近黑沙滩，从沙滩升起的热量导致机翼提升，使飞行器向海上后退，导致飞行员无法让整架飞行器着陆沙滩。“代达罗斯88号”最终掉进海里，坠海处距离圣托里尼岛海滩仅7米，飞行员成功游上岸。如今，这架人力飞行器的大部分残骸收藏于美国史密森学会的存储设施里。

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