創(chuàng)意坊

外骨骼機(jī)器人技術(shù)在軍用航空領(lǐng)域應(yīng)用的猜想

田群陽

在阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)，外骨骼機(jī)器人技術(shù)被在應(yīng)用在美國士兵身上，使得他們有更強(qiáng)大的作戰(zhàn)能力，尤其在自身負(fù)重與耐力方面得到顯著提高。這一軍事領(lǐng)域應(yīng)用能否拓展到軍事航空領(lǐng)域呢？

首先我認(rèn)為這一想法是有根據(jù)的。外骨骼概念來自生物學(xué)，如蝗蝻的外皮就是骨，內(nèi)部才是血肉。這一結(jié)構(gòu)保證了這種生物即使在飛行中受到強(qiáng)烈的撞擊，內(nèi)部組織也不易損傷。

其次我認(rèn)為這一想法具有可行性。人們?cè)诜律臅r(shí)候加上了外源動(dòng)力，如液壓裝置或電動(dòng)裝置。大多外骨骼機(jī)器人使用的能源是電，而飛機(jī)是可以提供大量電能的。因此，我設(shè)想給戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員穿上這套裝置是可行的。這樣做的目的在于，降低飛行員在大過載機(jī)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的負(fù)荷，以便其在空中格斗時(shí)取勝。

雖然新一代戰(zhàn)機(jī)均具備超視距作戰(zhàn)能力，但除非對(duì)陣雙方實(shí)力差距懸殊，空中格斗仍不可避免?？罩懈穸繁绕吹某藨?zhàn)斗機(jī)的機(jī)動(dòng)性外，還有飛行員的飛行技術(shù)。在大過載環(huán)境下，飛行員體力消耗很快，極有可能因?yàn)轶w力透支而顯出戰(zhàn)術(shù)漏洞。因此緩解人體負(fù)荷和體力消耗是很有必要的。這正是外骨骼機(jī)器人技術(shù)在航空領(lǐng)域應(yīng)用巨大價(jià)值所在。

目前，在一系列五代戰(zhàn)機(jī)上還沒有發(fā)現(xiàn)飛行員配備外骨骼機(jī)器人的情況。我相信，這套暫且命名為“主動(dòng)抗過載外骨骼機(jī)器人”會(huì)帶來新的熱潮。通過主動(dòng)抗過載外骨骼機(jī)器人系統(tǒng)與戰(zhàn)機(jī)座椅的配合，將有效緩解飛行員體力消耗過快的問題。如果成功應(yīng)用，對(duì)提高下一代或第五代戰(zhàn)斗機(jī)的性能有重要促進(jìn)作用，這也是隔代后所必須具備的基本能力。至于這套空軍版的“主動(dòng)抗過載外骨骼系統(tǒng)”，通過人工智能技術(shù)，可以主動(dòng)為飛行員調(diào)整姿態(tài)并減輕負(fù)荷，還可以在高速機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)時(shí)采集信息。如若將其與先進(jìn)的數(shù)字式全視角頭盔配套，進(jìn)一步緩解飛行員在飛行過程中注意力分散問題，毋庸置疑，這又會(huì)是一個(gè)更大的進(jìn)步。

一種飛機(jī)的水翼

黃澤榮

目前，飛機(jī)的水式舉力體只有浮筒式的。它重量大，飛行時(shí)空氣阻力大，使飛機(jī)著水后滑跑距離長(zhǎng)，飛行油耗大，易在水上側(cè)翻。設(shè)計(jì)了一款新型飛機(jī)水式舉力體。

本設(shè)計(jì)包括水翼體及固定件（二者可一體化）。水翼體一端設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有齒輪。固定件下端設(shè)有軸承，轉(zhuǎn)軸安裝在軸承內(nèi)。固定件上設(shè)有齒條機(jī)構(gòu)，齒條上端與飛機(jī)上的水翼體控制機(jī)構(gòu)下端相連，齒條下端與上述齒輪嚙合。水翼體控制機(jī)構(gòu)另一端與飛機(jī)操縱桿相連。固定件安裝在飛機(jī)起落架下端。水翼體及固定件由玻璃鋼或碳纖維制造，水翼體上、下表面安裝可拆裝的金屬覆蓋片。

飛機(jī)的前起落架下端左右各安裝一副水翼，兩主起落架下端外側(cè)分別安裝一副水翼。兩主起落架下端后側(cè)各安裝一副水舵。各起落架上安有機(jī)輪，機(jī)輪可通過收放機(jī)構(gòu)與起落架相連。拉或放上述操縱桿即可改變水翼體的攻角。

飛機(jī)在水上降落時(shí)，水翼體與水體相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的舉力即可支撐飛機(jī)在水上滑行。當(dāng)飛機(jī)滑行至岸邊或艦邊的滑板（或斜坡）時(shí)即可利用機(jī)輪沖上岸或沖上艦的甲板。

本設(shè)計(jì)能提供一種重量輕，飛行時(shí)空氣阻力小且能提供升力的水式舉力體。它能極大縮短飛機(jī)著水后的滑跑距離并極大減小飛機(jī)的飛行油耗，并減小側(cè)翻事故幾率。

圖中所示是本設(shè)計(jì)的一種形式連接在飛機(jī)起落架下端的側(cè)視示意（圖中未示出轉(zhuǎn)軸、齒輪、軸承及齒條機(jī)構(gòu)）。圖中：1——水翼體；2——機(jī)輪；3——固定件；4——起落架。endprint