單兵飛行器往事

子寧

人類對飛行的向往已有數(shù)千年之久，古有萬戶乘火箭欲升天，今有“神舟”飛船遨蒼穹。1903年萊特兄弟將飛行變?yōu)楝F(xiàn)實后，航空技術迅速發(fā)展，也激勵了人們對單人飛行器的向往與嘗試，這在一些影視劇中就有表現(xiàn)，例如動畫片《機器貓》中，哆啦A夢從口袋中取出的竹蜻蜓，只要放在腦袋頂上，就能實現(xiàn)單人自主飛行。

其實早在《機器貓》誕生之前，就已經(jīng)有人從事研發(fā)此類超小型單人飛行器了，只不過囿于技術、成本等因素，并沒有被廣泛普及，有經(jīng)費與研發(fā)實力的軍方也因?qū)嵱眯圆粡姸艞夁@類單人飛行器，希勒（Hiller）VZ-1就是一例。

上世紀50年代，受高速發(fā)展的航空技術影響，美國陸軍腦洞大開，希望單兵依靠微型飛行器獲得空中機動與攻擊能力，以避免傳統(tǒng)陸軍在作戰(zhàn)中需要面對的路況地形等限制，高效對敵進行打擊。1953年底，美國海軍研究局作為技術指導代理陸軍與美國希勒直升機公司簽署合同，授命后者研發(fā)一款單兵垂直起降飛行平臺。該平臺看似復雜，其實原理十分簡單，即使用發(fā)動機驅(qū)動兩具共軸反轉(zhuǎn)涵道風扇產(chǎn)生的推力將站在上方的士兵托舉起飛。這與共軸雙槳直升機的原理有些相似，不同的是由于飛行平臺尺寸太小，很難安裝足夠必要的飛行控制機構(gòu)，飛行員甚至需要依靠改變自身重心來改變航向。眾所周知，飛控系統(tǒng)又是飛行器最難且最重要的部分，因此希勒飛行平臺存在這樣的先天不足。

為減輕飛行器重量，希勒公司的設計師們選用了鋁合金材質(zhì)的升力風扇葉片。但受當時工業(yè)水平限制，VZ-1第1型的空重達168千克，雖然采用了2臺40馬力（約30千瓦）的納爾遜H-56活塞發(fā)動機，獲得了252千克的最大起飛重量，但84千克的有效載荷仍使其戰(zhàn)力捉襟見肘。據(jù)統(tǒng)計，美國1950年代陸軍士兵的平均體重為72千克，剩下12千克載荷除了油料之外，幾乎不能攜帶美國士兵當時一套完整的標準戰(zhàn)斗裝備。

針對這樣的問題，VZ-1第2型安裝了3臺H-56發(fā)動機，并將風扇直徑從之前的2.26米擴大到2.44米，使最大起飛重量達到了300千克，獲得了90千克的有效載荷。VZ-1第3型在第2型基礎上對控制系統(tǒng)進行了改進，同時優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，使起飛重量達到了345千克，但仍然保持了之前90千克的有效載荷，正好可以搭載一名攜帶標準戰(zhàn)斗裝備的美國士兵。

人裝上去了，接下來該怎么飛行呢？希勒的設計師們希望士兵單手操縱，通過改變重心和控制風扇下方的4個氣動舵面來控制飛行器前進、后退與左右移動，通過控制2具風扇葉片的轉(zhuǎn)速差調(diào)整飛行器朝向。這樣的設計使士兵只能騰出一只手操縱武器，僅能使用手槍或微型沖鋒槍，無論射程還是殺傷力都無法與需要雙手操縱的步槍或沖鋒槍相提并論，而且單手持槍很難在移動的飛行平臺上獲得足夠的射擊精度。此外，由于升力風扇位于飛行器下方，升力中心低于重心，VZ-1實際上是一臺靜不穩(wěn)定飛行器。而采用靜不穩(wěn)定氣動設計的現(xiàn)代戰(zhàn)斗機都是通過計算機飛控系統(tǒng)控制的，人類大腦與肌肉根本無法對這臺重達二百多千克的飛行器進行迅速、準確控制。

由于VZ-1飛行器采用垂直起降設計，發(fā)動機所產(chǎn)生的推力全部用于克服重力，這導致耗油量極高，大大減少了續(xù)航時間。因此VZ-1即使列裝，其戰(zhàn)術價值也無法得到體現(xiàn)。

上述問題使美國陸軍不得不放棄單兵飛行器計劃，VZ-1則進入希勒航空博物館，成為人類追求自由飛行歷史中的文物被永久保存。而在美國《連線》雜志曾評出的十大最差飛機中，VZ-1“光榮”上榜?！哆B線》雜志是這樣評論的，“確切地說，希勒VZ-1并不是一架真正的飛機，而是一種氣墊飛行器。從圖片中我們不難看出，它的樣子實在不敢恭維。希勒VZ-1的飛行原理很簡單，就是利用風扇轉(zhuǎn)動提供升力，飛行員則通過移動身體進行‘駕駛。國防部對希勒VZ-1甚是喜愛，雖然它的速度只有每小時16英里（約26千米），而且很難控制。上世紀50年代，希勒VZ-1研制計劃宣告終止。”在VZ-1之后，人們還嘗試設計了單人直升機，如道尼爾Do.32，但由于實用性、戰(zhàn)斗力等都不如常規(guī)布局的直升機，因此很快被軍方摒棄。

然而，人們對單人飛行器的追求并未因此止步。隨著技術的進步，單人飛行器推陳出新，其中最有名的當屬單人火箭飛行器。美國著名歌星邁克爾·杰克遜在1992年羅馬尼亞《危險演唱會》結(jié)束時駕駛一架火箭飛行器飛離現(xiàn)場，贏得了數(shù)萬現(xiàn)場觀眾的尖叫與歡呼?！?07”系列電影《霹靂彈》中，詹姆斯·邦德也駕駛火箭飛行器在空中與敵人進行誅死搏斗?；鸺w行器同樣還出現(xiàn)在一些游戲中，如世界十大暴力游戲之首的《俠盜獵車》中，也設計了主角去軍事基地搶奪單人飛行器的劇情，當然游戲中的飛行器操控性要比真實的簡單許多。由此可見，人們對單人飛行器的渴望并未隨時間淡去。

但凡事皆有兩面性，如果有一天單人飛行器的技術難題得以攻破，將極大方便百姓的短途出行，但也會帶來許多麻煩。試想如果人人可以飛行，沒有了地面道路的約束，天空會變得多么繁亂，如何規(guī)劃航路，如何約束人們遵守規(guī)則，都將成為管理者需要考慮的問題。如今無人機制造的事端三天兩天被推上頭條，無人機飛行若不加以管理，將可能帶來十分嚴重公共安全隱患。小小無人機尚且如此，一具碩大的、可以載人的飛行器如果沒有嚴格的管理與處置辦法，后果也會變得不堪。

責任編輯：陳肖