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马洛伊飞车美国大兵的飞马?

作者:jnscsh   时间:2021-07-08 08:40:23   浏览次数:

从“空中飞车”到“空中基普”

实际上,早在第二次世界大战结束以后,美国陆军就开始寻求一种轻便的超轻型飞行器,用于取代二战中广泛使用的摩托车,来执行快速侦察、传递情报、应急联络等等繁重而又普遍的低强度任务。上世纪50年代初,美国陆军发起了超轻型飞行器的招标,希勒飞机公司的VZ-1“波尼人”和德·拉克纳直升机公司的DH-4“力矢直升机”被美国陆军选中,前者获得了HO-1的编号,后者获得了YHO-2的编号。对于德·拉克纳直升机公司的DH-4来讲,该机更广为人知的称呼是“空中飞车”。不过在进行了一系列试飞之后,两款飞机都因安全性和实用性的问题而相继下马。

不过,两种轻型飞行器的先进思想得以保留和发展,尤其是VZ-1/HO-1,堪称美国垂直起降系列研究计划的开端。在1959年首飞的克莱斯勒VZ-6上,驾驶员得以坐在涵道风扇的后方,并且使用风扇下方的偏流板来控制气流方向,从而产生水平运动。而在1958年首飞的皮亚塞斯基VZ-8“天空小车”则有了更加完善的设计——采用了前后串列双涵道风扇的设计,由两台各425马力的莱康明航空汽油机驱动。设计者们的想法比陆军走得更远,以至于很快将其名称改为“空中基普”(Airgeep,由于jeep是商标,不能冒用,所以用了自造的近音词),显露出了他们意图取代“万能的吉普”的野心。1959年6月,换装了两台功率一致,但更加轻便的透博梅卡·阿杜斯特IIB涡轴发动机的VZ-8进行了试飞。后来,其发动机进一步增强为更轻巧、功率达550马力的加雷特TPE331发动机。在第二架原型机上,仍然采用了两台阿杜斯特IIB涡轴发动机作为动力装置,但为两名乘员配置了弹射座椅,并可以搭载第三名乘员。另外,为了增强地面机动性,其三点式起落架还增加了动力驱动模式,可以像一辆三轮车一样行走。“空中基普”通常进行近地飞行,但也有能力在数千英尺高度上进行稳定飞行。虽然其总体性能显著优于克莱斯勒VZ-6和柯蒂斯-莱特VZ-7,但美国陆军还是认为“空中基普”不适合未来战场的需要,决定将精力集中在常规直升机的发展。美国陆军早期的飞行摩托发展至此告一段落。

马洛伊的第一代飞行摩托

时光进入新世纪,在正常上班时间里,名不见经传的小青年克里斯·马洛伊是澳大利亚一个光学工程公司里搞空基/陆基高光谱传感器的机械工程师。而在长达两年半的工余时间里,他一直在自己的车库里边埋头苦干,摆弄的玩意跟工作几乎没啥交集——这位仁兄打算搞出一个比经常用作教练机的罗宾逊R22轻型多用途直升机更适合普通人驾驶的东西。2011年,这玩意终于完工,并被马洛伊命名为飞行摩托(Hoverbike)。

马洛伊只制作了一台飞行摩托的原型机,从外观上看起来,其总体布局几乎跟普通摩托车没啥两样——除了前后轮改为涵道风扇之外。飞行摩托的主体结构由凯夫拉增强碳纤维制成,一台BMW双缸风冷汽油机成为其飞行的动力,这台排量1 170毫升的发动机可以提供80千瓦功率来驱动两个涵道风扇。风扇桨叶由橡木制成,为固定螺距的双叶桨,前后风扇的桨叶转向相反,以平衡扭矩,从而无需设置尾桨。风扇下方设有可以操纵偏转的偏流板,以提供水平运动的推力。飞行摩托的操纵完全是在类似摩托车的车把上进行的,当扭动左右车把时,前后风扇下方的偏流板就会做出响应,使得飞行摩托的姿态发生改变。

飞行摩托长3米,宽1.3米,高0.55米,空重105千克,最大起飞重量270千克。主油箱容量30升,可供以80节(148千米/小时)速度飞行148千米,另外可选装一个同样容量的附加油箱,续航力可以翻一番。

马洛伊对于飞行摩托的飞行安全性非常关注,为此采用了陀螺仪测量实时飞行姿态,并利用陀螺信号实施自动控制,以防飞行摩托在飞行中意外倾倒。他还打算进一步改善姿态自动控制系统,用比较完善的电脑程序来实施控制,即便是菜鸟级飞行员来操作,也不至于进入危险状态。当然,飞行摩托还设计有最后的被动安全保障,布置在前后方的两个降落伞有助于避免发生致命的坠毁,飞行员还可以选择把降落伞背在身上。

根据马洛伊估计,他的飞行摩托可以飞到10 000英尺(3 000米)高空,速度可以达到150节(278千米/小时),当然,由于身兼设计师、建造者、试飞员、机械师等多重使命,马洛伊没能对这些理论数据进行逐个的实际验证。

马洛伊第二代飞行摩托

第一台飞行摩托使得马洛伊声名鹊起,也为他拉到了第一波风险投资,从而在2012年于英国汉普郡创立了马洛伊航空公司,并致力于第二代飞行摩托的发展。

马洛伊第一代飞行摩托

针对第一代飞行摩托只有两个涵道风扇、横向稳定性不够理想的缺点,第二代飞行摩托采用了四个对称布置的涵道风扇设计。这样以来,就具备了自然的横向稳定力矩,飞行员在机动飞行时再也不用提心吊胆,生怕飞行摩托忽然滚个底朝天了。另外,通过使用软件实时调节四个桨叶的不同升力,可以非常方便的对飞行摩托的姿态和运动进行控制,从而取消了原来第一代飞行摩托上必不可少的偏流板。为了缩小最大宽度,前后的两对涵道风扇在横向上有一定尺寸的重叠,这虽然会损失一定的推进效率,但由于风扇气流速度并不算很高,也是可以接受的。

由于公司需要尽快获得成果和效益,马洛伊的第二代飞行摩托的研发采用了取巧的两步发展模式。第一步是研制三分之一缩比电动模型,以进行初步的性能测试,并对外发售,增加收入;第二步则是建造全尺寸的原型机,并寻找合作伙伴进行更深入的研究和发展。截至目前为止,马洛伊公司的第一步计划已经完成,第二步计划中,电动力的全尺寸原型机已经在2014年8月进行了试飞,而合作伙伴也在2015巴黎航展中得以公开,这意味着第二代飞行摩托的进展正沿着马洛伊公司规划的线路不断向前推进。

参与巴黎航展签约仪式的还有马里兰州副州长博伊德·卢瑟福,马洛伊航空公司将在该州设立分公司,以第二代飞行摩托为基础,为美军发展一款可用作战术侦察载具的新型载具。

马洛伊公司的营销总监格兰特·斯台普顿表示,第二代飞行摩托是一种多用途、廉价、有效的载人或无人载具。由于其体积小巧,飞行摩托可以通过船运和空运大批量迅速部署到世界各地,在任何需要的地方,它都能迅速部署到位。

站务工程公司的布鲁斯·西蒙指出,由于目前原型机采用了电动力,在续航距离和有效载重上都不能令人满意,国防部希望开发出安装燃油发动机的型号,不仅可以增加续航距离和携带有效载荷的能力,同时也简化了后勤的供应和维护。有效载荷包括了人和其他设备或用品,要求能够达到800磅(363千克)的载重量。

美国陆军曾经的“空中吉普”方案

同时,合适的操纵系统也是研讨的主要问题之一,包括传统的摩托车车把式样和类似于X-box的游戏手柄风格。因为目前尚不明确飞行员的驾驶方式和培训流程。

另外,第二代飞行摩托的进一步深入发展和测试,将得到美国陆军研究实验室的技术支援。作为美国陆军研究、发展和工程实施的总部,美国陆军研究实验室拥有首屈一指的地面部队装备实验室,是为美国陆军研究任务装备和寻求任务工程解决方案的重要部门。

责任编辑:王鑫邦

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