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我们常见的直升飞机通常都是单旋翼,却从未见过多个旋翼的直升机。然而,德国的一个研究团队打造了一架多旋翼直升机,这架飞机居然有16个旋翼。更令人惊叹的是,这架看似玩具的飞机居然能载人起飞了。
多旋翼直升机。
多旋翼直升机更安全
我们都知道,直升飞机是没有明显的机翼的,只是在机身中部有一个大大的旋翼。依靠这种独特的设计,直升机有了许多独特的优势,比如空中悬停、低空飞行和垂直降落。但是,旋翼的旋转力会令机身打转,为了平衡这种旋转力,直升机的尾部需要安装一个产生反方向旋转力的小旋翼。这实际上会增加机身的长度,不仅增加能源的耗费,还会影响飞行员对位置的判断,常常因为尾翼受损而坠毁。在战争中,长长的尾翼也容易遭受攻击。
传统的单翼直升机有个长长的尾翼。
为了避免尾翼给直升机带来的麻烦,研究人员开始探索多旋翼飞机。目前,已经发展成熟的是双旋翼飞机,在垂直方向或者平行方向安装两个水平且旋转方向相反的机翼,就可以让直升机平稳飞行而且升力加大。然而,双旋翼也存在安全问题,如果一个旋翼失灵,直升机也会打转而坠毁。于是,德国的一个研究团队,希望用多翼来增加直升机的安全系数。
改进的双翼直升机。
经过多次尝试和试验,研究员认为16旋翼最安全。他们设计的原型机分为4组旋翼,按照4个方向均匀分布,每个方向上有4个旋翼。经过无人飞行试验,即使16个旋翼中有12个以内的旋翼出了故障,直升机依然能安全地飞行。当然,安全的前提是每个方向上至少有一个旋翼没有坏。这样一来,就大大提高了直升机的安全系数。为了保持机身的平衡,某个旋翼坏了,对称方向上的那个旋翼得关掉。当然,如果直升机只剩4个旋翼了,则直升机升力大大降低,得尽快找到安全的地方降落。
多旋翼直升机无人试飞。
多旋翼直升机更环保
在传统的单翼或双翼直升机中,旋翼的动力要很大,目前的电动发电机难以输出这么大的功率。而直升机采用16旋翼的构造后,旋翼就可以设计得较小,需要的动力也低得多。用电动发电机就变得可行了。
尽管16旋翼直升机中每个旋翼所需动力较小,但是目前的各种电池自重大而容量低,导致电动多旋翼直升机还不能长途飞行。在首飞载人试验中,这架电动直升机由一位女飞行员驾驶飞行了20多分钟就耗尽了能源。
相对于燃油直升机来说,电动直升机的环保性能更优越。它不仅低碳,而且噪音小。燃油直升机的噪音很大,而电动直升机就显得安静得多。尽管有16个螺旋桨呼啦啦地转,也只相当于16台家用电风扇发出的声音。
未来的发展趋势
虽然此前也有不少直升机爱好者在制造多旋翼飞机,但是大多是无人飞行,载人飞行成功这还是第一次。16旋翼直升机试飞那天,不仅来了不少普通观众,也引来了一些飞机制造商。这架直升机载着驾驶员在10米左右的低空飞行,20多分钟内飞行了50公里。
多旋翼直升机在低空平稳飞行。
16旋翼飞机的前景很被看好,安全环保的多旋翼直升机很可能成为未来私人飞机的发展趋势之一,因为这种飞机操作简单,造价较低,能源成本也低,比较适合对速度要求不太高的个人用户。如果自然灾害突然降临,这种家用多旋翼飞机可以立即载着人们从自家院子里或楼顶上起飞,从而快速脱离险境并找到安全的地方。
多旋翼直升机缓缓降落。