飞行汽车的发展

飞行汽车的发展1、 飞行汽车的研究意义自行车年代，人们希望有快捷的代步工具，于是汽车出现；有了汽车的年代，飞机也随即出现让遥远的两地距离大幅度缩短。20世纪40年代，当汽车、航空技术有了相当大的发展之后，福特汽车公司创办人享利•福特大胆地发出“飞行汽车迟早会出现”的科学预言［1］。而这些年来，包括中国在内，随着世界人口的急剧增加，全世界的交通体系从地上到天上都产生了爆炸式的增长，交通拥堵成为人类所需面对的最头痛有待解决的问题之一。人们为此绞尽脑汁，于是“飞行汽车”应运而生。既可以在地面上像汽车一样行驶又可以在空中飞行的飞行汽车作为一种新概念飞行器，在国内外形成了研究热潮。飞行汽车平时可作为汽车在路面上行驶，可以最大限度的节省能源；而在关键时候又可以在空中自由飞行，尽显其快捷方便的优势。飞行汽车用途非常广泛，可供商用，也可供军用，尤其在应对紧急情况方面有着它独特的优势。譬如，它在消防、边境巡逻、救援和急件投递方面，飞行汽车都有着非常适合的用处：1、 飞行汽车能给我们提供便利的交通，当路面状况良好时你可以开着他在地面上驰骋，如果遇到堵车你可以开着它一跃而起，在街道上方高楼之间飞行，去你想去的任何地方2］。2、 飞行汽车还能进行紧急救援，当发生火灾或是交通事故时，飞行汽车能在城市的高楼大厦的狭小的空间中自由穿梭，及时赶到救助现场，防止事故扩大和抢救受伤人员。3、 和直升机相比飞行汽车更稳定更便利，飞行汽车能进行低空飞行，在电线下飞行；而且噪音小，不会给城市带来噪音污染。4、 飞行汽车还能用于现代战争，例如在伊拉克战争中，美军的绝大部分伤亡都是由于巷战，因此现代战争中巷战占有很重要的地位，而飞行汽车在城市具有很大的灵活性，相信能在战争中发挥很大作用。2、 国内外飞行汽车发展概况制造一种飞机和汽车的结合体，这种想法似乎有些天真，而且实现起来也必然是一项很复杂，看来难以成形的工作。美国国家航空航天局负责个人飞行器工作的马克・摩尔介绍说：“当你试图把飞机和汽车的性能融合起来的时候，你往往会得到一个很糟糕的结果：新造出来的交通工具既笨重又昂贵，速度也较慢，很难投入使用［3］”。不过事在人为，人类总是在不断进步，总有人能打破常规，标新立异，将梦想变成现实。早在我国古代战国时期成书的《山海经•海外西经》中，就有一段讲“奇肱飞车”的神话故事。在现在北京中国历史博物馆里就有一辆我国晋朝的葛洪研制的飞车复制模型［2］，在《抱朴子•内篇•杂应》中是这样描述的：“用枣心木为飞车，以牛革结环剑以引其机，或存念作五蛇六龙，三牛交罡而乘之，上升40里，名为太清。……能胜人也”。这辆1600多年前的飞车充分展示我国祖先的智慧。而到了清朝年间，世界上最早的飞车实物就在我国问世了。《吴县志》卷75中收录的《香山小志•人物志》篇里详细记述了徐正明制造飞车的经历。文中是这样写的：“其制如栲楮椅子式，下有机关，齿牙错合。人坐椅上，以两足击板上下，机转风旋，疾驶而去。离地可尺余，飞度港汊不由桥。……”［4］到了20世纪50年代，人们便开始了研究现代飞行汽车的实际行动。在攀登现代飞行汽车技术的征途中，继往开来的首当其冲者是一位名叫莫尔•泰勒的美国人。他经过不懈的努力，在1986年，终于将现代汽车与航空技术珠联璧合出一种既能地上跑，又能空中飞的飞行汽车，并获得政府有关部门签发的飞行许可证。泰勒从此也教人们誉为现代飞行汽车的先驱。但因装有比车身宽5—6倍的平直固定翼，在公路上行驶或起降时，不仅套影响正常的交通秩序，而且车翼也要受到路旁障碍物的限制，这就很难教人实用。所以，泰勒首创雕飞行汽车只好成为试驻场上的样车。进人90年代之后，为使飞行汽车真正实现实用化，一些专家冲破泰勒的设计模式，致力于折叠式飞行汽车的研制。首创这一携术的是美国加利福屡亚空中客车技术，设计和发展公司的工程师肯尼思•韦尼克，他研制出车翼螺旋桨叶可折叠的飞行汽车。将车翼折叠在车身上，就能像汽车一样在公路上行驶；展开车翼后，即可升空飞行。飞行时速可达660公里。飞行高度5000米，航程160公里。停放时，将车翼和螺旋桀叶折叠起来，强占一辆家用小汽车的位置从而为飞行汽车走出试验场开启了大门［1］。3、飞行汽车研究现状在攀登现代飞行汽车技术的征途中，目前已经展示的几种飞行汽车原理机主要有如下几种具有代表性的结构：一是固定翼飞机与汽车的结合体；二是直升机与汽车的结合体；三是函道式的垂直起降飞行汽车。3.1固定翼飞机与汽车的结合体固定翼飞机与汽车相结合的飞行汽车，最早投入研究的要数美国航空先驱者格伦•寇蒂斯了，他曾在1912年在纽约举办的全美航空展览会上展出了他自己改装的“飞行汽车”。该“飞行汽车”由一架三翼飞机改装而成，装有2套驾驶装置，分别供在空中飞行和地面驾驶使用；后排座还可做两个人。不过这辆轰动一时的车在试飞的时候表现欠佳，只飞行了很短的时间，在此后的很长一段时间里，飞行汽车就无人问津了［5］。到二十世纪五十年代以后，美国的MoultonTaylor于1949年建造了一辆被称为“TaylorAerocar”的飞车［6（如图1-1）。该车翼展10米，机翼面积达17平方米，总质量950公斤，装有一台功率92千瓦的莱康明0-290型航空发动机。但是此飞行汽车在公路行驶或起降时，不仅会影响正常的交通秩序，而且车翼也要受到路边障碍物的限制，这就很难投入实用。所以泰勒首创的飞行汽车只好成为试验场上的样车。图1泰勒的飞车到了九十年代，美国Terrafugia公司设计的transition（如图1.2所示）又更进一步，这款飞车平常可以收起机翼，和普通汽车一样在路面上奔驰，遇到塞车之类的情况，这辆车可以转变成一架小型飞机，帮你迅速摆脱困扰。Transition是辆双座的汽车，拥有160-800公里的速度范围，一个独立的无铅汽油储备箱，同时配置有电子计算机，用来在空中飞行时配合调整平衡性，安全气囊，空气动力学缓冲器，以及GPS卫星导航系统。它的技术精华集

中在其发动机Rotax912ULS上面，其功率为100马力，既能够驱动安装在汽车尾部的螺旋桨，又可以驱动汽车的前轮。汽车在空中飞行时的油耗约为每百公里15升，而在地面行驶时每百公里油耗为8〜10升，其燃料箱容量为75升，从理论上讲，加满一箱油可以行驶800公里［6］。图2TerrafugiaTransition飞车但是这种固定翼飞机与汽车相结合的结构在地面行驶时将机翼折叠起来而要起飞时将机翼展开，他作为一个飞行汽车有一个很大的缺陷就是需要很长的滑跑以后才能起飞；3.2直升机与汽车的结合体直升机与汽车相结合的飞行汽车，是人们最容易想到的垂直起降的飞行汽车结构方式，目前采用这种结构的代表性飞行汽车是荷兰PALVEuropeBV公司SPARKDesign工作室设计的PAL-V（如图1.3所示）。这款飞行汽车专为大众设计，专家从1999年开始研发，2006年推出概念车，这款飞车只拥有三个车轮，呈正三角形布局，在高速公路上乘坐的舒适性不亚于一辆豪华轿车，路面行驶的时速能达到200公里/小时［7］。图3荷兰的PAL-V飞车PAL-V飞行靠的是螺旋桨推进器，与旋翼型飞机有很多相似的地方，起飞只需50米的距离，而降落所需的空间更少，因此，PAL-的灵活性很大，适用于多种路况环境，0-96.6公里〃小时不到5秒钟，在地面行驶的油耗也比较经济，4.5升的油大约可走110公里，而它在空中最大的巡航速度也能够达到200公里/小时［8］，相比其他飞车，它的空中飞行速度算是比较慢的。这种结构的飞行汽车在地面行驶时将的旋翼折叠起来，而空中模式是和直升机原理一样的，所以其优缺点和直升机是一样的，而且暂时还没见到过这种飞行汽车的正式样车；3.3函道式的垂直起降飞行汽车函道式的垂直起降飞行汽车，是一种比较理想的飞行汽车的结构方式。最早出现的这种结构的飞行器是1958年的美国设计的Piasecki59/VZ-8P"Airgeep”（如图4所示），Airgeep高2.03米、宽2.87米、长7.95米，乘员2名，装有两台135kw的莱康明0-360-A2A型活塞式发动机，空重835kg，最大起飞重量1060kg，巡航速度80km/h，最大速度105km/h，升限900m，航程40km。美国空军将这种飞行器改进后于1962又设计出了Piasecki59H/VZ-8P（B）"AirgeepII"（如图4所示）。AirgeepII高1.78米、宽2.82米、长7.44米，乘员5名，装有两台300kw涡轮轴发动机，空重1178kg，最大起飞重量1655kg，巡航速度113km/h，最大速度137km/h，升限900m，航程55km。由于这里两台飞行器过于笨重，速度与航程都不够理想，而且其操纵稳定性存在问题，很难投入使用，所以并没有被当时美国空军选用。aAirgeepbAirgeepII图4美国Airgeep系列飞车近年，以色列城市航空公司将Airgeep的技术进一步发展，设计出了X-Hawk［9（如图5所示），X-Hawk是一个回转轴垂直起降的飞车。更确切的讲，这是一个拥有垂直起降能力

的飞车，这款飞车是专门为应对紧急情况而设计的。是目前最城市化的飞行汽车［10］。X-Hawk现在还处于研究的阶段，城市航空公司已经成功地开发出了长时间悬空的飞车，但是尚有许多技术难题未能解决。图5城市航空公司的X-Hawk飞车还有另外一种涵道式的飞行汽车，由多个可倾转的涵道作为动力，即可在地面飞驰，也可以在空中翱翔，如莫勒公司的skycarM400飞车（如图6所示），这太飞行汽车有八台发动机，最大时速为560km/h，据说飞行操作80%由计算机控制，比普通汽车还容易操作［3］。图6莫勒公司的skycarM400飞车参考文献百度百科.飞行汽车./view/1624654.htm?fr=ala0空中汽车前景美好没有翅膀也能飞行[EB/OL]./tech/news/200503310671.htm未来的交通工具一一飞行汽车[J].科技读园，2006,8郭凤忠.飞行汽车的由来与发展[J].航空杂谈，2007，6：75-77.郭凤忠.飞行汽车的由来与发展[J].航空杂谈，2007，6：75-77.王山起.未来最具魅力的交通工具_飞行汽车[J].焦点报道，2003，7：8-9.中国经济网.那一跃而起的梦想十大理想中飞车排行榜[EB/OL]./history/01/200703/29/t20070329_10866345_2.shtml,2007-03-2