□徐 娜

第一架載人多旋翼直升機(jī)

□徐 娜

2011年10月30日，在德國一架剛研制并首飛成功的多旋翼直升機(jī)，居然有多達(dá)16個旋翼。它是世界上第一架載人多旋翼直升機(jī)。這樣，16個旋翼中即使有多個旋翼出了故障，直升機(jī)依然能安全飛行……

大家都看過普通的直升機(jī)，然而我們從未見有多個旋翼的直升機(jī)。最近，德國的一個研究團(tuán)隊打造了一架多旋翼直升機(jī)，居然有多達(dá)16個旋翼。

多旋翼直升機(jī)更安全

我們知道，直升機(jī)是沒有明顯的機(jī)翼的，其起降、飛行全靠機(jī)身中部的那個很大的旋翼。依靠這種設(shè)計，直升機(jī)便有了許多獨特的優(yōu)勢，比如空中懸停、低空飛行和垂直降落。但是，旋翼的旋轉(zhuǎn)力會令機(jī)身打轉(zhuǎn)。為了平衡這種旋轉(zhuǎn)力，常在直升機(jī)的尾部安裝一個與主旋翼旋轉(zhuǎn)方向成90度的小旋翼。實際上，這就給機(jī)身加長了長度，這樣不僅增加能源的耗費，還會影響飛行員對位置的判斷，常常因為尾翼掛到空中物體（如樹木、電線等）而墜毀。在戰(zhàn)爭中，長長的尾翼也容易遭受攻擊。

研究人員為避免尾翼給直升機(jī)帶來的麻煩，開始探索多旋翼飛機(jī)。目前已經(jīng)發(fā)展成熟的是雙旋翼飛機(jī)，即在垂直方向或者平行方向安裝兩個水平且旋轉(zhuǎn)方向相反的機(jī)翼，可以讓直升機(jī)平穩(wěn)飛行而且升力加大。

然而，雙旋翼也存在安全問題，如果一個旋翼失靈，直升機(jī)也會打轉(zhuǎn)而墜毀。于是，德國機(jī)械工程師斯蒂芬·沃爾夫等3人組成的研究團(tuán)隊，希望開發(fā)出用多翼來增加安全系數(shù)的直升機(jī)。

經(jīng)過多次試驗，斯蒂芬認(rèn)為16旋翼最為安全。因為他們設(shè)計的原型機(jī)被分為4組旋翼并按照4個方向均勻分布，且每個方向有4個旋翼。這樣，16個旋翼中即使有多個旋翼出了故障，直升機(jī)依然能安全飛行。不過，安全的前提是每個方向上至少有一個旋翼沒有壞。這樣一來，就可以大大提高直升機(jī)的安全系數(shù)。為了保持機(jī)身的平衡，某個旋翼壞了，對稱方向上的那個旋翼得關(guān)掉。當(dāng)然，如果直升機(jī)只剩4個旋翼了，則直升機(jī)升力大大降低，必須盡快找到安全的地方降落。

多旋翼直升機(jī)更環(huán)保

多旋翼直升機(jī)令電力作為能源將變得可能。

在傳統(tǒng)單翼或雙翼直升機(jī)中，若要采用電力能源，則必須采用大功率發(fā)電機(jī)，但目前的電動發(fā)電機(jī)還難以輸出這么大的功率。而采用16旋翼的構(gòu)造后，則旋翼可以設(shè)計得較小，各單元所需要的動力也低得多，因此可以采用電動發(fā)電機(jī)提供動力。

盡管16旋翼直升機(jī)中的每個旋翼所需動力較小，但是目前的各種電池自重大而容量低，以致電動多旋翼直升機(jī)還不能進(jìn)行長途飛行。在2011年10月30日的首飛載人試驗中，他們派出三人團(tuán)隊中唯一的女性托馬斯·森科爾擔(dān)任飛行員。盡管托馬斯的體重比兩位男性工程師的體重要小得多，但這架電動直升機(jī)帶著她飛行20多分鐘后，還是耗盡了能源。

工程師亞歷山大·左塞爾負(fù)責(zé)電機(jī)部分的開發(fā)。他認(rèn)為“要讓多旋翼電動直升機(jī)變得更加實用，需要開發(fā)高容量的輕便電池”。

相對于燃油直升機(jī)，電動直升機(jī)的環(huán)保性能更優(yōu)越，不僅低碳，而且噪音小。燃油直升機(jī)的噪音很大，而電動直升機(jī)就顯得安靜得多。盡管有16個螺旋槳呼啦啦地轉(zhuǎn)，也只相當(dāng)于16臺家用電風(fēng)扇發(fā)出的聲音。首飛后，駕機(jī)員托馬斯說：“我們的原型機(jī)還很簡陋，根本沒有機(jī)艙，我暴露在16個旋翼的中間，但我還是覺得所聽到的只是呼呼的風(fēng)聲，基本上沒有那種刺耳的電機(jī)聲音?！?/p>

未來的發(fā)展趨勢

雖然此前也有不少直升機(jī)愛好者在制造多旋翼飛機(jī)，但大多是無人飛行，成功的載人飛行這還是第一次。16旋翼直升機(jī)試飛那天來了不少普通觀眾，也引來了一些飛機(jī)制造商。

這架直升機(jī)載著托馬斯在10米的低空飛行，20多分鐘內(nèi)飛行了50千米。一家飛機(jī)制造廠的工程師賈德森表示：“他們制造的直升機(jī)很粗糙，離實用還有很大一段距離。但是，對業(yè)余愛好者來說，已經(jīng)很不錯了?！?/p>

斯蒂芬對16旋翼飛機(jī)的前景十分看好。他認(rèn)為：“任何發(fā)明，在初期都是很粗糙的，但是只要有足夠的開發(fā)資金，我們就能夠做得比較完美?！彼沟俜蚁嘈牛踩h(huán)保的多旋翼直升機(jī)可能成為未來私人飛機(jī)的發(fā)展趨勢之一，因為這種飛機(jī)操作簡單，造價較低，能源成本也低，比較適合對速度要求不太高的個人用戶。