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国产载人飞行器驾到:我们将来可从楼顶飞着去桑班!


来源:科罗廖夫

原标题:国产载人飞行器驾到:我们将来可以从楼顶飞着去桑班! 人们从来没有放弃过对飞翔的追求,从气球的

原标题:国产载人飞行器驾到:我们将来可以从楼顶飞着去桑班!

人们从来没有放弃过对飞翔的追求,从气球的发明到各种飞机和飞行器,人们总是想自由的翱翔在宽广的天空!

当你驾车堵在路上,几个小时寸步难行、鸣笛声此起彼伏的时候,望着车窗外绵延几公里车龙,你是不是有时也会陷入遐想,要是有一种灵活的载人飞行器,能在城市的高楼大厦之间飞行,该多好啊。

载人飞行器,顾名思义,可以载人的飞行器。如同我们熟悉的地面交通工具,由于需要克服重力空中飞行,人力所产生的功率不足以使飞行器脱离地面。所以到目前为止,世界上还没有一款实际应用的人力驱动的空中自行车。

目前传统的中低空飞行器以小型公务机和直升机为主,公务机需要机场,直升机停放面积大,对起降场地也有着苛刻要求,并且往往会受到高空气流的影响从而限制其使用。最重要的传统飞行器造价很高,比汽车高得多,不适合进入家庭使用。

 

 

以直升机为例,国产直11直升机价格大概是2000万人民币,急救直升机EC135型号价格更高达4000万元,警用直升机的价格甚至以亿计。不仅价格昂贵,直升机的使用效率偏低下,不仅需要驾驶员,还需要领航员,操作复杂,需要严格的培训。

二次大战结束后,有感于战时惨痛的教训,加之当时直升机的效用不彰,美军决定制造一款飞行汽车,作为辅助地面交通。在大量自德国俘虏的工程师帮助下,原型机很快出厂,但因为发动机和自动驾驶控制技术的不过关,没有达到预期功能,计划因被迫长期搁浅。

 

 

到了上世纪九十年代,伴随着科技的进步,昔日困扰载人飞行器的两大技术难关——发动机技术和自动驾驶技术得以攻克,载人飞行器的发展迎来了全新的可能。首先是发动机技术的进步,为载人飞行器提供了更为充足的动力支持;其次,由于计算机和全球定位系统的小型化,使得载人飞行器的自动控制不再是天方夜谭。

万事俱备只欠东风,踢进这临门一脚的是以色列人。在经历了十几年的技术攻关之后,2014年,以色列垂直起降飞行器AirMule,完成了包括起飞、定位飞行、返航等在内的几项飞行测试任务。

 

 

以色列的垂直起降飞行器 AirMule

 

 

国内的天际线飞行器理论布局示意图

上图是美国硅谷创业公司 KittyHawk 研发一款全电动飞行器,无需驾驶执照即可上手,总重220公斤,有8个电动力螺旋桨,最高时速40公里。不过,该飞行器目前只能在安全系数高的水面飞行。

 

 

近年来,德国电力驱动飞行器VC200、澳大利亚马洛伊飞行摩托、新西兰马丁喷射背包、匈牙利Flike等个人飞行器纷纷亮相。

 

 

德国18旋翼电力驱动飞行器VC200

多旋翼飞行器成为国内外科技公司追捧的未来出行工具之一。随着电子技术和控制技术的发展,电动多轴旋翼小飞行器得到了迅速发展,每个旋翼分别有一个单独的电机控制,由于采用电力驱动模式,噪音很小,控制很方便。主要用于航拍、航模飞行表演等。由于软件的进步,所有的操作都可以实现自动驾驶控制。

 

 

 

 

日前,俄罗斯制造AK步枪的卡拉什尼科夫公司展示了一款单人多轴飞行器,它有16个引擎,单人座位,8对旋翼,可完成包括侦察、通信和其他任务。

中国几个无人机公司在近两年也推出了数款载人多轴飞行器,包括天际线、道恩DAWN-3和亿航184(释义为:1位乘客、8只螺旋桨、4个轴)。

这些飞行器的设计速度大多60~100公里/小时,载重80~100公斤,采用电机驱动,续航时间约20~40分钟之间。以自动控制为主,保留手动控制功能。多轴载人飞行器不易受复杂环境影响,可接近遮挡物或建筑物飞行,不局限于起降场地,可用于医疗救护、特殊地区货物运输、城市交通、战场救援等。

这些科技公司都把多轴载人飞行器算作是“飞行汽车”的范畴。

在今年年初的美国拉斯维加斯 CES 大展上,亿航184打出了全球首发了全电力低空自动驾驶载人飞行器的旗号,并宣称他们“第一次实现了人类的全自动驾驶飞行”,“给交通行业带来了划时代的重大变革”,并深刻影响“旅游、物流、医疗、零售等相关行业的传统商业模式与格局”。然而美国权威杂志《连线》却直接打脸,表示:“184 Is a Special Kind of Crazy ”,国内媒体更是指责其蔑视消费者智商。

 

 

很多航空专家对多轴载人飞行器存有疑虑,多数不看好,认这是一种不靠谱的产品。跟小型直升机相比,多轴飞行器的稳定性较差,安全性极低,没有迫降能力。载人四轴飞行器旋桨外露,天生存在极大安全隐患,人员无法靠近,且无法近物飞行更不用提近物救援。

多轴飞行器的控制也是个大问题。多轴本质上是个不稳定系统,需要非常精密的飞控算法,一般是通过内置的微型电脑,运行定制的软件来,精确控制桨叶的旋转速度,来实现多轴飞行器的飞行控制。这在大疆那种玩具一样的小型飞行器上很容易实现,但在大型多轴飞行器上却很困难,这是因为大型桨叶的转动惯性大,难以精确控制转速。而直升机姿态和升力调整则无需改变转速,只靠桨叶变距就能实现。

另外,多轴飞行器的动力效率较低,只相当于直升机的三分之一,导致续航时间与载荷量很小,这是多轴始终无法作大的重要原因。

 

 

最近几年载人飞行器涌现的原因在于,技术的突破让原本无法实现的参数目标变成了可能,原来十几公斤重的航空陀螺仪,现在能做到只有一个芯片大小,原来在固定翼飞机和直升机上不可能实现的操控软件,在多轴飞行器上得以实现。但是,到目前为止,除了各类科技创业公司,全世界的大型航空制造企业都很少有发展载人多轴飞行器,安全性和飞行效率是这些航空巨头首先要考虑的问题。尽管很多年轻人特别喜欢玩多轴,并梦想能够载人飞行。

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