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作品:李穆生之飞马

http://jczs.sina.com.cn 2006年09月09日 14:08 新浪军事
作品:李穆生之飞马

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作品:李穆生之飞马

效果图

  李穆生

  飞马

  北京航空航空大学

  科技的进步,已经渗透到生活的每个角落,悄无声息却极大地改变着这个世界,使我们的生活变得越来越便利和舒适。汽车和飞机的发明,让我们沟通得更加方便,使世界变成了一个“地球村”,然而拥挤的城市道路和昂贵的机票,却阻碍了我们的出行,如果有一种既能像汽车一样穿梭于大街小巷,需要时又能像飞机那样翱翔天际的交通工具,那该多好啊!而且这种交通工具成本不能太高,维修性一定要好,同时体积小,便于存放。“飞马”正是对这样一种灵巧的出行工具的构思。

  “飞马”载客两人,具有跟直升机一样的旋翼系统实现空中飞行,空中最高时速250公里/小时,航程500公里,可以方便地穿梭于未来的城市网之间。降落时四个轮子向下伸出起缓冲作用,地面行驶的最高时速200公里/小时,由于旋翼被收到机身上的旋翼舱内以及平尾的下压作用,地面高速行驶时仍很平稳。宽大的挡风玻璃为驾驶者提供了极其宽广的视野,同时它具有的全景夜视技术使夜航更加安全。由于“飞马”体积小,能方便地实现垂直起降,因此不需要对现有的交通网进行太多的改造即可投入使用。

  随着材料科学技术的发展,在未来,智能材料将越来越多地应用到飞行器上来,而形状记忆合金由于不仅具有形状记忆功能,而且强度高、抗疲劳,同时还具有很好的耐腐蚀性能,使它应用范围非常广泛。“飞马”采用了由形状记忆合金制作的旋翼和桨毂,可以非常紧凑地折叠存放于机背的旋翼舱内,而只需加热到一定程度,旋翼和桨毂又恢复原状,方便地实现了地面模式和空中模式的转换。同时,旋翼外段内嵌其它智能材料,组成伺服襟翼系统,通过伺服襟翼来对直升机进行操纵,这样就无须复杂的常规旋翼操纵机构,简单方便,易于维护。

  而“飞马”的反扭系统也很特别,它采用独特的“环量垂尾”技术,无须通过尾桨即可对其进行航向操纵。如图所示,垂尾采用带圆形后缘的环量控制翼型,在后缘上表面有一极小的缝,垂尾位于旋翼的下洗流中,通过从缝中吹出高速气流,使垂尾上表面气流绕到下表面,可以大大地增加垂尾的环量,从而产生很大的侧向力,理论最大侧力系数可达8以上。通过改变吹气的速度和垂尾的迎角,从而改变侧向力的大小,即可实现航向操纵。通过自动控制系统,垂尾可以根据来流方向进行偏转,使其前缘始终对着来流方向,防止风向改变导致垂尾效率降低。“环量垂尾”不仅比常规尾桨安全安静,而且比现有的无尾桨系统紧凑、结构更简单、成本更低,但垂尾面积要比直升机上常规垂尾的要大。当“飞马”处于地面模式时,尾梁可以部分收进后机身,减小尺寸,而平尾和垂尾则可起到定风翼的作用,增加地面行驶的平稳性。

  在动力方面,“飞马”采用氢

燃料电池和电机组合的方式。随着石油资源的逐渐枯竭,以及对氢
能源
不断深入的开发,在可预见的将来,氢燃料将取代石油燃料,而电机将取代内燃机成为主要的动力源。“飞马”采用体积小、储氢量大的合金储氢罐,当启动时,合金储氢罐将产生氢气输送给位于驾驶舱下面的燃料电池,而燃料电池产生电能供给电机,电机再通过特制的离合器带动旋翼或者轮子,而由于电机可以通过电子控制装置实现变速,因此不需要机械变速器。

  “飞马”将是一种灵活舒适、操纵简单的日常出行工具,虽然现在离它的实现还有待时日,但随着人类对科学技术的探求,以及对更加美好和谐的生活的渴望,终有一天,在傍晚,你可以驾驶着你新买的“飞马”,带上你的好友,一同飞越山顶,去欣赏那醉人的晚霞。或许技术的最终目的,就是使世界变得更加美妙吧。

  相关专题:中国创新杯第二届未来飞行器设计大赛

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