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世界人力飞行之路:人力飞行起源于我国

http://www.sina.com.cn  2009年09月21日 13:08  

  顾名思义,人力飞行就是依靠人自身的力量来使飞行器升空,并维持飞行器在空中的一种飞行。高台人力飞行比赛,在国外多叫做“鸟人”、“飞人”或“鸟飞人”大赛。

  应该说,人力飞行起源于我国。据传,公元9年至23年,中国王莽时期就有人进行过人力飞行尝试,从高处向下飞行了几百步。在此以后经过1900多年,意大利人才于1930年制成了一种脚踏式人力飞机,该机借助外力弹射起飞,依靠飞行员脚踏脚蹬带动螺旋桨旋转来驱动飞机飞行,并首创了飞行900米的飞行距离记录;1936年,德国人也制成人力飞机进行了飞行实践。此后,许多国家都不同程度地开展了对人力飞行器的研究与制造,并举办了形形色色的人力飞行活动,也包括一些竞赛活动。尤其在上世纪50年代末60年代初,世界人力飞行活动如雨后春笋般生机勃勃,大有方兴未艾之势。

  发展到今天,在世界各国的人力飞行活动中,使用的人力飞行器归纳起来可分为四类:即人力飞机、人力滑翔飞行器、人力直升机和创意人力飞行器。其设计制造和飞行活动也多种多样,有围绕飞行竞赛、娱乐活动展开的,有围绕专项奖励竞赛活动展开的,也有作为人力飞行的科研活动展开的。一些国家和地区在举办人力飞行竞赛活动时,这四种飞行器往往都包括在内。虽然这四种飞行器都参加竞赛,但在计算成绩时却分类计算,然后再决定每一种飞行器竞赛的胜负。下面就上术四类人力飞行器及其活动情况进行介绍。

  人 力 飞 机

  没有动力装置,由驾驶员人力驱动,并通过机械传动机构带动螺旋桨产生拉力或推力进行飞行的飞机。为了规范人力飞机的竞赛活动,国际航空联合会(FAI)制定了人力飞机竞赛规则。据国际航联的定义,人力飞机就是通过搭乘在机上的1人或多人肌肉发出的能量,使其起飞并支持在空中飞行的飞机。这里明确排除了利用各种气体或热空气等静升力升空飞行的航空器,如氢气球、氦气球和热气球等;也不允许人力飞机事先储备能量或接受能量来协助起飞。

  英国实业家H·克雷默(Kremer)有意促进人力飞机在英国发展,使英国成为人力飞机的研制中心,便倡导发起了人力飞机竞赛活动,并设立了以他的名字命名的克雷默奖。该奖从1959年11月开始设立,到1995年10月,共设立了四项。分别是:

  1959年11月,设人力飞机作横“8”字飞行竞赛奖。竞赛规定:人力飞机必须绕相隔805米的两根柱子作横“8”字飞行,首次飞行成功者将获得奖金5000英镑。

  1977年,设人力飞机飞越英法之间的多佛尔海峡奖,首次飞越该海峡成功者将获得奖金10000英镑。

  1983年3月,设人力飞机飞行速度纪录奖,由英国皇家航空协会公布,总奖金额度达100000英镑。首次参赛获得第一者将获得奖金20000英镑,以后每创造一次速度纪录,就奖给5000英镑奖金,直到100000英镑奖完为止。

  1995年10月,设新创速度纪录奖,具体内容是,在2001年1月1日以前,新创人力飞机三角形航线飞行速度纪录者将获得50000英镑奖金。

  1977年8月23日,P·麦克里辿驾驶“飘忽秃鹰”号人力飞机,首次完成了横“8”字飞行,飞行距离2250米,飞行时间7分30秒钟,平均飞行速度4.6米/秒,从而首开了夺得克来默奖的先河。

  1978年7月,美国的“飘忽信天翁”号人力飞机,由B·阿林(Bryan Allen)驾驶,进行了冲击飞越多佛尔海峡克雷默奖的试飞,1979年6月12日,该机首次成功飞越了多佛尔海峡,夺得了第二项克雷默奖,并创造了人力飞机飞行距离和飞行时间新纪录。飞行距离35.812公里,连续飞行时间2小时49分钟,飞行高度1~3米。

  1987年1月23日,美国的“轻鹰”号人力飞机创造了58.6公里的飞行距离纪录。1988年,麻省理工学院在“轻鹰”号人力飞机基础上,改进制成了“代达罗斯”号人力飞机,该机在飞越地中海时,飞行距离达到116.58公里,飞行时间3小时54分钟,这都刷新了原来的世界纪录。但由于该机在完成飞行后着陆过程中,不幸遭遇突风而前功尽弃。该机飞行实践说明,人力飞机的设计制造和飞行都达到了一个前所未有的水平,已跃上了一个新台阶。

  1984年5月,斯卡拉宾诺(F·P ·Scarabino)驾驶“帝王”号人力飞机,创造了平均时速达34.6公里的飞行速度纪录,从而赢得第三项克雷默奖。“帝王”号人力飞机由美国麻省理工学院设计制造。

  人力滑翔飞行器

  没有动力装置,依靠驾驶员人力起飞,依靠起飞惯性力和自身重量驱动飞行,依靠固定翼面产生升力从而实现滑翔飞行的一种重于空气的飞行器。它不是飞机,是与飞机一样在大气层内飞行的一种航空器。

  这类飞行器,比较专业,是正规的人力滑翔机,飞行成绩较好,例如在1998年日本第22届“鸟人”大赛中,大木祥之驾驶的人力滑翔机,飞行距离为333.22米,夺得第一名。在2002年第25届的比赛中,人力滑翔机成了最大的亮点,因为它不仅刷新纪录,而且飞行距离还首次突破了400米大关,飞出了417.49米的好成绩。这是很不容易的,因为在日本1977年举办第一届竞赛时,人力滑翔机飞行的最远距离为82.44米,是由冈良树创造的;经过11年这项成绩才达到261.9米,此后最远也只有364.08米;整整经过24年,这项成绩才突破了400米大关。

  人 力 直 升 机

  在人力固定翼飞机成功飞行并飞越多佛尔海峡之后,1980年美国直升机学会设立了伊格尔·I·西科斯基人力直升机设计制造竞赛奖。竞赛规则规定要获得这项奖金为2万美元的奖项,人力直升机只能由1人或多人提供动力,不能储存能量,不能使用轻于空气的气体;必须在10平方米的面积范围内保持悬停1分钟;这时,直升机的最低部位离地距离必须大于3米。而且直升机在飞行过程中,整个机体不能转动。

  至今,世界上已设计制造了约20架人力直升机参加竞赛,试图夺得这个奖项,但只有2架人力直升机真正实现了飞行。它们是美国加利福尼亚大学制造的“达芬奇Ⅲ”和日本大学制造的“尤里Ⅰ”,但它们都未达到竞赛规则的要求,而没有夺得这个奖项。

  1989年,“达芬奇Ⅲ”人力直升机悬停了8.6秒钟,最大离地高度20.32厘米。这创造了美国的纪录并得到了美国国家航空协会(NAA)的确认。1994年,“尤里Ⅰ”正式悬停了19.46秒,最大离地高度约20厘米。在同年的另一次非正式飞行中,“尤里Ⅰ”悬停了约24秒钟,最大离地高度约70厘米。

  日本在2002年第25届的“鸟人”飞行大赛中,头一次引入了人力直升机比赛项目,以直升机留空时间长短决定胜负名次。但比赛规则与美国直升机协会所设的“西科斯基人力直升机奖”奖项有所不同,有较宽松的规定,甚至允许使用浮升装置,允许从高台助跑起飞。但在参赛的5架人力直升机中,夺得第一名的成绩,留空时间也只有6秒30。所以要想取得较好的成绩,爱好者们必须解放思想,拓展设计思路,出奇出新,也许才可能有所突破。

  创意人力飞行器

  这里提出创意人力飞行器的概念,是因为在众多的人力飞行活动中,参与者的飞行器五花八门,各式各样,许多飞行器既不是人力飞机、人力滑翔飞行器,也不是人力直升机,但这些飞行器极富创见,所以称其为创意人力飞行器。

  例如,在我国2004年举办的首届全国高台无动力飞行大赛中,天鹅、神鸟、冷却塔、飞碟等就属于这种创意人力飞行器。又如,2003年10月5日,在纽约哈德逊河边举行的一人力飞行比赛中,由3辆自行车连接而成,每辆两侧都加装有机翼的人力飞行器参赛;在日本举行的赛事中,也曾出现过不少动物形象的人力飞行器;英国博格诺2006年的大赛,甚至有“钢琴”参赛。

  这类飞行器虽然飞行表现不佳,成绩不能令人满意,但其丰富的想象力,参赛者的滑稽、幽默,对观众不无启发,有很好的娱乐效果。所以世界各国凡是开展人力飞行活动,这些飞行器仍占有很重要的地位,在比赛中也十分抢眼。

  相关专题:第五届中国高台人力飞行大赛

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