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空中机车手:垂直起降喷气背包
空中机车手:垂直起降喷气背包
 


 

1984年洛杉矶奥运会上的火箭飞行员垂直起飞


 

2015年11月10日,美国喷气背包厂商JetPack Aviation完成了新型JB-9型喷气背包的首次试飞,发明家兼飞行员大卫·马伊曼穿戴上JB-9喷气背包,从一艘渡船上垂直起飞,围绕自由女神像前进、倒退、上升、下降、旋转,犹如在空中翩翩起舞。大卫·马伊曼称,如果飞机和直升机是天上的汽车,那JB喷气飞行背包就会像是天上的摩托车,让人们沉浸在“空中机车手”的情感和体验中。


 

来源于梦想的飞行背包


 

自由地在空中翱翔一直是人类的梦想,即使飞机发明后,仍然有不少先驱者在不断探索如何让单人飞上天空,火箭的发明使梦想成真,在《火箭人》、《007》、《方舟二号》等著名电影、剧集中都有火箭飞行背包的精彩表现。实际上,现实中的火箭飞行背包直到20世纪60年代才第一次亮相,而其最绚丽的表演是1984年洛杉矶奥运会上的火箭飞行员垂直起飞,在体育场上空自由飞翔的场景。


 


巨大的马丁飞行背包更像是一个旋翼飞行平台,非常不方便。


 


 

火箭背包一般采用氧化氢火箭发动机,但氧化氢燃料过于昂贵、火箭飞行操作困难、火箭发动机安全性不佳等问题一直困扰着火箭背包的研发,而最关键的是火箭发动机是“耗油大户”,氧化氢燃料迅速消耗,背负的燃料罐只能够提供30秒的留空时间。


 


喷气飞行翼需要从高空跳下并伞降着陆,无法实现垂直起降。


 

直到喷气引擎的发明,使飞行背包进入了实用化发展的快车道,多种产品相继问世。最著名的有新西兰航空设计师格伦·马丁设计的涵道风扇飞行背包、瑞士发明家伊夫·罗希设计的喷气翼等。2008年,瑞士专业飞行员伊夫罗斯成为了世界上第一个使用喷气翼飞越英吉利海峡的人。然而马丁飞行背包体积巨大,犹如一架直升机,乘员并非背负而是乘坐其中;喷气翼翼展很宽,携带不便,且需从高空飞行的飞机中跳出,并通过伞降着陆,无法实现地面垂直起降。

 


小巧的JB-9飞行背包


 

为此,热爱飞行背包飞行的大卫·马伊曼尝试研制一种小型化单人背负式喷气背包,以实现垂直起降和飞行。他创建了JetPack Aviation公司(“JetPack”是“喷气背包”的意思,“Aviation”是航空的意思),并找到曾经参与1984年洛杉矶奥运会火箭背包项目的纳尔逊·泰勒作为合伙人,以火箭背包总体构架为基础,共同研发了JB-9型喷气式飞行背包,实现了垂直起降和长时间留空飞行。


 

JB-9喷气背包性能


 

JB-9喷气背包由两台带矢量喷口的涡轮喷气发动机、燃料背包、操控组件组成。两台发动机位于背包两侧,背包正面有两条碳纤维束带,由飞行员背负。与巨大的马丁飞行背包和飞行翼不同,该背包体积非常袖珍,可以轻松地折叠收放进汽车后备箱,飞行员一人就能够完成穿戴和起降飞行。

 


 

小巧的JB-9飞行背包可以单人携带和操作


 

JB-9飞行背包飞行速度约161千米/时,飞行高度超过3000米,可以携带10加仑煤油,留空时间10分钟。小型喷气发动机为整个背包提供一个向上的推力,而混合空气和废气后可以使发动机喷射出舒适温度的气流,在寒冷的高空甚至能够使飞行员感到温暖。当然,在第一次试飞的时候,大卫·马伊曼仍然穿着防火服改制的飞行服,以防止意外发生。

 


JB-9飞行背包能够实现垂直起降


 

控制飞行非常简单,飞行员通过左右两个操作杆控制飞行。左手操作杆是控制发动机矢量喷口叶片的,往左扳则向左飞行,往右扳则向右飞行。右手操作杆是双功能杆,采用类似摩托车控制油门的方法,手向内旋转套柄则加大油门,而右手操作杆还控制喷气发动机的前后倾斜,使飞行背包可以从垂直起降时的零速度迅速达到前飞速度。两个操作杆相互配合还能做出旋转、倾斜飞行等动作。

 


在自由女神像边飞行的JB-9飞行背包


 

该公司目前还在开发JB-10喷气背包,可实现200千米/时的水平飞行速度,爬升速率达到150~300米/分钟。大卫·马伊曼认为JB系列飞行背包拥有广阔的商业用途,但在当前反恐形势日益严峻的背景下,他也坦言该背包非常适合进行危害社会安全的犯罪和恐怖活动,因此对销售该背包异常谨慎,并呼吁建立相关技术和安全的标准规范。


 

本作品为“科普中国-军事科技前沿”原创

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出处:科普中国 军事科技前沿公众号

2016-04-07
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