追梦续传奇

2020-05-19 15:21林德福
知识就是力量 2020年2期
关键词:飞翔风筝飞行器

起飞:载着传承千年的梦想

《火龙神器阵法》中记载的神火飞鸦(图片来源/Wiki)

自从生命在地球上诞生以来,探索全新的疆域几乎成了本能。世界各国神话中具有大量的飞行元素,从女娲补天、精卫填海,到代达罗斯和丘比特。飞翔意味着超凡的神力、突破困顿、浪漫和责任担当。可以说,飞翔和梦想一直是紧密关联的。

V形尾翼为神火飞鸦提供了必要的俯仰和偏航安定性(供图/林德福)

我们的祖先不仅充满了梦想,还有着强大的实干精神。据考证,中国的风筝发展史至少可以追溯到2000多年前的春秋时期。但风筝毕竟受制于风筝线,无法自由自在地飞翔。随着火药的发明,动力飞行才成为可能。火药和风筝的结合诞生于何时,现在已不可考。不过明代的神火飞鸦为我们提供了一个很好的参考。

神火飞鸦实物和制作技艺如今已经失传,仅留下一张俯视图,犹如一个绑了两个二踢脚的风筝。可是在复原试飞中,单纯的风筝加二踢脚,由于缺乏稳定性,仍然无法飞行。随着古航空器专家的深入考证,发现神火飞鸦的尾翼实际上有一道折线,从正面看,很像现代无人机常用的V形尾翼。稳定性问题一下就解决了。古人并没有单纯模仿鸟类,而是在大量实践中,提炼了实现飞行稳定性的要素,找到了问题的关键,模仿自然而又超越自然。用脚踏实地的方式,实现了飞翔的梦想。除了风筝和神火飞鸦,还有孔明灯、竹蜻蜓、走马灯等发明,成为了热气球、直升机、旋翼机和燃气轮机的鼻祖。

上升:乘着工业革命的风

当梦想的火花落在冰冷贫瘠的古代科技上,带来的是昙花一现后的余烬和无力的叹息。可随着第一次和第二次工业革命的发展,更强的生产力带来全新的“燃料”,终于点燃了飞翔的希望。

德国工程师李林达尔最早设计和制造出实用的滑翔机。他一生进行过2000多次滑翔飞行试验,1896年8月10日牺牲在一次飞行事故中。

就在同时期,内燃机快速进步,能够以较轻的重量持续输出强大动力。莱特兄弟在前人经验的基础上,从攻克航空动力和飞行控制这两个拦路虎入手,终于实现了持续可控的动力飞行,发明了现代飞机。一时间,飞行成为全世界最时髦的话题。

接下来的一切都顺其自然。更高、更快、更远。从活塞式到喷气式;从木结构到金属结构,再到复合材料;从旅游观光到种类繁多的军民用途。直升机、现代火箭也柜继发明,在第二次工业革命的尾声,人类不仅每天在大气层内往返飞行,还深入了宇宙。

加速:信息技术的爆发式推进

李林达尔(左)虽未实现飞机动力飞行,但他进行的大量飞行实践和研究为后来的飞机研究者提供了宝贵的经验,特别是莱特兄弟(右) (图片来源/Wiki)

当人类真正飞上了天空,飞翔带来了三维空间的全新自由,也带来了迷航的恐惧和无助。利用信息技术的发展,工程师们一方面发明了多种多样的无线电导航和通信方式,让飞机逐渐变成信息采集、传递和汇聚的节点;另一方面发明了自动驾驶仪,自动处理信息、引导和操纵飞行,将人类从繁重的劳动中解脱出来。不过,最具革命性的是现代无人机大发展。

早期的无人机犹如上了弦的音乐盒,通常只能按照预先设定好的简单程序去工作,完成侦察任务、作为诱饵或者靶机等简单工作。比如越南战争期间,美军的“火蜂”无人机曾经被广泛用于侦察拍摄越军防空设施。贝卡谷地空战前夕,以色列空军出动了多型无人机,成功诱骗叙利亚地空导弹阵地开火,使其暴露了部署。

从广义来说,许多制导武器和无人航天器,也属于“无人驾驶飞行器”,与狭义的“无人机”的界限非常模糊。在深空,旅行者1号和2号探测器凭借高度的自主性已经航行了近半个世纪,已经飞到了太阳系的边缘,成为了飞得最远的人造物体。

信息技術除了让飞行器飞得越来越远,也让另一些飞行器离普通人越来越近。随着无线电遥控技术的发展,普通人也能自己在家组装航模。航模虽小,但遵循同样的飞行器原理,可以看作是一种简配版的无人机。

翱翔:在智能化的未来天空

自从人类发明电子计算机开始,就一直有人设想模仿人类的大脑构建一套电子计算机的大脑,让机器也能像人一样思考。进入21世纪的第3个十年,随着信息技术的积累和计算能力的提升,人工智能技术已经能干很多事情了,比如识别图像、分析大数据等。这毫无疑问也将推动无人机的智能化。这个时代才刚刚开始,有无数的可能性等待我们去探索。从古至今,梦想一直是牵引我们飞翔的动力。今天的读者中,或许就有将来智能无人机领域的领军人物。你认为的智能无人机时代会有怎样的发展呢?

(责任编辑/陈莹 美术编辑/满斗工作室)

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