书城工业微型航天器:航模(征服太空之路丛书)
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第1章 梦想伴着航模飞(1)

航模并不是高不可攀的神秘物件,最简单的就是那飘飞盘旋的纸飞机,曾寄托了多少年少轻狂的梦想,又抒发了多少青春烂漫的心事。

人类自古以来就幻想着飞行。在载人的航空器发明之前,人类就创造了许多能飞的航空模型,不断地探索着飞行的奥秘。如今,世界航空航天事业的蓬勃发展,引起了各国航模活动的热潮和各种国际航模赛事的兴起。

航模以其独特的魅力令人们乐此不疲,使人们在玩航模的过程中,锻炼了身体,学到了知识,磨砺了心智,获得了乐趣,放飞了梦想……

4000年前的飞机模型

尽人皆知,直到1903年地球人才制造出了第一架飞机。可奇怪的是,考古学家却发现了4000年前的飞机模型。

1879年,英籍考古学家韦斯在埃及东北部荒芜沙漠中的Abydos古庙(Abydostemple)遗址内的浮雕壁画中,发现一个奇怪现象,就是看见与现今飞机形状极之相同的浮雕,以及一系列类似飞行物体的图案。有一图案其形状似今日之直升机,有一图案其形状似潜艇或飞船,甚至还有“UFO”出现于3000年前的古埃及。还有至少3~4个飞行物与今日的飞机形状极为相似。飞机在十九世纪才被发明出来,但其形象竟然在3000年前的古埃及的壁画中出现。

梦想伴着航模飞在世界历史中,不少远古民族在发展语言和文字之初,均以壁画记载历史。出现在庙宇中的浮雕,也应该是古埃及人用以记载某一件事或表达某一种意思的方式,但3000年前的人可以预言到今日的文明产物吗?在3000年前,即使是外星文明曾经降临过古埃及,当时的人亦未必有直升机和潜艇这些概念。并且,如果壁画内的“UFO”是外星人的,又为何要与现代文明的飞机画于同处?

1898年,有人在埃及一座4000多年前的古墓里发现了一个与现代飞机极为相似的模型。这个模型是用当时古埃及盛产的小无花果树木制成的,有31.5克重。因当时人们还没有飞机这个概念,便把它称为“木鸟模型”。这个模型现在放在开罗古物博物馆第22室,编号为“物种登记”第6347号。直到1969年,考古学家卡里尔·米沙博士获得特许进入这个博物馆的古代遗物仓库,才发现了这许多飞鸟一样的模型。这些飞鸟模型有个共同特点,即都有鸟足,形状半人半鸟,而这个模型除了头有些像鸟外,其他部分都跟现在的单翼飞机差不多;有一对平展的翅膀,一个平卧的机体,尾部还有垂直的尾翼,下面还有脱落的水平尾翼的痕迹。

为了弄清这架飞机模型的本来面目,米沙博士便建议埃及文化部成立特别委员会进行专门调查研究。1971年12月,由考古学家、航空史学家、空气动力学家和飞行员组成的委员会开始了对这架飞机模型的确认研究。经鉴定,专家认为,它具有现代飞机的基本特点和性能:机身长5.6英寸,两翼平直,跨度7.2英寸,嘴尖1.3英寸,机尾像鱼翅一样垂直,尾翼上有类似现代飞机尾部平衡器的装置。尾翼除外形符合空气动力学要求外,还有反上反角的特点,使机身有巨大的上升力。机内各部件的比例也很精确。只要稍加推动,还能飞行相当一段距离。所以,一些专家们断定,这绝不是古埃及工匠给国王制造的玩具,而是经过反复计算和实验的最后成品。后来在埃及其他一些地方,考古学家又陆续找到了14架这类飞机模型。

更奇怪的是,在南美洲的一些地方,也发现了一些与古埃及飞机模型极为相似的飞机模型。在南美的一个国家地下约780英尺深的地方,挖出了一个用黄金铸造的古代飞机模型,跟现代的B-52型轰炸机十分相像。据科学家们分析,这架飞机的模型不但设计精巧,而且具有飞行能力。美国纽约研究所的专家们在为这架古代飞机模型作过风洞试验后,绘制了一张技术图纸,这张图纸把古代飞机模型的概貌描绘了出来。1954年,哥伦比亚共和国在美国的博物馆展出过古代金质飞机的模型。后来在南美其他国家也陆续发现过这类飞机模型。

埃及与南美之间的飞机模型之间有什么内在联系吗?是埃及人曾经架机飞到过南美洲吗?既然4000年前的人已经发明了飞机,可为什么直到1903年才有了世界上第一架飞机呢?古代人是凭借什么手段制造了飞机呢?如果这些谜都解不开,人们就只好把这件事归结为外星人所为了。西方有些人就认为:几千年前的人根本不可能制造出飞机,这些飞机模型,都是外星人在地球上留下的制品。

知识点UFO

UFO全称UnidentifiedFlyingObject,意为“不明飞行物”,又叫幽浮。UFO一词源于二战时期目击到的碟形飞行物,虽然UFO不全是碟形,也有其他形状,但是毕竟还没有任何文献资料能够明确定义飞碟,在飞碟被明确定义之前,它属于UFO。在中国古代,UFO又叫作星槎。

20世纪以前较完整的目击报告有350件以上。20世纪40年代末起,不明飞行物目击事件急剧增多,引起了科学界的争论。持否定态度的科学家认为很多目击报告不可信,不明飞行物并不存在,只不过是人们的幻觉或是目击者对自然现象的一种曲解。持肯定态度者认为不明飞行物是一种真实现象,而且正在被越来越多的事实所证实。

载人飞船带动航模热

20世纪50年代的“航模热”曾让无数青少年着迷,使他们产生了强烈的求知欲,带给他们许多欢乐。进入新世纪以来,中国载人飞船“神舟五号”、“神舟六号”、“神舟七号”和探月卫星“嫦娥一号”的发射,以及关于研制大飞机项目沸沸扬扬的讨论,再一次引发了青少年对学习天文知识、了解航空航天技术的兴趣。航空航天书籍因此受到了更多的关注,商店里航空模型的销量也越来越好。

商场内,为孩子购买望远镜、航模等商品的家长增多。模型专卖店里,时不时会有家长为孩子询问、购买航模,其中孩子们最喜欢的是飞机模型、飞船模型和火箭模型。据报道,在“神五”发射期间,北京王府井书店共进了2003个“神舟五号”载人航天飞船模型,其中一款比例为1∶40的模型,虽然每个售价高达1000多元,但上市第一天就卖了100多个;比例为1∶80,售价500多元的模型几天就卖了100多个;而一款售价450多元的小型模型三天就卖得只剩下20多个。北京万通新世纪商场的航天玩具和模型比平时卖得要好上3~4倍。

“神舟五号”飞船模型在同期举行的第十一届深圳国际玩具及礼品展览会上,众多玩具、模型生产厂商趁势推出的多款惟妙惟肖的“神五”模型引发了航模大战,小小“神五”模型竟被炒至千元。据现场参展商说,此类产品以实物仿真模型居多,采用持久耐蚀的金属材料,做工精细,他们在开幕之前才赶制出来的“神五”模型是他们此次参展的主要作品,展览期间出奇地行销,其市场价已被商家由五六百元炒到千余元,买家多将“神五”模型当高档礼品送客赠人。展出期间,各参展商获得的“神五”模型订单在众多玩具中创新高。

展馆里的“神舟五号”返回舱

随后“神六”“神七”以及探月卫星“嫦娥一号”的发射,同样刺激了潜力巨大的航模商机。而在这巨大的航模商机背后,则是人们无限的求知欲和青少年高涨的科技探索热情。2004年春节期间,中央电视台《东方儿童》栏目制作的“陆、海、空模型竞技赛”节目连续播放了十二天,小选手们精湛的操纵技艺深深吸引了无数观众。其中来自深圳石岩公学的航模队队员周志荣,玩航模居然还玩出了国际发明奖。

据石岩公学航模队教练员莫春荣老师介绍,周志荣在训练时发现,模型飞机在刮风、干扰、超控的情况下很容易失控,为此丢了不少飞机。是否可以在飞机模型上加个摄像头,使丢失的模型飞机更容易寻找呢?他自己动手找来接收机和发射机进行试验。开始找的接收机只能接收10米左右的距离,远远达不到一般模型飞机飞行的距离。于是他又对接收机进行改进。安装摄像头可以追踪飞机,可一旦遇到强风,飞机还是容易飞出追踪范围。

在莫春荣和罗凡华老师的指导下,周志荣通过视频监控解决了这个难题,并由此研制成功了可摄像易追踪的遥控模型飞机。这项发明前不久分别获得第二届“广东省少年儿童发明奖”二等奖、第四届“宋庆龄少年儿童发明奖”和“第五届中国国际发明展览会”创造发明银奖。

可见,航模带给我们的不仅是商机和乐趣,还有进行发明创造的机会。

知识点“神舟五号”

“神舟五号”载人飞船是“神舟”系列飞船之一,是中国首次发射的载人航天飞行器。飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成,总长8.86米,总重7840千克。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。

2003年10月15日09时00分,负载着“神舟”五号的长征2F火箭发射到近地点200千米、远地点350千米、倾角42.4度初始轨道实施变轨后,进入343千米的圆轨道。09时10分,船舰分离,“神舟”五号载人飞船发射成功,飞船以平均每90分钟绕地球1圈的速度飞行。

这次的成功发射标志着中国成为继前苏联(现由俄罗斯承继)和美国之后,第三个有能力独自将人类送上太空的国家。

令人欲罢不能的航模

一架翼展6米的黄色飞机在空中摇摇晃晃,艰难地转了一个身,忽然机身失去控制,在做了几次徒劳的拉起努力之后,一头栽进跑道旁的草地里,机身机翼断成几截。

两架只有普通饭桌大小的飞机并排起飞。一架名叫“终结者”,另一架是“美国空军二号”。几乎在同一瞬间,两架飞机蹿上蓝天,都拖着一条6米长的纸质尾巴。两架飞机上下翻飞,忽然“终结者”一个漂亮的转身,将“美国空军二号”的尾巴齐根截断,空气中传来令人心惊胆战的“空战”中的航模“嘭”的一声。

一架直升机试图用自己的起落架把一个篮子挑起来,一次、两次,它终于挑起篮子,同时被里面一个只有半斤重的维尼熊压得微微下坠,空气中,一团黑色的刺鼻烟雾弥漫开来。直升飞机把篮子轻轻放回到桌子上,然后向空中飞去。

它们不是真正的飞机,它们是航空模型。

我们中的绝大数人一辈子可能都没机会开飞机,也没富有到能拥有私人飞机,而法规限制让学习飞行更是难上加难,当然更重要的是,只要飞就有风险。

但是哪个年轻人没有飞行的梦想呢?小时候玩纸飞机,能不能飞、飞得漂不漂亮要看风帮不帮忙。而手拿遥控器操纵模型飞机翱翔天际,即使无法真的从上空俯瞰世界,但其中乐趣一点也不比开飞机差。遥控模型,不但轻易实现了人们飞上蓝天的梦想,喜欢动手的人卷起袖子改装一番更能满足技术狂人的机械瘾。

双桨电动遥控直升机对许多遥控飞机迷来说,享受翱翔天际的感动,是其他遥控模型所没有办法带来的乐趣。玩遥控飞机其实并不难,只要天气状况许可,找个合适的场地,就能当个飞行员,快乐地飞上蓝天。就像很多玩家所说:“想圆小时候的飞行梦,开不到真飞机,玩遥控飞机一样过瘾!”

其实不止于此,玩航模还是一项投入不菲的昂贵爱好。最贵的喷气式飞机模型达到30万元,这个数字能够买下一辆中级轿车,但轿车能用10年,而模型机却有可能在3秒钟内摔个粉身碎骨。就连一架最简单的“小天鹅”也要几百块钱,入门练习机1000元左右,想玩得有意思一点,做个特技机三五千元尚属低档,直升飞机模型就要几万元。

但就是这样一项昂贵的爱好,却也让无数人欲罢不能。在日本有上百万的航模爱好者,每个周末聚集在高速公路桥墩下飞航模。日本有一本全球发行的专业航模月刊,每期300多页,其中文章只有100多页,模型厂商广告200页,每张彩页广告费高达1万美元。美国AMA航模协会有16万~20万会员,会员一年交上53美元会模型教练机的一种费可以免费得到一年的杂志及一份模型保险,保额最高达到200万美元。美国有十几家航模杂志社,家家经营状况良好;航模飞行教练每小时收入60美元。

在国内,航模爱好者的队伍也在不断扩大中。除了享受亲自操控模型飞机在空中自由飞翔、攀爬、悬停以及在即将坠机的一刻奋力拉起的奇妙感受之外,很多人已经不满足于量产模型的平庸,他们更愿意静静地坐下来自己动手改造,在动手和动脑中感觉航模带来的特殊魅力。玩航模也因此带给他们更多的乐趣和人生体验。

2009年第1期书影中央电视台《艺术人生》的主持人朱军也是航模发烧友。他依照《航空模型》上刊登的步骤将一台电脑的光驱改造成了航模的无刷电机,飞行表现稳定。得过数届中国航模遥控特技飞行冠军的段志勇说,航模让自己交到了很多朋友。1999年他与十几个航模爱好者在北京大兴飞行,因为跑道上石子太多,经常把飞机撞坏。于是,大家集资8万元,铺了一条120米长、20米宽的沥青跑道。每次飞行之后大家就在跑道上烧烤,拉开一张大布挂在小山底下,用自带的发电机和投影仪放电影,有时还开车到河南、山东,与当地的爱好者一起飞。