形形色色的单人飞行器

 

 

 

航空器，大都是从单人使用开始的。随着技术发展，相当多的航空器都有了可供多人使用的产品。也有极少一部分，始于单人，止于单人，几乎没有成为多人航空器的可能，这就是标题所界定的夹缝中的单人航空器。

 

一、翼装

 

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翼装飞行

 

翼装，也称飞鼠装。翼装飞行，属于无动力滑翔。1912年由法国人最先提出，20世纪90年代在美国率先实现，位列世界十大危险极限运动之一。

 

翼装飞行主要得益于其特有的翼膜结构，即在腋下和双腿间的冲压式膨胀气囊，由高密度尼龙材料制成。翼装运动员在跳离高台后，张开手脚便能展开翼膜，于是像飞鼠一样，利用空气阻力，在减缓下降速度的同时形成向前飞行的动力，利用身体摆动，准确地转弯以及控制飞行的方向和速度。理想条件下，飞行员最终将达到约160公里/小时的前进速度和50公里/小时的下落速度，即在每下降一米的同时前进三米，滑翔比3。在接近地面一定高度时，打开降落伞安全着陆。

 

2011年翼装飞行进入中国，从2012年开始，张家界天门山成为世界翼装联盟的翼装飞行世界锦标赛的固定举办地，目前已经成功举办了8届。

 

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喷气动力翼装

 

2014年，瑞士退役战斗机飞行员伊夫·罗西发明了喷气动力翼装飞行器，最大飞行速度达到了350千米/时。

 

2021年6月2日，国家体育总局办公厅发布通知，暂停翼装飞行等管理责任不清、规则不完善、安全防护标准不明确的新兴高危体育赛事活动。

 

二、翼伞

 

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翼伞飞行

 

翼伞，1954年由法国人D.C.贾必特发明，当初主要用于航空体育运动，目前还广泛运用于飞行表演、广告宣传、边防巡逻、景点娱乐等。

 

翼伞，有上、下两个翼面，中间连有保持翼型的肋片。伞衣前缘开有切口，便于空气进入形成翼型气室。肋片上开有通气孔，便于各气室间空气流通，保证伞衣迅速充气和各室压力均衡。由于伞面张开后形同机翼，故名翼形伞，简称翼伞。根据工作原理，也称冲压式翼伞。

 

相比于传统的方形、圆形和蝶形等降落伞，翼伞主要靠翼型升力平衡重力，而前者完全靠空气阻力平衡重力，因此在相同的投影面积条件下，翼伞可以获得更好的减速降落效果。

 

翼伞还可用于滑翔，这也是其优越之处。通过改变翼型伞面的迎角，可以控制飞行高度和飞行速度。通过下拉一侧的后缘可以改单侧迎角，或关闭一侧的外侧进气口可以改变这一侧的翼型，从而控制飞行方向。因此，翼伞还被军队用于特种作战。

 

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动力翼伞

 

通过加装动力小车或背负动力装置，就形成了动力翼伞，具有更强的空中机动能力和更广泛的任务适应能力。

 

三、三角翼

 

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三角翼飞行

 

三角翼，也称滑翔翼。1984年起源于法国，流行于欧美，1998年进入中国。

 

三角翼，由翼面、龙骨、三角架、操纵架、吊袋等组成。翼面靠龙骨、三角架维持形状。起飞时，沿着合适山坡，逆风下跑，三角翼与气流相对运动，一旦产生足够升力，即可离地升空。飞行时，飞行员吊挂在三角翼下方，由吊袋包裹，俯式飞行。操纵架上的横杆用于调整身体重心，实现飞行控制：前推横杆重心后移，减速；后拉横杆重心前移，加速；右推操纵杆重心左移，三角翼左转；左推操纵杆重心右移，三角翼右转。

 

只要装备不发生意外，三角翼是一项很安全和深受欢迎的时尚运动。在美国，三角翼的重大事故率不到千分之一。

 

目前，美国联邦航空管理局（FAA）确认的三角翼滑翔的世界纪录最远480公里、最高6000米。

 

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动力三角翼

 

与翼伞相类似，通过加装动力小车，就形成了动力三角翼，时速可以达到150千米/时，从而具有更强的空中机动能力和更广泛的任务适应能力。

 

四、飞行背包

 

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美国JB11喷气式飞行背包

 

飞行背包，是一种穿戴式飞行器，靠喷气反推克服重力，实现升空。1928年在科幻漫画中首次出现这一概念，1960年美国人将它变成了现实。此后一直在不停地发展和完善中，不少国家都有自己的项目。目前，最新报道是美国的JB12喷气式飞行背包，与已经公开的JB11相类似，采用6台微型喷气式发动机，最大推力2.34千牛，总重量48千克，最大飞行速度193千米/时，最大续航时间15分钟。

 

飞行系统（包括人与飞行背包）的重心位于推力合力的作用点以下，飞行系统具有天然的稳定性。如果飞行系统重量按100千克计算，飞行背包的最大推重比大于1.6，系统可以轻松升空。升空后，通过改变微型喷气式发动机的推力大小或喷气方向，即可改变系统的飞行姿态或飞行方向。

 

飞行背包走向实用面临的主要问题，一是售价过高，单价40万美元；二是续航时间太短，任务半径有限；三是噪音过大，影响军用。

 

五、飞行滑板

 

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飞行滑板

 

飞行滑板，是法国人弗兰基•扎帕塔发明的，2016年首飞，2018年获得法国政府的飞行许可。

 

飞行滑板与飞行背包同属于喷气动力飞行器，依靠喷气推力克服重力实现升空，同时也用于克服阻力推动系统前进，还用于飞行控制。二者的性能参数也大体相当，飞行滑板装有四台微型涡轮喷气发动机，总功率1000马力，飞行滑板自重20千克，标准燃油背包47千克，飞行者及其装具重量按100千克计算，最大飞行高度3000米，最大飞行速度为190千米/时，最大续航时间10分钟。

 

二者的最大不同在于喷气动力的位置，由此带来了稳定性的不同特点。飞行滑板位于脚下，静稳定性明显不如飞行背包。但是，飞行滑板采用了类似于地面平衡车的动态平衡方式，在飞行过程中用传感器感受人体的重心变化，通过控制电路适时改变喷气发动机的喷射角度和功率大小，保持或改变飞行滑板的飞行姿态，从而维持了动态平衡。例如，飞行者前倾，飞行踏板加速，使其恢复直立；反之，则减速。飞行者左倾，飞行踏板左转，也使其恢复直立；反之，右转。这就简化了飞行踏板的控制，也提高了控制的灵敏性。说到底，飞行踏板的平衡与控制类似于手托立杆，要使立杆不倒就必须在运动中保持其平衡，这在物理上就是倒立摆。

 

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扎帕塔推出的容易飞

 

早期的飞行滑板的操纵还是有难度的。为了将飞行滑板推向大众，2018年推出了升级版，Flyboard Ezfly！Ezfly就是Easy Fly的缩写，译成中文就是容易飞。主要改进是增加了两只操纵把手，简化了控制，提高了安全性。这就更像地面平衡车了，有人干脆叫它空中平衡车。据说经过一天的训练，大多数人都能上手。

 

飞行滑板面临的主要问题与飞行背包相同，一是售价过高，单价30万欧元；二是续航时间太短，任务半径有限；三是噪音过大，影响军用。

 

单人航空器的诞生与发展，为公众参与航空、体验航空、享受航空提供了更多选择，其自身也在这个过程中不断完善，并寻找新的发展机遇。可以预期，伴随着人们生活水平的提高和航空技术的发展，单人航空器一定会有新的更好更大的发展。