□徐 娜

第一架载人多旋翼直升机

□徐 娜

2011年10月30日，在德国一架刚研制并首飞成功的多旋翼直升机，居然有多达16个旋翼。它是世界上第一架载人多旋翼直升机。这样，16个旋翼中即使有多个旋翼出了故障，直升机依然能安全飞行……

大家都看过普通的直升机，然而我们从未见有多个旋翼的直升机。最近，德国的一个研究团队打造了一架多旋翼直升机，居然有多达16个旋翼。

多旋翼直升机更安全

我们知道，直升机是没有明显的机翼的，其起降、飞行全靠机身中部的那个很大的旋翼。依靠这种设计，直升机便有了许多独特的优势，比如空中悬停、低空飞行和垂直降落。但是，旋翼的旋转力会令机身打转。为了平衡这种旋转力，常在直升机的尾部安装一个与主旋翼旋转方向成90度的小旋翼。实际上，这就给机身加长了长度，这样不仅增加能源的耗费，还会影响飞行员对位置的判断，常常因为尾翼挂到空中物体（如树木、电线等）而坠毁。在战争中，长长的尾翼也容易遭受攻击。

研究人员为避免尾翼给直升机带来的麻烦，开始探索多旋翼飞机。目前已经发展成熟的是双旋翼飞机，即在垂直方向或者平行方向安装两个水平且旋转方向相反的机翼，可以让直升机平稳飞行而且升力加大。

然而，双旋翼也存在安全问题，如果一个旋翼失灵，直升机也会打转而坠毁。于是，德国机械工程师斯蒂芬·沃尔夫等3人组成的研究团队，希望开发出用多翼来增加安全系数的直升机。

经过多次试验，斯蒂芬认为16旋翼最为安全。因为他们设计的原型机被分为4组旋翼并按照4个方向均匀分布，且每个方向有4个旋翼。这样，16个旋翼中即使有多个旋翼出了故障，直升机依然能安全飞行。不过，安全的前提是每个方向上至少有一个旋翼没有坏。这样一来，就可以大大提高直升机的安全系数。为了保持机身的平衡，某个旋翼坏了，对称方向上的那个旋翼得关掉。当然，如果直升机只剩4个旋翼了，则直升机升力大大降低，必须尽快找到安全的地方降落。

多旋翼直升机更环保

多旋翼直升机令电力作为能源将变得可能。

在传统单翼或双翼直升机中，若要采用电力能源，则必须采用大功率发电机，但目前的电动发电机还难以输出这么大的功率。而采用16旋翼的构造后，则旋翼可以设计得较小，各单元所需要的动力也低得多，因此可以采用电动发电机提供动力。

尽管16旋翼直升机中的每个旋翼所需动力较小，但是目前的各种电池自重大而容量低，以致电动多旋翼直升机还不能进行长途飞行。在2011年10月30日的首飞载人试验中，他们派出三人团队中唯一的女性托马斯·森科尔担任飞行员。尽管托马斯的体重比两位男性工程师的体重要小得多，但这架电动直升机带着她飞行20多分钟后，还是耗尽了能源。

工程师亚历山大·左塞尔负责电机部分的开发。他认为“要让多旋翼电动直升机变得更加实用，需要开发高容量的轻便电池”。

相对于燃油直升机，电动直升机的环保性能更优越，不仅低碳，而且噪音小。燃油直升机的噪音很大，而电动直升机就显得安静得多。尽管有16个螺旋桨呼啦啦地转，也只相当于16台家用电风扇发出的声音。首飞后，驾机员托马斯说：“我们的原型机还很简陋，根本没有机舱，我暴露在16个旋翼的中间，但我还是觉得所听到的只是呼呼的风声，基本上没有那种刺耳的电机声音。”

未来的发展趋势

虽然此前也有不少直升机爱好者在制造多旋翼飞机，但大多是无人飞行，成功的载人飞行这还是第一次。16旋翼直升机试飞那天来了不少普通观众，也引来了一些飞机制造商。

这架直升机载着托马斯在10米的低空飞行，20多分钟内飞行了50千米。一家飞机制造厂的工程师贾德森表示：“他们制造的直升机很粗糙，离实用还有很大一段距离。但是，对业余爱好者来说，已经很不错了。”

斯蒂芬对16旋翼飞机的前景十分看好。他认为：“任何发明，在初期都是很粗糙的，但是只要有足够的开发资金，我们就能够做得比较完美。”斯蒂芬相信，安全环保的多旋翼直升机可能成为未来私人飞机的发展趋势之一，因为这种飞机操作简单，造价较低，能源成本也低，比较适合对速度要求不太高的个人用户。