张茜

我曾经做过一项问卷调查——如果你有一项新技能，你会选择什么？85%的人告诉我选择会飞。越神秘越向往，那么“飞”的背后究竟有什么奥秘呢。

其实我们从古至今从来不缺乏对飞行的想象。在中国古老的大地上，也出现了很多的飞行传说，比如敦煌壁画、嫦娥奔月、精卫填海、万户飞天、天马行空。还有我们小时候看过动画片，从脚底安装喷气喷射引擎就能一飞冲天的铁臂阿童木，到骑着扫把就能航空送快递的魔女宅急便，再到用氢气球就能环游世界的飞屋，我们从小就看了太多的飞行物和飞行模式，其中美国科幻电影里的超人也成了一代人心目中的偶像。他的飞行姿势也是让人过目不忘。超人在起飞的时候，自身独具反重力的内脏器官为其提供动力，因为在起飞到升空过程中不需要大幅度转向，所以他可以伸直一只手臂并握拳像方向舵一样调整前进方向，而另一只手则握拳置于腰间以保持完美的流线形态。还有的场景是超人两只手都握拳放在身体两侧，或展开一定的角度，再配合伸展的红色斗篷，使其身体呈现“前面尖、身体宽、双脚窄”的流线型“机身”，巧妙地减少了飞行的阻力，可以有利于平飞、上升、下滑这一类平稳运动。超人要想随心所欲地转向，就会将两只握拳的双臂同时伸向前方，像极了机身的左右副翼。比如使其左副翼向上，右副翼向下，那么左侧升力相比右侧较小，从而完成整体向左倾斜。

类似的飞行不胜枚举，而这一类在大气层内或者大气层外空间飞行的器械，就是所谓的“飞行器”。飞行器主要包括航空器，例如气球、飞艇、飞机等，航天器，例如载人飞船、人造地球卫星、空间探测器等，以及火箭和导弹共四类。首先介绍大国重器——导弹。导弹是一种携带战斗部，依靠自身动力装置推进，由制导系统导引控制飞行航迹的飞行器。其中战斗部用于毁伤目标，动力装置是推进导弹飞行的各类发动机，制导系统则控制导弹的飞行方向、姿态、高度，使导弹稳定准确地飞向目标。制导系统非常复杂，但是它的作用过程和一款游戏特别相似，就是“愤怒的小鸟”。小鸟相当于愤怒的导弹，往后拉弹弓的远近程度，可调节发射力的大小，上下移动鼠标则调节发射的角度，松开将发射小鸟。它们以自己的身体为武器，就像导弹一样去攻击敌人的堡垒，准确地打击毁伤。这种攻击策略就是制导方式。如果方法不合理，就会出现打不中甚至造成自身损伤的情况。

很多人分不清导弹和火箭，其实它们是传说中的“父子关系”。火箭是依靠火箭发动机产生的反作用力推进的飞行器。以前火箭还未成年，导弹和火箭是一家人，导弹无非就是制导复杂的火箭而已。但是后來任务复杂化，区分就相对明显了。把导弹分成战斗部和运载器两个重要部分来看的话，战斗部里可以装炸药，也可以装烟花，而运载器是用来把战斗部送向目标的飞行器，可以是火箭，也可以是其它类型的飞行器。的确，从一般意义上来讲，既然运载火箭能发射卫星，那也就能发射导弹，因为相关技术是相通的。但是，运载火箭和导弹有一个最为显著的区别，那就是一个往天上轰，一个往地上打，根本任务是不同的。

说到飞行器，不得不提航空航天，其中关键在于是否有“空气”。首先要区别大气层内和大气层外。虽然我们每天都被空气包围着，但因为太习惯它的存在，而常常忘记它的特点。航空总是借助空气的力量，即在大气层内，比如飞机利用机翼来穿过空气产生升力实现飞行，气球借助空气产生浮力从而漂浮在空中。而航天飞行在大气层外，也就是没有空气的空间里，因此这些飞行器不但不能借助空气进行飞行，还比较讨厌冲出大气层过程中空气带来的各种问题，比如空气产生的阻力。从这个差异展开，航空利用能吸入空气的发动机作为动力，航天自带产生动力的燃料和所需氧化剂。

现在市场上有很多飞行模拟软件，包含众多的机型，有轻型的私人飞机、重型的商业客机、军用的战斗机、运输机以及各种类型的直升机，而且几乎涵盖了全球的地景。让喜爱飞行的人可以以第一视角感受飞行。但如果操作不当的话，模拟的视频中会出现完全褐色和红色的现象，这就是飞行中发生黑视和红视的危险状况。飞行员向后拉杆，飞机向上方转弯时，飞行员承受的是正过载；向前推杆，飞机机头向下转时，飞行员承受的是负过载。当飞行员承受的正向过载太大时，人体的血液会向下流，眼部则缺血，看不见东西，即为黑视。黑视也是晕厥的先兆，对飞行安全危害较大。如果负过载太大，血液往头部涌，眼睛充血，则会产生红视。飞行中要尽量避免此类危险操作。

纵观人类的飞行史，我们对飞行的最原始想象是来自鸟类的自由翱翔，大自然总是源源不断地带给我们启示。而自然界和科技又惊人的异曲同工，于是现在有了仿生学的全新思维，技术人员在设计新型飞机时，可以从自然界获得更多的灵感。飞机的机翼在飞行时与鸟类更相似，就像鸟类展开羽毛一样。鸟类可以通过改变翅关节的角度以变换飞行特征，新型飞机也可以做到，其适应能力和滑行姿态都比传统飞机更好。而自然生物似乎更胜一筹，在不断的演化中，鸟类的大脑演变为一个高速的控制系统，相当于一个可以实现复杂运算的机载电脑，可以不断地进行快速调整，改变翅膀的形状和角度，因此，鸟类拥有惊人的反应速度。科学家利用风洞研究鸟类飞行的特点，不断调整翼翅的组合效果，以及进行不计其数的飞行试验，也许这正是仿生的乐趣所在吧，不再墨守成规，而是跳跃到新颖奇特的创新思维中，寻找更佳的飞行效果，完成自然选择的又一项创新。