人力飞机

依靠人为驱动力的飞机

依靠人的体力驱动的飞机。人们曾模仿鸟类飞行试图制造出靠人力驱动的飞机。滑翔机的出现推动了这一研制活动的进程。20世纪30年实现了短距离的平飞。60年代以后人力飞机的空机重量降低到30千克左右．单位机翼面积上的载荷与一般鸟类相同。使得实现较短距离的人力飞行有了可能。1979年美国的“蝉翼信天翁号“人力飞机首次完成了横越英吉利海峡的飞行，平均时速12．7千米。

研发历程

人力飞机是依靠人的体力驱动的飞机。研制人力飞机比研制依靠发动机推动的固定翼飞机更具有挑战性，也更能体现人体的作用。飞机诞生不久，人们就开始研制人力飞机。他们将小型飞机改装成人力飞机，加装自行车传动装置，或者干脆在自行车上装上机翼和尾翼，实现了短距离的飞行。1935年，德国人海斯勒设计了一架类似滑翔机的人力飞机，它是第一架现代意义上的人力飞机，试飞时飞出了120米的距离，留空时间17秒。

20世纪50年代以后，随着轻型材料的进步和结构技术的发展，人力飞机的研制进入了一个新的发展时期。1961年11月，英国南安普顿大学研制的“南安普顿”号人力飞机完成了首次飞行，最远飞行了622米。这架飞机奠定了现代人力飞机的设计特点：采用大展弦比机翼、轻型材料、自行车加滑翔机的设计。此后，英国人又设计出“海鸭”号、“木星”号，后者创造了1000米的飞行记录。1966年日本人制成“红雀”号人力飞机。1976年，又设计制造了优良的“白鹤”号，并创造了飞行距离2093米的纪录。美国的人力飞机研制晚于欧洲和日本，但是成就却很高。1979年，美国人麦克里迪设计出“蝉翼信天翁”号人力飞机。同年6月12日，艾伦驾驶它成功地飞越英吉利海峡，历时2小时50分钟，飞行距离37千米，这次飞行是人类飞行史上的一次创举。目前，人力飞机仍然处于发展的初级阶段，可望在体育娱乐方面得到首先应用。

分类

自行车式

可以拿自行车改装，就在公路跑车上加一至两副薄板机翼与人体减阻整流罩。这样的人力飞机靠脚踩车轮加速前进，起飞后车轮悬空不再有效，“飞车”靠机翼在空中滑翔一小段距离后落地。这样的“飞车”在人力飞行的早期较多见，例如1921年法国运动员泡林“跳越”过十一米距离的那架，就是典型的自行车加前后薄板机翼的形式。

常规固定翼飞机

飞行原理类似于常规的动力滑翔机，专门用特种材料制作，为讲究效率设计得比较奇特古怪。一般有前后机翼与机身，靠人力踩动的螺旋浆推进起飞，故可以在起飞后继续飞行。比较成功的那架是美国人麦克格里迪设计的“蝉翼信天翁号”，它在1979年由自行车运动员艾伦驾驶，用两个多小时飞越了37km宽的英法海峡。

扑翼机

据说鸟类的扑翼飞行比较高效率，维持飞行只要常规飞行的十分之一的动力，最早的航空飞行器有许多都是扑翼飞行设计，所以早年也有人把人力飞行成功的希望寄托在扑翼飞行方式上。但人类对鸟类的扑翼飞行原理了解甚少，对于扑翼飞行的复杂化机翼更是没有经验，所以至今还没有能扑翼飞行的载人飞机上天，更不用说是靠人力的扑翼飞行。

旋翼机

其难度比常规定翼飞机要大得多，结构与操纵也比常规定翼飞机要复杂化许多。在常规定翼飞机横渡英法海峡的二十多年后，似乎还没有成功的人力旋翼机出现，真不知道当年徐正明的那架“飞车”是怎么搞出来的；也许只是拼命狂踩之下瞬间起跳了一点点的木制“跳跳虫”，但这也就令人很佩服很向往了。

动力结构

一般人在一分钟内可以发出的最大功率约1马力，在十分钟内可以发出的功率约半马力，这样弱小的动力骑自行车还马马虎虎，要想升空可是太难。一般人力飞机的动力结构很接近自行车，都是用脚踩方式出力，用链条传输动力。与自行车不同的是，常规固定翼人力飞机不靠车轮推动，而是靠螺旋浆推进飞机前进，因此链条传动系统还要有转向与变速机构。

人力飞机的飞行操纵与常规飞机原理相似，只是在具体结构措施上要讲究技巧。较成功的机型多采用气动效率较高的鸭式布局，类似滑翔机那样的操纵法。如果只是跳跃起飞滑行十几米的自行车式人力飞机，结构与制作会简单许多，操纵与试验也简单许多，甚至可以是将翼面固定到适中位置，能够在空中呈抛物线般地“冲”一下的地步就行。

起飞形式

跳跃式起飞

多是加了飞翼与整流罩的自行车，机身轻薄阻力小，人力拼命踩动车轮加速到较高速度时，拉起机翼滑离地面一段距离。因车轮离地后不再有推进作用，就靠机身的前进动能升空几尺，滑翔个十几米后落地。这类“飞车”在早期的人力飞机中比较多见。

蓄能起飞

海外早年有过，例如在脚踏上装橡筋带，或是在飞机上装有蓄电池与电动机，起飞时将人力事先储蓄的动能施放出来，以帮助飞机度过最困难的起飞阶段。这样做会使飞机结构复杂化，重量有所增加；若按想尝试飞行的现实来讲，还不如加只小发动机来得简单。

滑翔式飞行

机身特轻，滑翔性能特好，在短距离内用人踩车轮驱动“跳跃”离地，在高台上滑翔下来。其“飞行”距离不是靠人的力量，而是看高台的离地高度，或者是在山顶上。实际上这是一种靠人力“起飞”的滑翔机，有时干脆就在山坡上向下滑跑加速起飞。

常规飞行

飞机做得特别轻巧，机翼设计特别讲究，靠人力踩动推进螺旋浆，渐渐将飞机加速到起飞速度。这类飞机原理类似动力滑翔机，离地后可以继续飞行；只是设计与结构、材料非常特别，要迎合人类的弱小力量，外观设计也非常奇特，例如飞越英法海峡的那架便是。

型号举例

“信天翁”号

1979年6月12日清晨5时51分，一架人力飞机出现在英吉利海峡上方并成功飞跃而过。这架命名为“信天翁”号的人力飞机是由26岁的美国自行车运动员布莱恩·艾伦驾驶。飞机从福克斯——英国南部一座小镇起飞，降落在法国格里内角海滩之上。

这架飞机并没有尾翼，只有一对细长的机翼，翼展长约30米，飞机上没有发动机，靠的是一套脚踏机构，这套机构是用塑料链条传动的，通过链条带动机翼后面塑料制成的螺旋桨。而最初的动力就是飞行员的脚踏动力。

1978年，英国皇家航空学会宣布了新的克莱默奖——以10万英镑奖给第一架飞越英吉利海峡的人力飞机。重金之下必有勇夫，这才有了艾伦横渡英吉利的行为，此次飞行共计时2小时49分，航程37公里，全程距离海面的高度不到一米，可谓是惊险，不愧为航空历史上的一次奇迹。

墨子号

经民航局批准，“墨子号”于2011年3月底在奉贤海湾试飞并取得成功。当时飞行126米，腾起高度2.6米，航速7m/s，试飞者就是毛一青本人。从一般意义上讲，人力飞机目前还不具备商用价值，但它其中的一些技术却对今后制造太阳能飞机至关重要。‘墨子号’研发成功之后，下一步我们将着手研发由太阳能驱动的飞机。如果进展顺利，太阳能飞机将能在一定程度上取代通信卫星。

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