http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2010-10-30
要在山梁上安装一台风力发电机,怎样把这大家伙运上去呢?修条路吧,成本太高;动用重型直升机,载荷有限(汶川救灾中大显身手的直升飞机巨无霸米-26,有效载荷也只有20吨)。这种限制甚至影响了大型装备的设计,它们往往做成可拆卸的,拖运到位后再组装起来。
澳大利亚航空制造业者Skylifter宣称已找到运送超大结构的可能方案。这是开发中的飞碟形状的充气飞艇,能将重达150吨的载荷垂直吊起,运送2000公里的距离安放到位,时速最高可达83公里。风电机、赈灾中心、乡村医院等建筑物能整体运到偏远地区。
飞艇长得像飞碟,意味着它“不讲究方向性”,风从哪方来对它的影响不大。负载的装卸变得简单,这在风力变幻无常的地方特别重要。碟形的气囊相对扁平,风帆效应弱于圆形气球,使它更容易驾驭;扁平外形起到降落伞的作用,使下降平缓、更容易控制。
另一项创新是,Skylifter弃用了传统螺旋桨,改用福伊斯-施奈德推进器(VSP)。它桨轮中的叶片不是平直的,而是水翼形的。旋转加速时推进力增加;改变叶片的角度能改变推进方向。因此VSP能同时完成驱动和掌舵两大任务。计划用数个推进器控制飞艇的水平运动;并在气球内安装浮力控制系统,操纵飞艇升降。
最后,控制舱悬挂于下方,距离气囊相当远;容纳引擎、传动和水回收系统的轮机室也放在这里。因此,飞艇的整体重心下移,稳定性大增。飞行时调整压载物,使总重量略大于飞艇产生的浮力,再由VSP提供垂直方向的推进,完成飞艇的升降,下降不需要动力。
SkyLifter注重环境足迹最小化,着意将碳排放和燃油消耗减到最少。飞艇使用(生物)柴油并采集太阳能发电来驱动。上表面覆盖的电池阵列永远面对太阳。如果条件允许,飞艇也能借风飘浮,仅以太阳能驱动生命支持、航空电子和基础系统。由于动力只用于水平推进,不用于升高,它每吨/公里的费用格外便宜,可与公路运输媲美。
有趣的是,作为轻于空气的航空器,它完全可以在整个生命周期一直在大气中漂浮,不要求锚地。而一旦安排返回地面,它先在着陆点空中停留,再垂直降落,不使用跑道。
Skylifter规划了从小到大的试制系列,眼下完成的是充氦的遥控测试版Betty,用以演示基本工作原理。它的直径只有3米,负荷0.5公斤,还是用传统螺旋桨驱动。放大到18米的Vikki已成形,等待安装VSP推进器试验升空。Skylifter计划在处理23米的无人操纵版Nikki后,在3年中建造标准尺寸(150米直径)、有人驾驶的样机Lucy。如果Lucy进展顺利,应能展现工程师们现在描绘的场景:
直径25米的标准建筑物,只要重量在150吨以下,结构上有适当的悬挂点,就可以用Skylifter飞艇直接吊起,安放到目的地。
比如预制的救灾医院,能跳过受阻或拥堵的运输通道,直接送到灾祸地点;回程则可疏散多达1200位伤员。运送物资则可一次递送15万公升饮用水,不需要准备空投场地,更不需要地面人员冒险在补给路径上奔跑。
用于施工,典型的用途如铺设管道、安装风电机、架桥安塔。SkyLifter最大的优点在于预制部件可以做得更大,将更多的工作放在制造厂完成,节省材料、费用和时间。
当然,也得为有闲一族们服务一下,飞艇可以将滑雪屋、丛林休闲公寓等度假设施整体吊装到山顶崖边、密林空地,让人们尽情享受。凌启渝
[新民晚报]