在前不久的葡萄牙杯开球仪式上,一位工作人员如同绿魔一般,绕场飞了半周后稳稳落地,将球给到主裁判手中。在这时髦背后,可不仅仅是单纯的惊鸿一瞥,这可是几代人的梦想,也是游戏玩家的“有生之年”情怀之一——单兵飞行。
在北京时间5月30日凌晨举行的葡萄牙杯决赛中,本菲卡2-1击败吉马良斯,史上第11次完成双冠王伟业。然而,全场比赛最吸引眼球的并非球员,而是一位“飞天球童”。
开球仪式上,一位工作人员如同绿魔一般,绕场飞了半周后稳稳落地,将球给到主裁判手中,这个视频马上火遍网络。
视频中球童乘坐飞在空中的旋翼平台,腾空飞跃球场后落地,时髦值可谓破了十八层表。但在这时髦背后,可不仅仅是单纯的惊鸿一瞥,这可是几代人的梦想,也是游戏玩家的“有生之年”情怀之一——单兵飞行。
提起单兵飞行,最著名、最经典的当然是《红警》系列出现的火箭飞行兵,不过它并非幻想,在历史上早就有其原型,就让我们从头说起。
在二次大战中,空降兵显示了惊人的战略、战术优势,快速部署战斗力量是任何一位指挥官的梦想,但其成本也很高,例如电视剧《兄弟连》里就有对空降惨烈而写实的描绘。鉴于此,各国军方都开始思考各种更有效更多面的空运手段,单兵飞行结合了空军运输与陆军摩托化的概念应需而生。
早先的单兵飞行器诞生于1955年,其实和今天视频中的平台十分相似,由史丹利·希勒设计开发,基础原理也差别不大。想腾空而起,必须战胜地球引力,当时最直观、效率、可行的方式,就是用螺旋桨了,而这也是初代飞行器的选择。此外,初代飞行器还验证了一个重要理论,就是旋翼(动力单元)要放在操作者下方。
何以如此?因为单兵飞行器原本期望靠人类自身的平衡来控制方向,如果是蓝胖子的竹蜻蜓类型,旋翼在操纵者上方,当需要停下时,操纵者要向前倾才能制动,这显然与人类习惯相悖,不仅危险也增加了训练成本,如果旋翼在操纵者下方则与习惯一致,非常科学。
当然,初代飞行器的缺陷也非常科学。
首先是极不理想的速度。受制于年代技术,单人能携带的发动机功率有限,飞起来已经很努力了,移动速度自然很惨。每小时只能飞三十多公里,不仅完全赶不上每小时六十公里起步的摩托兵,飞在半空更是一个完美的靶子,任何稍有训练的步枪兵都可以游刃有余的对付飞行器,想想《守望先锋》里十八个黑百合阴在各种角落怼双飞组合是个啥感觉。
再有,就是不安全的形态。由于旋翼放在操纵者下方,虽然有栏杆等防护措施,但操纵者还是会受到重力和吸力的双重作用,极易卷入比绞肉机还凶的旋翼,看着就疼想着就虚。更别提旋翼也很容易撞到地面等障碍物导致各种形式的事故,只能在开阔地使用的局限性了。
此外,还有从初代就一直困扰单兵飞行的问题,那就是平衡。由于单兵可携带的动力单元有限,长期以来单兵飞行的平衡都依赖于操纵者本人的生物力而非额外的副动力,这就很尴尬了,至少让普通士兵一边反复保持平衡一边瞄准射击是不太现实的。
且慢,说了这么半天都是旋翼,不是火箭飞行兵吗?是的,在旋翼式积累了足够的研究经验顺利的失败之后,火箭式才真正走上历史舞台,并且真正上了天,成了最接近幻想的存在,《红警2》的飞行兵也正是脱胎于此,连造型都很像。
虽然火箭背包于1961年成功验证了自由飞行,但是依旧问题成堆。比如,火箭比旋翼的动力强的多,但燃料也危险的多,含有毒性;更致命的是,火箭燃料续航时间很短,毕竟是大号烟花,作战半径无法符合其原始需求,甚至远低于需求,早期版只能在空中维持数秒,所以最终还是只能在游戏里出现了——想想《红警2》的飞天小人过一阵就会掉下来或者必须机场补充燃料是个什么景色,相比之下到了《星际争霸2》能够飞跃山崖的死神更接近于现实情况。
虽然火箭背包没有满足军方的需要,但由于其时髦值实在太高,所以出现在了一些意想不到的地方,比如,娱乐业。最著名的露脸就是在当年的《007》电影中,使用了真实的火箭背包演绎王牌特工詹姆斯·邦德逃出困境。此外,我们在视频中见到球童在球场上空飞翔并非首次,火箭背包流行的时代它也秀过一把。
尽管在初代火箭背包之后,其生父温德尔·摩尔结合喷气引擎技术推出了新一代单兵飞行器,并能使其具有三十分钟左右的续航能力,大为进步,且能够让任何常人轻易操纵,十分接近军方需求,但最终我们还是没有在现实军队中见到它——温德尔·摩尔不幸在开发半途心脏病发作逝世,项目顺理成章的冻结,真是令人扼腕叹息。
稍作安慰的是,火箭背包虽然在地球上不给力,但在地球外的航天事业却大放异彩,现实中的宇航员控制背包就来源于此,不知《红警2》月球关卡能造宇航型火箭兵的设计是否在致敬此事。
在相当一段时间里,各国都有继续对这一概念的研究,也有一些成果。比如曾成功实现的单人简易直升机,如图所示,但显然不够时髦就是个直升机而已。还比如单人直升机升级版,三人一体直升机!但这些都并非真正意义的单人飞行器(Suit),仍是一个载具(Vehicle),需要驾驶,这就像目前熊孩子常备的简易两轮电动车一样并无激动人心之处,因为人们真正期待的单人飞行器应该是自带轮滑想滚就滚的鞋子。
不过,单兵飞行概念也非一成不变,比如武装直升机的替换挂装,能够携带单个步兵的舱体设计,算是多层面空运士兵这一概念的延伸,不过这和单兵飞行还是差距较远,感觉这舱体要是加个推进器倒还差不多,看起来更像啥了…
技术的限制,并不会阻挡人类的梦想,虽然短期内没有质的突破,但总有人去努力挑战蓝天。随着电影、游戏以及其他文艺载体的逐渐兴旺,单兵飞行渐渐成了一个集合了科幻、工程学、交通等元素于一身的人类梦想。
单兵飞行作为一个传奇还登台过《流言终结者》节目,可惜即便是上天入地无所不能的亚当和吉米,仍旧印证了当时(2005年)技术上的瓶颈——动力单元不给力,甚至都无法升空,更没机会触及单兵飞行的其他问题。
近年,渐渐出现了较为成熟的一种“曲线救国”方式——喷水升天。喷水式能在发动机技术没有质的飞跃之前,通过集中解决推力问题,来模拟升空条件并研究其他相关问题。虽然并不是真正意义的飞天,动力是借助其他大功率地面设备提供,总要拽着几根皮管子走水,但藉由这种手段,飞行平台的平衡性问题可以同步发展,不被动力问题所碍。
动力问题总会解决,这是工程学发展的必然性。随着电动机技术成熟,电动机从只能跑跑玩具四驱车,装到了载人的自行车,甚至钢筋铁骨的汽车身上,在有限的体积内提供了越来越大的动力,且足够安全,自然是重量和体积上寸土寸金的飞行器极为理想的动力单元。
而平衡问题的妥善解决,来自于成熟的无人机飞控技术。常见的旋翼式无人机其实就是早期飞行平台的翻版,只不过把一个主旋翼拆成了若干个,这样的结构基于智能控制算法,通过调整不同旋翼的动力输出,可以抵御各种外来影响,维持相当平稳的飞行状态,拿来拍电影大片都丝毫不见屏幕抖动,自然有机会等动力够强以后放个人上去浪了。
于是,一路科技树点到这儿,我们终于见到单人上天这一梦想更靠谱的实现。也许不久的将来我们会迎来什么更了不起的事情,自动导航、立体影像,这个伟大的时代实现着各种幻想,“有生之年”列表上划掉了一行又一行,继续拭目以待吧。
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