摘要：飛行車的發(fā)展背景中看卻不實(shí)用的新兵器HZ-1Aerocycle發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)50年代到60年代，當(dāng)時(shí)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)開發(fā)了一個(gè)旋翼飛機(jī)的控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以由飛行員通過他的重心變化調(diào)整飛行姿態(tài)，并通過飛行員的自然反射動(dòng)作保持穩(wěn)定，當(dāng)時(shí)這...

飛行車的發(fā)展背景

中看卻不實(shí)用的新兵器

HZ-1Aerocycle發(fā)展于上個(gè)世紀(jì)50年代到60年代，當(dāng)時(shí)國(guó)家航空咨詢委員會(huì)開發(fā)了一個(gè)旋翼飛機(jī)的控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)可以由飛行員通過他的重心變化調(diào)整飛行姿態(tài)，并通過飛行員的自然反射動(dòng)作保持穩(wěn)定，當(dāng)時(shí)這個(gè)系統(tǒng)叫做動(dòng)覺控制。

具體的原理類似于騎自行車或沖浪板的力學(xué)原理，跟我們?nèi)缃竦钠胶廛嚥畈欢嘁粋€(gè)原理，當(dāng)時(shí)在測(cè)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這個(gè)概念在作戰(zhàn)環(huán)境下是有使用價(jià)值的，所以在當(dāng)時(shí)的國(guó)家航空咨詢委員會(huì)將這個(gè)測(cè)試和概念設(shè)計(jì)向社會(huì)公布之后，幾家飛機(jī)公司例如Bensen Aircraft、Hiller Aircraft和 de Lackner Helicopters開始使用這個(gè)概念進(jìn)行旋翼機(jī)的開發(fā)。

其中deLackner Helicopters公司開發(fā)的名稱為DH-4 Helivector單人飛行平臺(tái)旋翼機(jī)于1955年1月首次進(jìn)行測(cè)試飛行，測(cè)試的結(jié)果讓美國(guó)陸軍非常滿意，美國(guó)陸軍認(rèn)為可以通過這個(gè)飛行器建造一個(gè)與騎兵相同的空中騎兵部隊(duì)，因此美國(guó)陸軍就直接訂購(gòu)了12架樣機(jī)，并將其代號(hào)改為YHO-2，在隨后又改為HZ-1并給它命名為 Aerocycle，期待這種飛行器能成為運(yùn)輸平臺(tái)和控制偵查平臺(tái)。

研發(fā)的HZ-1 Aerocycle高度為2.1米、毛重206千克、空重78千克，整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常像如今的多旋翼單人飛行器。

大體結(jié)構(gòu)可以分成上部的載人區(qū)、動(dòng)力系統(tǒng)和底部的安全氣囊三個(gè)組成部分，在上部的載人平臺(tái)上，可以以站姿站立一名飛行員，飛行員的固定通過一個(gè)安全帶保護(hù)，安全帶僅僅是為了防止飛行員會(huì)掉入下方的螺旋槳上。

在中央基座飛行員的前方是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)框架和操作車把，車把是類似于摩托車一樣的車把，飛行員雙手抓握并通過上面的操作扭柄進(jìn)行調(diào)整轉(zhuǎn)子葉片的速度，也就是油門的調(diào)節(jié)，飛行員的腳前方是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)為一臺(tái)四缸水冷水星海事的20H舷外發(fā)動(dòng)機(jī)，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)能輸出40匹的馬力，動(dòng)力通過鏈條和皮帶傳動(dòng)輸送到正下方的兩個(gè)反轉(zhuǎn)旋翼上。

這兩個(gè)旋翼直徑都是4.6米，這套動(dòng)力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)121公里/小時(shí)的最高時(shí)速，一般巡航速度為89 公里/小時(shí)，搭配的3.8升燃油能提供24 公里的續(xù)航里程或者是45分鐘的滯空時(shí)間。

最大飛行高度為1500米，相對(duì)于單兵野外行軍速度來說，已經(jīng)是非?？斓牧?，但是飛行員裸露在大型高速旋翼上面，有非常大的安全隱患，稍微不注意就有可能會(huì)被旋翼削爛。

旋翼往下是四個(gè)固定支腿桿，支腿桿的端部有四個(gè)的較小氣囊，旋翼軸的正下方也有一個(gè)單個(gè)大氣囊，這些氣囊是起落架裝置。

當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)師的想法是這些氣囊可以讓飛行員在水面起降，并且還能起到一定的緩沖效果。

但是實(shí)際使用的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這個(gè)起落系統(tǒng)非常容易打滑，會(huì)讓起降很不平穩(wěn)，所以后續(xù)改成了傳統(tǒng)直升機(jī)式滑橇。

在控制飛行方面，HZ-1 Aerocycle采用的是駕駛員向所需的行駛方向傾斜來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)在試驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，如果一個(gè)人在半空中，受到一種他可以用腳傾斜來調(diào)整穩(wěn)定的力，可以比站在地面上更輕松地保持直立平衡。

并且如果出現(xiàn)失衡的情況，人會(huì)本能地進(jìn)行快速?gòu)澢_踝或膝蓋以保持平衡，如果這個(gè)平衡一直沒有保持住，而是一直有一個(gè)朝向一個(gè)方向的趨勢(shì)，那么就可以通過下方的推力實(shí)現(xiàn)空中滑行，也就是飛行者的重量和他腳下的等量推力之間的力學(xué)問題。

具體的操作是，當(dāng)飛行員的重量和旋翼推力沿著同一條垂直線作用時(shí)，這個(gè)飛行器就會(huì)處于懸停靜止的狀態(tài)，如果飛行員開始向前傾倒，這個(gè)時(shí)候他的重心就會(huì)向前移動(dòng)從而改變整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定，在上半身向前傾倒的過程中，飛行員的腳底、腳踝、腿和身體都能感覺到這種轉(zhuǎn)變，這個(gè)時(shí)候人會(huì)本能地做出反應(yīng)，此時(shí)飛行員會(huì)用腳趾向下壓，使自己向后傾斜。

傾斜之后會(huì)使推力線傾斜，從而實(shí)現(xiàn)飛行方向的調(diào)控，因此飛行員只要向他想要去的方向傾斜，并且保持這個(gè)傾斜的位置同時(shí)調(diào)整油門就可以實(shí)現(xiàn)朝向特定方向飛行了，這種原理目前已經(jīng)被大量應(yīng)用在噴氣式單兵飛行器上了。

除了身體控制之外，的HZ-1 Aerocycle的把手也可以進(jìn)行轉(zhuǎn)向調(diào)整，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)稍微減慢一個(gè)轉(zhuǎn)子的速度，因?yàn)殡p旋翼的速度不同會(huì)產(chǎn)生不同的扭矩，如果是在懸停飛行的狀態(tài)，飛行器會(huì)在原地旋轉(zhuǎn)，而如果是處于向前飛行的狀態(tài)，它就會(huì)像飛機(jī)一樣沿著平緩的彎曲路徑轉(zhuǎn)彎。

HZ-1Aerocycle在1956 年進(jìn)行了測(cè)試實(shí)驗(yàn)，在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)未經(jīng)訓(xùn)練的士兵可以在不到 20 分鐘的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作該飛行器，雖然上手容易，但是實(shí)際操控起來非常難，還有巨大的安全隱患，第一個(gè)是在地面飛行的時(shí)候，大尺寸的旋翼會(huì)揚(yáng)起地面的小石塊和其他碎片，而動(dòng)力系統(tǒng)和飛行員幾乎沒有任何保護(hù)，很容易造成車毀人亡的危險(xiǎn)。

第二個(gè)是翻轉(zhuǎn)的旋翼會(huì)發(fā)生嚙合和碰撞的危險(xiǎn)，當(dāng)時(shí)測(cè)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)在前進(jìn)傾斜的時(shí)候不能太大幅度，不然旋翼會(huì)直接嚙合和碰撞，當(dāng)時(shí)試飛的時(shí)候發(fā)生了兩次事故，都是因?yàn)樾砼鲎矊?dǎo)致飛行器立即失去控制造成墜毀。

還有就是如果在高空發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)故障的情況下，也很容易發(fā)生傾倒的危險(xiǎn)，雖然其大型旋翼的設(shè)計(jì)可以像直升機(jī)式一樣以滑翔的方式降落，但是士兵一緊張就容易讓平衡打破造成傾倒墜毀。

HZ-1Aerocycle的設(shè)計(jì)概念本身是具有價(jià)值的，這種方式比直升機(jī)更方便、更便宜，可以處理野戰(zhàn)聯(lián)絡(luò)、炮兵偵察、空中搜索和救援以及照片拍攝的任務(wù)，甚至還可以進(jìn)行精確定位炸彈放置、間諜運(yùn)輸和狙擊手密集部署的任務(wù)。

但是該飛行器控制系統(tǒng)和安全隱患太多，還無法滿足作戰(zhàn)的需求，所以在不久之后這個(gè)項(xiàng)目就被美國(guó)陸軍放棄，僅剩一個(gè)原型被保留在尤斯蒂斯堡的美國(guó)陸軍運(yùn)輸博物館中。