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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  不落地的飛機<
  那福忠 June 30, 2009
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   聽過不落地的飛機嗎?坐飛機不論長短都不是一件太舒服的事,為什麼要不落地、不落地怎麼繼續在空中飛行?為什麼有這種想法?美國國防部有一個簡稱 DARPA 的先進研究機構,自己不做事僅提供點子,仲介給民間機構去做。所做的事雖然是為了軍事目的,發展的技術轉到民用的也不少,前幾年的無人駕駛車輛競賽發展出來的技術,各車廠的新車種多少都帶有影子。DARPA 現在給飛機公司出了一道題,完全太陽能動力的無人駕駛、用作監視與通信的飛機,至少在空中五年不落地,這個題目代號「禿鷹計畫」(Vulture Project)。

   飛機只要有燃料就能長時間不落地,如果不在空中補給燃料,就困難的多了。不落地、不在空中加油的紀錄,是美國 Burt Rutan 設計的輕型飛機 Voyager(如圖、點選放大),由兄弟 Dick RutanJeana Yeager 駕駛,1984 年 12 月 14 日起飛,環繞地球一週,12 月 23 日降落在加州愛得華空軍基地,共飛了 9 天 3 分 44 秒,全程 40211 公里。出發前攜帶 3180 公斤燃料,落地之後還剩 48 公斤。Voyager 這架飛機目前在華盛頓 Smithonian 國家航太博物館陳列。

   五角大廈的要求很簡單,不需人駕駛、不落地、不加燃料,能在空中飛行、或在目標上空盤旋,長達五年,看哪家航太公司能製造這樣的飛機。參加挑戰的其一,是一家輕型飛機製造公司 Aurora Flight Sciences,設計了一架取名奧德修斯(Odysseus、古希臘英雄)Z 型的怪異飛機(如圖、點選放大),號稱可以在兩萬到三萬公尺的高空,用機翼上吸光板吸取太陽能,可以載重 500 公斤、每小時 230 公里的速度,連續飛行五年。

   Aurora 公司最近透露了一些設計技術,原來 Z 字型飛機是由三節組合的,每一節好像一個大翅膀,實際上卻是一架飛機,大翅膀正背雙面都鋪滿了吸光板,吸取太陽能發電,成為帶動三個螺璇槳的動力,另有一個控制方向的尾舵伸出去,所以能單獨飛行。三架飛機在高空架自動組合成 Z 型排列,Z 的形狀隨太陽的方向調整角度,無論太陽轉到哪裡,都能吸取最多的陽光,儲備夜間飛行所需能源。一到夜間,三節自動調整成一個平面,身展開寬達 100 公尺,以增加浮力,節約電池裡的電能(如圖、點選放大),天一亮,又恢復 Z 字排列吸取太陽能。而飛行的高度又在同溫層,在風暴雲雨之上,氣候穩定、陽光充足,所以能繼續飛行五年不落地。

   雖說這款飛機的設計是以軍事偵察為目的,因為飛得不太高、面積又大,顯著的目標肉眼就能看見,所以不適合偵察機密任務,只能監視邊境、核反應設施等不需掩蓋的工作。這一技術民用的範圍更廣,可觀測大氣層、監視暴風雨、作為地面通訊的轉接站。禿鷹計畫,五角大廈選擇了波音、洛克西德兩家大公司,與 Aurora 這家小公司研發,專家們說 Aurora 很有機會被五角大廈選為贏家。Aurora 僅成立 20 年,專業之一即是設計高空飛行器,由麻省理工學院與哈佛大學的專家組成。為禿鷹計畫,Aurora 先設計一架減半尺寸的展示機,五年內再設計全尺寸的正式機。

   消息在網上披露之後,或許大神奇了,接獲許多玩笑的反應。有人說五年以後一架太陽能飛機會掉落在我家後院;另有人說別太樂觀,根據墨非定律(凡會出錯的事遲早一定出錯),這架飛機可能掉下來砸到設計人的屋頂。一位航太工程師說,他見過太多紙上的完美設計,但請確保不要飛進我的禁飛區:我的家。認真的反應也有不少,有好幾個人都認為 Z 字排列無法直飛,至少要多加一節飛機換成 M 或 W 的排列。另有人懷疑幾架這個怪模樣的飛機,是否能在高空自動連接、調節角度。

   但無論如何,這一純綠化的偵察機已經公布於世,屆時能否五年不落地,仍不減其在概念上的創新價值。


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