人力飞机

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人力飞机是完全依靠人的体能作为驱动力飞行的飞机,航空发达国家自1918年起一直致力于人力飞机的研发,比较成功的是1979年英国的“信天翁”号飞越英吉利海峡,1988年美国航空航天局和麻省理工学院联合希腊政府,花巨资成功创造出人力飞行116公里的世界纪录保持至今。
人力飞机 无动力装置,依靠人的体力驱动的飞机。从试验中已成功飞行的人力飞机来看。大都采用了自行车式驱动机构,即由人的双脚驱动脚蹬,通过链轮再带动推进式螺旋桨旋转,从而驱动飞机前进,靠机翼产生升力,使飞机升空飞行。由于人力飞机翼展尺寸很长,达20多米,所以在20世纪60年代试飞成功的都只能作直线飞行。1978年首次完成了“8”字形航线飞行;1979年又首次飞越英吉利海峡成功,航程约35公里,航时2小时49分钟。限于人力,人力飞机结构重量应尽可能轻,所以对其制造材料和工艺水平要求极高。这种飞机距实用阶段尚有较大距离。
中文名
人力飞机
外文名
Human aircraft
动力来源
人的体能
最远距离
116公里
驱    动
自行车式驱动机构
起飞方式
跳跃式起飞,滑翔式起飞等

人力飞机历史

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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。[1] 

人力飞机分类

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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
人力飞机 人力飞机
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
“雪鸟”人力扑翼飞机高清视频
“雪鸟”人力扑翼飞机高清视频 (2张)
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。

人力飞机动力结构

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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
人力飞机 人力飞机
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。

人力飞机起飞形式

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人力飞机跳跃式起飞

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
人力飞机 人力飞机
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。

人力飞机蓄能起飞

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。

人力飞机滑翔式飞行

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。

人力飞机常规飞行

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。

人力飞机世界记录

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1988年美国航空航天局和麻省理工学院联合希腊政府,花巨资成功创造出人力飞行116公里的世界纪录保持至今。

人力飞机相关报道

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七旬老汉研制人力飞机 2004-11-21
自行车尾加上螺旋桨,车后座安装升降舵、方向舵,自行车车座正上方架
人力飞机 人力飞机
起一座宽达8米的三角形机翼。这个经过特殊改装的自行车,是西安市东郊七旬老汉杨俊民花了近5年的时间设计、改装,于昨日下午首次组装成的人力“飞机”。
昨日下午4时许,记者在西安市东郊一小学操场上,见到了正在忙碌的杨大爷及其家人,还有他的人力“飞机”。该人力“飞机”的主干部分是一辆自行车。经过特殊改造的车尾装有一个由电风扇风叶改装的螺旋桨;其后轮两侧还安着两个装有小轮的支架,以确保其平衡;自行车后轮钢圈的右内侧布满了规则的齿轮;车后座上还安有由木头和塑料薄膜包装好的升降舵、方向舵,车座的正上方则支起了一个呈三角形的支架,支起宽约8米的机翼,而自行车车头也就成了人力“飞机”的“操纵间”。
据杨大爷介绍,他退休前是一小学的航模教师,也曾在西安市少年宫教过孩子们做航模。1999年,他带学生们到蒲城县做航模时结识了一名飞行员,因为有着共同的兴趣爱好,两人聊得非常投缘。回西安后,他坚定了自制人力“飞机”的信念,也是从那时开始,他做了大量数据研究,画图纸,写可行性报告。2000年开始,他为人力“飞机”四处搜寻材料,他说直到现在这还是一个需要不断完善的实验品。
说起自己特制的后轮钢圈,杨大爷略显骄傲,那些钢齿的尺寸、大小、间距、数量都是经过他严格计算的,是他花了近一个月的时间,用钢锯一个一个地锉出来的。
据了解,杨大爷的设计主要是依据空气动力和空气气流原理带动“飞机”。由于是第一次将人力“飞机”组装起来,杨大爷发现其设计中有一些不完善之处,如机翼支架的连接处不能采用木头等,而且螺旋桨用木质的还是用铁质的,仍需不断实验才能得到证实。他非常希望能够得到一些专家的支持和帮助,早日将自己的人力“飞机”送上天。
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