２１世纪的空中交通工具

黄伟民

再过十几年，人类将进入一个新的世纪。在下一世纪，随着新的技术取得重大突破，空中交通工具也将发生很大变化。到那时，在天空中，不只是有喷气式飞机，还将出现火箭飞机、激光火箭飞机、飞艇……

宇宙喷气式飞机

到21世纪，人们不仅可以去世界各地旅行，而且还可以到地球以外的地方去旅行。宇宙喷气式飞机，就是飞机设计师设想中的一种用于宇宙间飞行的交通工具。

宇宙喷气式飞机配有喷气发动机和火箭发动机，前者用于空中飞行，后者用于宇宙飞行。宇宙喷气式飞机飞行时，先发动喷气发动机，从地上起飞，当它飞行到30公里高空时，再点燃火箭发动机，飞向宇宙空间。这样可以不必建造规模庞大的宇宙发射场。

宇宙喷气式气机每次可将90吨重的货物或220名乘客，送往宇宙空间站或其他星球。

X翼飞机

将来的机场大多远离城市，从城市到机场需要乘坐短途飞机。用于城市的短途飞机，最好具有短距离起落或垂直起落的性能。X翼飞机这是为这一用途设计的一种飞机。它可象普通飞机一样飞行，又可象直升机一样垂直升降，升降的场地不需要很大面积，一般高楼大厦的房顶，也可作为它升降的机场。

X翼飞机有一只呈X型的转翼，转翼转动时，会产生向上的升力，使飞机垂直升空。待飞机升到一定高度后，启动喷气发动机，使它作水平飞行。这时，转翼停止转动，成为飞机的机翼。转翼的前缘和后缘可以作上下折曲，这样，即使在摩天大楼林立的城市中心，也可飞行无阻。

环翼飞机

环翼飞机是一种速度在5～6马赫(1马赫为340米/秒)以上的超高音速飞机。它的外形非常特别，后掠的机翼弯曲成环状，机翼的端部与前掠的垂直尾翼的顶端相接。前掠垂直尾翼的后缘上装有方向舵。飞机设计师认为，这种形状的飞机气动效率高、飞行阻力小、耗油省，并能减轻整个结构的重量，在相同的载重情况下，环翼飞机的起飞重量可比普通机翼的飞机减少二分之一。

超低空飞机

当飞机的飞行高度只有飞机翼长一半高时，由于机翼下面的高压气流会向机翼两边扩展，绕过两边翼梢，到达上翼面，形成涡流，产生阻力，特别在低速飞行时，这种阻力使飞机的油耗大得惊人。但当机翼贴近地面时，由于地面阻滞气流向两侧扩展，削弱了机翼上的涡流，使阻力大大下降。飞机设计师根据这一原理，设计了一种超低空飞机，它可以贴近地面飞行，也可以贴近海面飞行。

超低空飞机在机头两侧各装3台喷气发动机。喷气发动机向水面喷射时，飞机从水面升入空中，然后喷气发动机改成水平喷射，飞机在空中水平飞行。这种超低空飞机是一种大容积、大载重量的飞机，可以搭载上千名乘客或装载几百吨货物，被人们称为“二十一世纪的空中乐园”。

圆盘飞船

圆盘飞船是一种软式飞船，适用于往返机场与城市之间的短途飞行。圆盘飞船由“气球”和吊舱两部分组成，“气球”的两端伸出一根回转轴，吊舱悬挂在回转轴上，回转轴的两端各安装一台能自由倾斜的涡轮喷气发动机。飞船的重量比“气球”的浮力略大一点。喷气发动机发动后，飞船垂直升起，并作向前倾斜飞行。在风的作用下，飞船上的“气球”作反方向旋转，产生向上的升力，使飞船升上天空，在空中飞行。这就和打棒球时发曲线球的原理相似，当球向下旋转时，会产生向上的反作用力。这种飞船具有操纵方便，可短距离起落或垂直起落的优点。

火箭客机

火箭客机将成为地球上飞行速度最快的一种飞机。地球上两地无论相距多远，它至多用四五十分钟就可以从一地飞到另一地。如果它的速度再快一点的话，就会摆脱地球引力，飞向宇宙空间。

火箭客机的外貌并不惊人，象一只短粗的饭桶，全长35米，中央货客舱的直径为10米，外面有一对狭长的机翼，周围有8只用来盛液氧和液氢的液态燃料箱。火箭发动机的喷射口，安装在它半球形底部。客舱分成4层，设有107只躺椅，可搭乘107名乘客。

火箭客机的飞行过程大致是这样的:装置在它半球形底部的火箭被点燃后，火箭客机便腾空而起，垂直向地球上空飞去。几分钟后，液态燃料耗尽，火箭发动机便停止工作，液态燃料箱与火箭客机分离。这时，火箭客机依靠惯性继续飞行。大约飞行十几分钟，到达离地面230公里的高空，这时火箭客机开始下降。当火箭客机降至离地面120公里时，它重新进入大气层，利用空气对机翼产生的阻力，使火箭客机减速，同时，通过变换机翼的方向来控制它的飞行路线，当它飞抵目的地上空时，火箭客机便变换它的飞行姿态，使底部朝下，作下降飞行。在它降落到离着陆地点1公里的上空时，火箭客机开始启动它底部8台火箭发动机中的4台，12秒钟后，火箭飞机的速度就降至零，这时，它伸出4只着陆脚，正好支撑在着陆台上，乘客通过搭乘塔的升降梯到达地面。

火箭客机从日本东京到巴西里约热内卢只要45分钟，从美国纽约到英国伦敦只要26分钟，从美国洛杉矶到夏威夷只要18分钟。横跨太平洋，当天就可往返。到下一世纪，火箭客机将使洲际旅行变得与市内出差一样方便。

“空中月台”

到本世纪末，世界上一些主要机场接纳飞机的能力将达到饱和。因此，有人提出发展“空中月台”的设想。“空中月台”是一种无机身、无尾翼，仅有机翼的飞机。它长100米，每天可装卸货物几百吨，接送旅客上万人，是航空舞台上的“巨人”。

“空中月台”在城市上空不断地巡回飞行，从远方飞来的洲际飞机、宇宙飞机在空中与它对接，从机上下来的旅客，在此换乘小型飞机到达市中心。“空中月台”还可为洲际飞机、宇宙飞机补充燃料。

激光火箭客机和其他

除此以外，在下一世纪，还可能出现一种激光火箭客机，它不需要携带燃料，由设置在地面的激光器供给它飞行能量。它的飞行速度很快，是一种超高速飞机。

随着飞机机体的大型化和着陆设备的现代化，将使机场的建造费用越来越昂贵，21世纪，人们将重新启用已被废弃了的飞艇。因为飞艇的升降比较容易，无需建造规模巨大、价格昂贵的机场。一艘飞艇可载客800～2500人，飞艇上的生活娱乐设备齐全，乘坐舒适的程度可与豪华的客船相媲美。

(王方摘自《科学画报》1984年第6期)

(插图:韩琳)