飞行的未来：无需降落的飞机

1883 年，诺贝尔奖获得者、物理学家、第三代瑞利男爵约翰·斯特拉特提出了一个激进的想法。他一直在研究鹈鹕的飞行力学，并提出鹈鹕可以利用风速差获得能量，从而在不拍打翅膀的情况下保持飞行。利用这种技术（后来被称为动态翱翔），理论上，飞机可以在没有燃料的情况下飞行数周、数月甚至数年。

几十年来，动态滑翔技术的发展一直很缓慢。无线电控制滑翔机操作员利用这项技术延长飞行时间，但科学家们并不知道是否可以将其应用于大型飞行器。2006 年，美国空军和 NASA 的一个团队驾驶一架经过改装的 L-23 Blanik 滑翔机飞越爱德华兹空军基地，证明了大型飞行器能够进行动态滑翔机动。

目前，利哈伊大学工程学教授约阿希姆·格雷内斯特德 (Joachim Grenestedt) 领导的团队正在完善这一概念。该团队利用学校和美国国家科学基金会的资金，开发一种可永久飞行的大型无人驾驶飞行器。他们最近完成了一个 21 英尺长的碳纤维复合材料机翼，该机翼设计用于在 20,000 英尺以上的急流中飞行，能够承受高达 300 英里/小时的速度和高达 20 G 的力（动态翱翔对机翼来说可能很困难）。今年晚些时候，该团队将使用模型滑翔机进行低空测试。如果一切顺利，格雷内斯特德说，他将把名为 JetStreamer 的飞行器瞄准急流，那里的风速可以达到 200 英里/小时。

一旦发动机和燃料的限制消失，飞行就完全不同了。未来，动态翱翔的飞机可以成为观测平台，用于记录天气或野生动物数据。它们还可以充当通信中继，传送电视或手机信号。它们甚至可以以极快的速度飞行很远的距离。伍兹霍尔海洋研究所的海洋学家菲利普·理查森最近提出了一种动态翱翔的机器人信天翁，它可以以每小时 200 英里的速度穿越海洋。它不是鹈鹕，但雷利勋爵肯定会对此印象深刻。

工作原理：动态滑翔依靠风速的差异。

1.滑翔机迎着风，穿过低空的静止空气，上升到较高、有风的高度。

2.滑翔机在飞越边界时保持其地速。逆风使滑翔机的空速更高，并在滑翔机飞过机翼时产生更大的升力。

3.滑翔机转弯后顺风飞行，并不断拉开距离。

4.脱离风层后，滑翔机转向迎风，再次重复该动作。只要风速有差异，该循环就可以无限重复。

本文最初发表于 2013 年 7 月的《大众科学》 。点击此处查看该杂志的其他内容。