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飞行背包（又名“火箭背带”“单人飞行器”）是一种将小型推进装置捆扎或背负在操作人员背部,通过使用控制台操作类似飞机或火箭发动机工作原理的发动机,使单个操作人员可以快速和安全地进行短距离飞行并安全着陆的飞行器.自20世纪问世以来,飞行背包就以其极富科幻色彩的飞行方式引起众多飞行爱好者和科技人员的兴趣,经过几十年发展,全球范围内从事飞行背包研发的公司与个人已经发展出了多种实用型号,并不断以炫酷姿态出现在世人面前,进一步刺激人们追求飞行的愿望.尽管当前飞行背包仍面临滞空时间短、飞行成本高、操作复杂等问题,但其发展潜力十分巨大.
飞行背包的分类
世界各类飞行背包所采用的技术方案、性能参数、市场定位等具有较大差异,参照飞行器分类标准可按照以下方式进行分类.按照发动机工作原理可以分为飞机发动机型和火箭发动机型,前者包括涡喷型和涡扇型,典型代表为马丁系列,具有飞行时间长、成本低、安全性好等特点,而火箭发动机型的典型代表是Jet PI公司的H202系列,飞行时间普遍偏短,飞行距离和高度十分受限,但装备质量轻、机动灵活,能快速穿戴,实现“想飞就飞”;按照起降方式可以分为垂直起降型、投放型、滑跑型,典型代表分别为雷电航空系统公司的TP-R2G2系列、伊夫·罗西的喷气翼包、弗瑞特兹·优格的“天空闪光”;按照研发目的可以分为面向市场型和个人娱乐型,由公司研发的各类飞行背包基本都是面向市场研发,定位在对用户进行培训后即可操作使用,目前个别已经投放市场,而伊夫·罗西和特洛伊·哈特门的飞行背包都是具有飞机驾驶经验的飞行爱好者的个人研发,对人员要求较高,基本处于仅供个人使用状态.另外,飞行背包按照所需燃料还可以分为汽油型、煤油型、火箭推进剂型,按照飞行空域还可分为超低空型、低空型、中高空型等.当前,飞行背包正在迎来一个技术不断提升、型号不断完善、市场不断扩大的大好机遇期.
飞行背包的起源
20世纪60年代,美国军方同贝尔航空系统公司进行谈判,希望后者研发一款能让士兵飞跃河流、雷区、障碍物的小型火箭提升装置.按照合同,贝尔航空系统公司生产出了使用90%过氧化氢作为燃料,能产生127千牛推力的火箭发动机.1961年4月20日,哈罗德·格拉哈姆成为第一位在世人面前操作飞行背包进行自由飞行的飞行员,此次飞行时间13秒,飞行速度3～5米/秒,飞行距离约35米.尽管当时贝尔航空系统公司已经投入了约38万美元,但飞行试验结果不尽如人意,只有20秒左右的滞空时间,完全无法达到预期,这一概念逐渐被军方放弃.但是,这一具有前瞻性的飞行器却受到了众多飞行爱好者的关注,飞行背包甚至出现在007系列电影和1984年洛杉矶奥运会开幕式上.
随着科技的不断进步,各国科学家们在完善飞行背包上已经进行了许多尝试,并且取得了各种成果.虽然这一概念仍具有一定风险,但经过不懈努力,单人飞行梦想已经出现在现实世界中.
世界知名飞行背包
马丁飞行背包 排在2010《时代》杂志50项顶级发明之列的马丁飞行背包是由马丁飞机公司制造的世界上第一款实用型飞行背包.其发明人新西兰人格伦·马丁于1981年开始关注飞行背包的概念并着手进行研发工作,1998年建立马丁飞机公司.2008年,马丁飞行背包在美国一次航展上小试身手,国际社会反响令人吃惊.马丁认为它堪比战斗机,或将彻底改变航空业.
马丁飞行背包采用双导管风扇提升升力设计,使用摩托发动机通过汽车风扇皮带驱动两个风扇在酒桶形装置内水平旋转.发动机、燃料箱和飞行员处于升力风扇中间及下方,以降低重力中心,避免在飞行中上下颠倒.主要使用高强度轻质碳纤维制作背包主要构件,在原材料中还添加了少量纤维B（一种复合纤维组织,使被添加物更加牢固）,使飞行背包全部重量达到了200千克.飞行背包使用一台容量2升、200马力的V4双冲程汽油发动机,能承载120千克质量,飞行时间约30分钟,最大速度74千米/小时,最高飞行高度可达1000米.该背包可进行垂直起降,适合在其他飞行器无法到达的狭小空间内使用,使用电传操纵技术和弹射式降落伞系统,这使其成为最安全的飞行背包之一.
Jet PI公司H202系列 H202系列飞行背包由美国人特洛伊·温迪格林在其家乡丹佛创立的飞行背包国际公司制造.其发动机使用低燃性过氧化氢和过氧化氮相互作用产生推力,燃料箱容量为16.2升,可承载一名体重81.6千克的飞行员,最大速度112.6千米/小时,飞行距离可达402米,飞行高度36.5米,飞行时间23秒.
作为H202改进型的H202-Z飞行背包是目前世界上最轻最小的飞行背包,整机约为56千克,整体质量较马丁飞行背包轻许多,比其原型具有更大的推力、更远的飞行距离和更长的滞空时间.
H202-Z型仍能携带81.6千克的飞行员,最大飞行速度可达到124千米/小时.其发动机能产生近136千牛推力,全部飞行时间33秒,燃料箱容积20升,飞行距离可达762米.
2015年7月,该飞行背包在百度新闻和极客公园发起举办的新飞行时代论坛上由飞行经验丰富的尼克·麦康柏驾驶实现了在华首飞,引起了众多参观者的极大兴趣.
TAM公司的“火箭背带”系列 名为“火箭背带”的系列飞行背包由墨西哥航天科技公司（TAM）生产,该公司是世界上第一家,也是惟一一家使用先进技术和航空材料生产全套型飞行背包的公司,其使用特殊蒸馏机生产自己的火箭级过氧化氢燃料.
TAM公司的“火箭背带”系列飞行背包可使用3个不同的火箭发动机和框架尺寸以适应不同飞行员体重,针对不同的平衡性、稳定性、操控性等飞行要求,可选择长、中、短共3种不同大小的燃料箱,同时还有5种控制阀和流速,5种不同的喷管配置,为飞行员的碳纤维紧身衣.TAM公司研发的抬头显示型电子控制计时器,还提供5次在飞行背包上的飞行训练,以及全天24小时全球技术保障.
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参考文献：
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