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第12章 特種滑板介紹(二)

  • 動作之旅
  • 加油您最棒
  • 4091字
  • 2021-12-08 20:00:00

下午2點,陽光還暖,紅色的教學樓里,林凱老師走進教室,看了看四處散座迷糊睡覺的同學們:

“醒醒,醒醒,都醒醒!

起來跟我做操了~”

10分鐘后,人都清醒了。

“OK,同學們下午好,上次的課后有沒有去查查我們國內的飛行滑板呢?”

“估計你們也沒查,今天我就給你們續上節課,講講國內的飛行滑板。

這款飛行高度最高可達到1000米,最低則為100米,平時主要在100米以下進行超低空飛行。而在燃料加滿后,單次最長可以在空中飛行20公里。

相比于其它國家同類型的飛行器,最大的優點是不需要其他輔助系統,僅依靠滑板自身動力,就可以獨立完成飛行。整體設計更像是一款空中平衡車,它的飛行原理與火箭比較類似,動力由五個微型渦輪噴氣發動機提供,具備轉動與矢量擺動功能。其中有四個具備矢量推進功能。

矢量推進可以帶來很多好處,一方面矢量推進可以幫助飛行滑板快速轉向;另一方面,矢量推進還可以降低故障風險,一旦五個渦噴發動機中的一個或兩個發生故障,矢量發動機可以調轉噴口,維持飛行滑板的平衡,以保證飛行人員安全飛行和平穩落地。

它的控制系統是由渦輪控制器及操縱手柄等組成。操控人員直立站在滑板車上,可利用重心進行綜合調控。

另外,它內置穩定化程序、數字飛行控制系統和直覺飛行控制系統,幫助操控者像駕駛平衡車那樣,直立站在滑板車上,可利用重心進行綜合調控。是國內首創,而且相比國外同類產品,安全性和操縱性更高。飛行時,操控者直立站在飛行滑板上,手持遙控器控制飛行姿態。要注意燃油背包,總重量不能超過30公斤,目前該滑板載重80kg,扣除攜帶燃料重量,操作人員最高體重限制在50kg-65kg。”

“老師,它的發展前景是怎樣的呢?”又有同學問道。

“飛行滑板可以滿足軍隊在監視、補給和投送方面的需求,可發展為載人和無人戰斗飛行器,用于反恐作戰。不少國家著力研發單人飛行器,積極探索在軍事領域的應用。”

“老師,它有什么缺點呢?”

“無論是飛行背包還是飛行滑板,續航能力嚴重不足是最大短板。受限于最大起飛重量,這類單人飛行器攜帶燃料十分有限,而噴氣發動機或渦輪發動機又是“耗能大戶”,難以實現長時間飛行。另外,這類裝置的噪音較大,無法達到隱蔽奇襲的作戰效果,直立飛行的操控者也極易被地面直射火力殺傷。如此看來,這類裝備尚無法在戰場上廣泛應用。”

“老師,那它可用在哪些方面呢?”

“如果能夠降低成本的話,在治安巡邏、勘察搜索等領域或許有可能“大顯身手”。

好了,接下來講第三種:

三.懸浮滑板:

懸浮滑板可以像魔毯一樣懸浮在空中,最初出現于1989年的科幻影片《回到未來2》。2014年美國加州技術公司Hendo已造出了實物,其懸浮滑板只能離地大約一英寸(2.54厘米)。

即使這么低的高度也必須是在導電材料如銅質或鋁質的表面才行。電池的續航時間為15分鐘——這點時間幾乎不夠像《回到未來2》中的主人公那樣從敵人身邊快速逃離。

2014年11月末,該滑板被《時代》周刊評為2014年25項年度最佳發明。

法國噴氣滑雪冠軍和世界摩托賽艇冠軍弗蘭克·扎帕塔(Franky Zapata) 4月份推出噴氣動力“懸浮滑板”Flyboard Air,它可以時速150公里的速度飛行,震驚全世界。如今,扎帕塔再次驚爆世人眼球,他操控Flyboard Air飛行了2252米,打破了滑板飛行的最遠世界紀錄。”

“老師,請問下懸浮滑板的工作原理?”

“目前懸浮滑板有幾種設計猜想,但離實現《回到未來2》里展現的那種滑板,還比較遠:

1.小型直升機

在滑板上安兩個小型的螺旋槳怎么樣?這是現階段最有可行性的辦法了。如果能源問題可以得到保障,利用轉子使人懸浮起來并非不可能。只是,如果真的讓滑板上出現風扇,它跟電影里的造型就不是太相似了。

2.反重力裝置

在滑板底部裝上一部反重力裝置又如何?會有用嗎?首先,你得確定反重力這回事真的存在。確實有人針對大質量的物質可以相互排斥而非吸引這一可能性做出了解釋,但就算我們先假設這一可能確實存在吧,滑板的制作者要怎么才能讓滑板只和地面相互排斥,不把踩在上面的人給推開呢?也許只能讓使用者把腳綁在滑板上了。

3.磁鐵

和只有一個方向的重力不同,磁力既可以使物質相互吸引,又可以讓它們相互排斥——小學生都明白同極相斥,異極相吸的道理。但要使用磁力制作懸浮滑板,我們就不得不面臨兩個問題:

(1)同極磁體在相互排斥之余,還有通過轉動讓異極互相吸引的傾向,因此就算真的有足夠強的磁力可以支撐起一個人的重量,滑板的穩定性也難保證。當然,使用超導電磁鐵可以解決這一問題。

(2)第二個問題則是用哪種磁鐵都沒辦法解決的。不管滑板上使用何種磁鐵,地面都得有對應的磁極才能讓它漂浮起來。這么一來的話,懸浮滑板就不是那么像滑板了,不如說像火車還多一點。

4.靜電斥力:

這種方案和使用磁鐵有一樣的局限,就是說,地面也需要通電才行。而且,當滑板和地面間的電壓密度超過3 x 106 V/m這一臨界值,空氣也會變成導體,懸浮滑板的安全性就成了問題。

5.離子推進器:

雖然《星球大戰》系列中的鈦戰機并不存在,但離子推進器卻是實實在在的東西。利用足夠大的電位差,陰離子會被加速,進而對周圍的空間起到推進作用。化學火箭使用的原理其實跟這就差不多。

這一方案的缺點在于力量不夠大。就算是現在最好的離子推進器,能產生的推力也不過區區1N而已,與支撐起一個成年人所需的650N相比,實在是相去甚遠。要如何在滑板上制造出足夠大的電位差也是個問題。

但這種設想在方向上是沒錯的,只需要制造出更小巧、更強大的離子推進器就可以了。這不該是太難的事。”

“老師,我聽說第一款懸浮滑板已經出來了,能說說是什么樣子的呢?”

“哦,你是說那個正在Kickstarter上眾籌的Hendo滑板。它采用了四個圓盤狀“懸停引擎”,依靠磁場來產生升力,目前它只能在非磁導體上工作。該技術類似于磁懸浮列車,但是更加高效和經濟實用。也許以后能突破技術限制吧~”

“最后我們再說說第四類滑板——全地形越野電動滑板:

這類按輪子的數目分為兩輪,三輪,四輪驅動,共3種。

國外產品有BajaBoard(四輪),Track1(三輪),FF Plus(兩輪)等等。

BajaBoard是一款“野性”和“科幻感”十足的全地形,高性能,大功率,擁有復雜的懸掛與電子控制系統的電動滑板。它有4個輪子,每個輪子由一個3kW 的無刷電機驅動,總功率有 12kW,這個功率和一些小排量的摩托車已經不相上下了。在負重 100kg 下依然有著出色的爬坡能力。另外還配有獨立懸掛和轉向,最高時速 50 km/h 。前后雙橫臂懸架(雙A臂懸吊)提供了出色的穩定性與操控性,并且讓它做到通吃大部分惡劣地形。這可能是世界上通過性能最好的滑板了。

減震系統除了能夠提供一定的舒適,還能保證你騎著 BajaBoard 跳躍時保持穩定,下馬路沿,過排水溝都不成問題。

它還有一個“電子大腦”來控制動力輸出,并且可以自定義一些參數,比如最高時速,油門敏感度,如果覺得它太狂野了,你可以把動力相關參數校調得溫和些。

油門和剎車通過一個類似遙控車手柄的玩意控制,值得一提的是它采用了雙路油門,可以分別控制前后輪的輸出。

續航在 30KM 左右,并且提供可拆卸的電池模塊,可以通過更換電池實現更長的續航。體積和重量都能允許你放進后備箱,最終上市版本重量是 15kg 左右。”

“接下來再說說FF Plus,它由Maxfind推出,尺寸為1220*410*250mm,比一般滑板稍大些,板面腳窩的設計在滑行過程中,提供更好的平穩性,配備兩個1200W大功率的輪轂電機,最高時速可達40KM,即使是在負重100kg的情況下,依然有很強的動力。

在續航方面,FF Plus也有著絕對的優勢,可拆卸式電池的設計,和單塊高達18km的續航力的電池,讓你隨心所欲,自在暢玩。

FF Plus前后的雙層橋架提供了出色的穩定性與操控性,輕松應對各種惡劣地形。減震設計不僅提供舒適性,還能保持穩定,上坡下坎,過崎嶇不平的山地、減速帶都不是問題。可以滑著它,去普通滑板只能望塵莫及的地方。

FF Plus一共有四種騎行模式,入門、舒適、高速和專業模式,即使是滑板小白也能輕松上手。另外,定速巡航、便攜提手、動能回收、可更換胎皮等設計也是FFplus的亮點之一。”

“最后說下TRACK1(Track1 offroad eboard)——俗稱全地形越野“怪獸,2018年出現,是由Flux Design Co推出的電動滑板。它獨具匠心地將滑板與履帶以及越野輪胎結合到了一起。前部履帶、后面兩個ATV級越野輪胎的設計,讓它可以應對全部地形,沙土地、雪地、沙灘、草坪都不在話下,更別提路上的小坑了。讓滑板在城市之外也能一展英姿。因為前輪采用了與坦克類似的履帶式車輪,給滑板提供了充足的抓地力。并且能夠輕松地在免提式電動滑板和多功能滑板車之間切換,操作靈敏便捷,能滿足大部分出行者的需求。

面板使用了碳纖維材料制成,可以在減輕重量的同時提供較高的強度。兩個寬輪胎位于滑板的前方,讓滑板擁有更大的摩擦力,帶著主人沖出草海也不在話下。我們可駕駛它在各種戶外路面滑行,不管是碎石路面還是雪地上甚至是海邊的沙灘上都是可以的。我們也可以通過增加把手讓它變成滑板車,就算是新手也能平穩地駕駛。

TRACK1最高時速為每小時32公里,最長續航里程19.3公里。最大承重能力達到了驚人的700kg,機身還自帶LED燈,夜間出行也沒壓力,防水功能則進一步擴大了Track1的滑行范圍。

它的可充電電池可以很方便的進行替換,另外還可提供額外的電池。同時,還采用 Ninebot App 控制,定速巡航開關、車輛信息讀取、一鍵鎖車、時速調節功能的 App 智能管家。

如果有新手想來試著操作的話,駕駛方式也很靈活,可以安裝把手來進行駕駛和方向控制,也可以拆卸下來,完全用腳和身體重心控制。”

“老師,既然它可以在各種地形行駛,那安全嘛?”有同學問。

“這個無需擔心,Track1有一個防止事故發生的緊急制動,可以有效保障大家的安全。”

“老師,有沒有國內的電動滑板呢?”又有同學問道。

“有的,當然有。國內產品例子是cycleagle,威海的一家公司制作,四輪驅動。被稱為探險家們的荒野“飛行器“。以下是它的一些參數:

長*寬*高:118*56*352cm 。

手工炭纖維板,空心航空鋁。

輪胎尺寸:56cm。

離地:15.5cm(普通全地形滑板的兩倍)。

自重:20kg。

最大載重:120kg。

結構:多連桿獨立懸掛。

續航:22-25km。

電機:2 或 4個63毫米無刷電機。

爬坡:35%。

最高時速:45kmh。

電池:可更換,充電時長3h。

可車載!可調節的預緊力,可調轉向桿。也是一款不錯的產品哦。”

“好了,關于特種滑板的介紹就先到這里啦,以后如果出現新類型的話,下次課再補充。同學們還有什么要問的嘛?沒有的話就下課了哈,有問題也可以在課后給我留言,下期見啦~”

“暫時沒有啦,謝謝老師分享~,再見”

終于結束了,同學們興高采烈,出去玩啦~

(本章結束)

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