据国外媒体20日报道，在上世纪20年代的美国知名科幻杂志《惊奇故事》中，巴克-罗杰斯借助一款喷气背包打击犯罪。这种喷气背包让当时的人们一瞥未来的人类飞行方式。在现实世界，喷气背包虽然已经问世了近100年之久，但一直未能实现腾飞。传统的喷气背包体积过大，又笨又重，实用性很差。庆幸的是，随着一系列相关技术取得突破，喷气背包的时代最终朝我们走来。在将来的某一天，我们甚至可以借助喷气背包打造“空中高速路”。

 

　　火箭带的种种劣势

 

　　喷气发动机通常采用吸入空气而后与燃料混合，压缩后点燃的方式。燃烧产生的高温高压气体穿过一个涡轮机，而后通过一个狭小的喷口喷出，进而产生推进力。喷气背包的黄金标准是将一个获得更多强劲的发动机安装到背包上，让佩戴者能够朝着各个方向自由飞行。然而，早期的喷气发动机体积过大，不是一个人能够佩戴的，因此只能选择其他动力装置，也就是火箭。火箭的工作原理与喷气发动机类似，所不同的是，它们不吸入空气，利用化学反应产生动力。1953年，温德尔-摩尔发明了用于喷气背包的火箭带，利用过氧化氢火箭。在设计上，火箭带利用一箱氮气迫使过氧化氢穿过一种银催化剂，促使过氧化氢快速分解成蒸汽和氧气。气体最后以每秒3328英尺(约合1000米)的速度喷出，产生超过280磅(约合125公斤)的推动力。这一推进力足以让火箭带和佩戴者在空中停留20秒。

 

　　然而，火箭带耗费的燃料中有高达70%用于克服地心引力，极大地限制了飞行时间。添加更多燃料会导致火箭带重量增加，进而让飞行成为一种不可能。因此，即使改进设计和利用现代轻型材料减轻重量，过氧化氢火箭带所能达到的飞行时间也无法超过1分钟。唯一的解决方案是让喷气背包与一个柔软的供料带相连，供料带连接地面上的燃料箱。对于制造长途飞行的喷气背包来说，这显然不是一个切合实际的选择，但对于水动力JetLev等娱乐用喷气背包，这项技术表现出色，可大幅延长空中停留时间。

 

 

　　采用双导管风扇设计的马丁喷气背包。导管风扇设计和汽油动力的发动机让这种喷气背包的速度可达到每小时46英里（约合每小时74公里），飞行时间可达半小时，一次可飞行19英里（约合30公里）。在一次无人测试中，马丁喷气背包的飞行高度达到5000英尺（约合1500米）。

 

　　喷气翼成关注焦点

 

　　另一种选择是采用效率更高的发动机。喷气发动机技术的进步让制造足以安装在背包上的小尺寸组件成为一种可能。这些进步为研制真正意义上的喷气背包铺平了道路。上世纪60年代晚期，火箭带发明人摩尔曾尝试这一想法，利用定制的喷气发动机。摩尔的喷气带能够让佩戴者的空中停留时间达到20分钟，时速达到60英里(约合97公里)。然而，强大的喷气发动机、昂贵的易爆燃料以及科技含量低的降落伞系统的结合让这种喷气带变得不切实际，同时也提高了飞行的危险性。

 

　　瑞士发明家伊夫-罗希设计的喷气翼是当前采用喷气发动机制造的最令人惊异的私人飞行器之一。这种半硬式碳纤维材料飞行翼宽度超过6.6英尺(约合2.2米)，装有4台经过改造的煤油喷气发动机。喷气发动机的动力远远超过火箭，佩戴者只需轻微移动头部、手臂和肩膀便可进行控制。不过，这种身体控制让从地面发射喷气翼成为一种不可能。使用喷气翼飞行时，佩戴者需搭乘直升机进入空中，而后纵身跃下飞机，上演有动力自由落体运动。在借助喷气翼飞行时，罗希的平均速度超过每小时100英里(约合每小时160公里)。

 

　　罗希说：“30岁那年，我看到了令自己吃惊的高空杂技跳伞，从此萌生了制造飞行翼的想法。我一直梦想着能够像鸟儿一样飞行，这款飞行翼帮助我实现这一梦想。最初，我只用飞行翼进行滑翔。后来，我打算为飞行翼安装发动机。为此，我找到了德国‘喷气猫’公司，他们在模型喷气发动机技术领域扮演着世界领导者角色。他们是我的第一个赞助者，也是最重要的赞助者，帮助我实现为飞行翼安装发动机的愿望。借助喷气翼飞行会让你有一种超现实的感觉，因为你的身边经常出现一个大家伙——飞机。我希望与他人分享我的发明，这样就能实现编队飞行。我希望挖掘喷气翼的其他潜力。我相信它有巨大潜力。我希望我们距离主流喷气背包飞行并不太遥远，我的目标是与人们分享我的激情。”

 

 

喷气背包与飞机、直升机以及热气球等传统飞行器的对比图。

 

　　双导管风扇设计

 

　　延长飞行时间的另一个解决方案是放弃喷气动力，改用其他动力装置。这种喷气背包的代表之作是马丁喷气背包。马丁喷气背包采用的是双导管风扇提供升力的设计。双导管风扇采用凯夫拉尔纤维材料制造，安装在佩戴者一侧，由一台定制的V4发动机驱动。导管的进气口较宽，出气口较窄，引导空气高速穿过，所产生的推进力不仅能够将佩戴者和喷气背包送入空中，同时还能提供额外的110磅(约合50公斤)推进力，用于快速改变飞行高度。马丁喷气背包每秒可爬升近800英尺(约合250米)。

 

　　导管风扇设计和汽油动力的发动机让这种喷气背包的速度可达到每小时46英里(约合每小时74公里)，飞行时间可达到半小时，一次可飞行19英里(约合30公里)。在一次无人测试中，马丁喷气背包的飞行高度达到5000英尺(约合1500米)。设计喷气背包是一回事，让喷气背包安全飞行是另一回事，面临着新的挑战。喷气背包的试飞从使用假人开始，进行碰撞试验，最初在低空飞行，飞行距离也较短。随着测试的继续，喷气背包原型的设计不断改进，直至可以做到安全飞行。

 

　　载人试飞过程中，喷气背包与地面上的系索相连，由工作人员利用远程控制器操作，避免因驾驶员失去控制能力导致背包爬升到过高的高度。如果喷气背包通过最初的测试，随后进行有人驾驶试飞，让驾驶者在一个安全环境下测试喷气背包。在此之后，喷气背包在更高的高度进行全面测试，随着技术的改进，还将再一次接受假人碰撞试验。更高高度的测试旨在测试喷气背包的安全性。借助喷气背包飞行的潜在风险很高，这种飞行器采用易燃燃料，发动机在半空中出现故障将导致灾难性后果。

 

 

 

　　仍面临一系列挑战

 

　　现代喷气背包采用高科技合成材料，同时配备一系列安全装置。飞行过程中，佩戴者需穿耐火服和护耳器，阻隔发动机的轰鸣声。马丁喷气背包产生的噪音达到95分贝左右，相当于站在繁忙的交通中。虽然分贝很高，但与火箭带相比已经是很大进步，后者的噪音高达130分贝，相当于风钻。

 

　　喷气背包还要佩戴降落伞。对于喷气翼来说，降落伞是进行着陆时的必备装置，对于马丁喷气背包来说，降落伞充当发生紧急情况时的一个备用装置。在设计上，降落伞通常充当一个提供浮力的装置，防止佩戴者在水中降落时被拖到水下。马丁喷气背包制造商Martin Aircraft首席执行官彼得-考克表示：“研制喷气背包面临很多挑战，包括设计飞行控制系统、导管技术以及发动机的功率质量比。我们致力于研制喷气背包已经有33年历史，现在正试图让最新型号商业化。设计一款喷气背包并不是一件容易的事情，研制马丁喷气背包耗费的时间就足以证明这一点。最初，政府的监管可能限制喷气背包的发展，但随着政府接纳空中高速路的理念，喷气背包作为一个高效交通工具的全部潜能便会得到人们的充分认识。”

 

　　尽管过去几年时间里喷气背包技术取得很大进步，但仍面临一系列限制条件。喷气燃料很重并且价格昂贵，虽然导管风扇能够实现更高的燃效，但它们的尺寸仍远远超过我们绝大多数人设想中的紧凑背包。此外，喷气背包还面临机动性能不高的挑战。以马丁喷气背包为例，这种喷气背包的导管风扇装在巨大的外壳内，限制了高速向前和向后移动的能力。罗希的喷气翼虽然反响强烈，但这种喷气背包无法从地面上起飞，必须借助直升机升空，此外还需佩戴降落伞。目前，罗希正致力于解决这个问题，研究如何让喷气翼从地面起飞。

 

 

2013年初，马丁喷气背包公开亮相。

 

　　拥有巨大发展前景

 

　　尽管当前的喷气背包还没有达到科幻作品中的喷气背包那样的先进程度，但这项新技术拥有很大发展潜力。一些国家的军方、搜救机构以及紧急反应部门都对马丁喷气背包产生浓厚兴趣。这种飞行器速度快，航程远，能够进入一些难以从地面进入的区域。此外，马丁喷气背包还可以进行远程遥控，能够在操作人员的控制下执行对人类来说十分危险的区域执行任务，就像执行搜救任务的无人机一样，而后将人员运到安全地带。此外，马丁喷气背包还是一款非常酷的娱乐产品，供人们消遣使用。

 

　　目前，世界各地的航空管理部门还没有对喷气背包进行监管，也就没有任何特定的规章制度。不过，随着喷气背包需求的增长，当地航空管理部门势必出台相关规定。在新西兰，马丁喷气背包的有人试飞虽然获得批准，但必须满足一系列严格的规定，其中包括飞行员必须拥有驾驶执照，距地面的飞行高度不得超过20英尺(约合6米)，距水面的飞行高度不得超过25英尺(约合7.6米)。

 

　　最终版马丁喷气背包将于2015年上市，售价估计可达到9万英镑(约合15万美元)。Martin Aircraft公司希望让这款喷气背包在设计上尽可能符合美国联邦航空管理局的超轻型飞机标准，避免强制性要求佩戴者拿到执照。马丁喷气背包以及喷气翼的出现说明虽然罗杰斯的喷气背包还没有成为现实，但工程师正让私人航空的梦想进一步照进现实。