百年来的飞艇旅行梦想依然鲜活

这些没有轮子的“空中汽车”曾是 20 世纪 50 年代和 60 年代汽车设计的风潮——而且它们可能正在卷土重来。
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“无轮汽车来了”刊登于 1959 年 7 月的《大众科学》杂志。 《大众科学》

从天空之城到机器人管家,《大众科学》的历史充满了对未来的设想。在我们“我们到了吗?”这个栏目中,我们会关注我们最有雄心的承诺的进展。点击这里阅读更多系列内容。

说到未来的汽车,杂志封面艺术家 Arthur Radebaugh 用他富有想象力的汽车交通愿景令数百万人惊叹。 从 1958 年到 1962 年,在他的连载漫画“比我们想象的更近!”中,Radebaugh 描绘了科幻风格的轿车和敞篷车,例如 Flapwing CarSunray SedanQuick-Change Color Car。 他的一些设计已经跨越了现实的门槛,例如 电动汽车自动驾驶汽车。 但总的来说,尽管连载漫画标题充满乐观,但他的汽车和其他发明大多未能实现。 但有一个看似异想天开、却已制作出原型并显示出希望的想法:他称之为 Flying Carpet Car 的无轮空中汽车。

1959 年 7 月,《大众科学》的高级编辑 Martin Mann 对空中汽车,即气垫车辆(ACV)着迷不已,他宣称:“它们威胁要颠覆交通运输,将跑车、快艇、半吨卡车和背包式直升机集于一身。” 当时,福特汽车公司刚刚展示了一款悬浮车辆原型——Ford Levacar Mach I。福特公司副总裁 Andrew Kucher 推销了这款以气垫驱动的无轮汽车。1961 年,《大众科学》杂志又发表了一篇关于 家庭汽车的未来的文章,作者是空中汽车的发明家 William Bertelsen。文章展示了一辆色彩鲜艳的空中汽车,名为 Aeromobile,这是一种地效飞行器——或称 GEM——通过密封管路高速前进。Bertelsen 只是众多追逐气垫船梦想的发明家之一。英国发明家 Christopher Cockerell,他于 1952 年获得了气垫船发明专利,是桑德斯-罗公司(Saunders-Roe)制造的那艘在 1959 年首次亮相,以气垫滑行横渡英吉利海峡的船只背后的功臣。

Chris Fitzgerald 回忆起 1959 年桑德斯-罗船首次亮相时,他着迷于这艘船,那是首次商业 ACV 航行。“我当时在澳大利亚,和家人一起在电视上观看,”现任 Neoteric Hovercraft 公司总裁的 Fitzgerald 回忆道。“我一直对飞行很感兴趣。”但 Fitzgerald 有很多朋友成为了飞行学员,并在飞行中牺牲。他说,气垫船可以是一种“脚踏实地”的飞行方式。这就是他在 1960 年在澳大利亚创立 Neoteric Hovercraft 的原因,该公司生产了最早的个人尺寸气垫船之一——Neova One。与福特的 Levacar、Bertelsen 的 Aeromobile 和 Fitzgerald 的 Neova One 一起,市场充斥着新进入者,其中许多总部设在英国,包括 Air BearingsCurtiss-WrightCushion FlightBartlett’s Flying Saucer,以及美国最早的 ACV 之一 Crowley’s Hydro-Air。气垫船的未来似乎已成定局。

“有很多不同的小公司试图制造气垫船,”Fitzgerald 说,他于 1976 年将公司迁往印第安纳州,以打入美国市场。“但大多数都失败了——原因有很多。”

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传统飞机依靠伯努利原理获得升力:流体(在此情况下为空气)运动得越快,其压力下降得越多。飞机机翼或直升机/无人机旋翼上方和下方空气腔之间的压力差是实现升力和飞行的关键。气垫船或气垫车辆与传统飞机不同,因为它们依靠空气对表面的压力来获得升力——这是一种被称为地效的空气动力学现象。这使得 ACV 能够从离地几厘米到几米的高度滑行。

基于地效原理的飞行器可以追溯到 1716 年,瑞典科学家 Emanuel Swedenborg 绘制了最早的已知设计之一。在 19 世纪末和 20 世纪初,航海工程师试图利用地效来通过在船体下方泵入空气来减少船体在水中的阻力——使其看起来在水中漂浮得更高。但第一次世界大战和第二次世界大战的压力促使美国和欧洲的军队寻求能够快速将海运部队、装备和物资运上岸的高速水陆两栖气垫船。这帮助在 20 世纪 30 年代初期启动了一个实验性的海军气垫船市场——该技术最终转移到陆地和汽车行业。

an illustration of a yellow hovercar with a family zipping through a tube. the text reads the fantastic future of travel: 1,500 mph family cars?
《1500 英里/小时的家庭汽车:旅行的奇妙未来?》刊登于 1961 年 8 月的《大众科学》杂志 《大众科学》

尽管在 20 世纪 50 年代和 60 年代创新热情高涨,但 ACV 技术却存在一些至今未能解决的障碍。2008 年,《大众科学》采访了 Bertelsen,他仍在寻求投资者,并在 GEM 在全国首次亮相近半个世纪后仍致力于解决他的 ACV 的技术难题。Bertelsen 声称他的 ACV 比汽车更省油,并将缺乏兴趣归咎于“上个世纪的低燃油价格”,但这一说法很难有事实依据。一些 ACV 每小时的耗油量与汽车相似,而载重也相似。另一些则消耗得多得多。

据 Fitzgerald 称,ACV “消耗相当多的燃料。” 然而,他认为将 ACV 与汽车进行比较是不公平的。“当一辆汽车在路上行驶时,”他解释说,“它是在每英里造价一百万美元的赛道上行驶,这使得它的燃油效率大大提高。” ACV 的设计使其可以穿越无路和通常无法通行的地形。就军用气垫船而言,Fitzgerald 承认它们比船只或卡车类交通工具的燃油效率低得多。“当您必须将一辆该死的坦克运到海滩时,谈论效率毫无意义。”同样高的运营成本趋势也适用于商业渡轮:例如,自 1959 年以来横渡英吉利海峡的气垫船服务于 2000 年停止运营。

如何保持车辆在移动时下方有气垫一直是 ACV 的一个主要设计挑战,这阻碍了燃油效率和稳定性。已经使用了柔性和刚性裙边,它们旨在将空气困在车辆下方。但裙边往往磨损很快。“很大一部分技术在于裙边,”Fitzgerald 说。“这是在您要泵入多少空气来提升气垫船,以及您想在多大程度上牺牲裙边之间的一种权衡。”空气越多,升力越大,裙边的磨损就越小,但这需要更多的燃料。此外,在 ACV 变得不稳定之前,其升力范围是有限的。据 Fitzgerald 称,“这大约是车辆宽度的十分之一。”

然后是转向问题。对于那些设想无轮汽车在街上飞驰的人来说,事实证明,ACV 很难操控,并且很容易受到风、天气和过往车辆造成的压力变化的影响。一条满载 ACV 的高速公路更像是一场碰碰车游戏。Fitzgerald 说,目前的公路设计并不适合这种浮动飞行器。它们的表面是圆形的,以便排水,“但 [对于 ACV 来说] 它们应该是凹陷的。” Fitzgerald 说,已经提出了许多想法来尝试在拥挤的道路环境中控制 ACV。“所有显而易见的想法,”他指出,“比如在上面装上 [小型转向] 轮子。但如果你装上轮子,你会很快发现最好的办法就是扔掉气垫船,继续使用 [汽车]。”

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在 20 世纪 60 年代末,ACV 设计者还提出了履带式版本来解决转向问题,这与 Radebaugh 在他的 Flying Carpet Car 中描绘的版本类似。最著名的履带式 ACV 项目是法国的 Aérotrain,该项目旨在取代法国老化的铁路网络。但在奥尔良北部乡村建造了数英里的高架混凝土轨道后,该项目于 20 世纪 70 年代中期被放弃。维护加压的技术问题和大型风扇产生的噪音问题——以及政治因素——导致了这个备受瞩目的项目失败。大约在同一时间,英国尝试了他们自己的版本,称为 Tracked Hovercraft,它承诺将乘客从伦敦运送到爱丁堡,时速 330 英里,将超过六小时的汽车行程缩短到不到 90 分钟。技术困难和过高的成本导致该项目于 1973 年中止。在 20 世纪 60 年代末,工程公司 Grumman 为美国交通部探索了一个类似的履带式 ACV 项目,但该项目从未获得批准。

尽管有许多不幸的项目,ACV 技术今天确实存在——在不太公开的交通领域取得了成功。市场可以分为 Fitzgerald 所说的“重工业”和“轻工业”。重工业主要由军事用途主导,用于两栖部队的移动和后勤。ACV 在制造业和仓库中用于搬运超重货物。此外,还有一些客运气垫船渡轮仍在运营,尽管大多数已被双体船式高速渡轮取代,后者的运营成本较低。

轻工业包括依赖专用气垫船的当地紧急服务部门,例如Neoteric 的救援型号Griffon Hoverwork 的搜救 ACV,用于在地形复杂的地区执行救援任务。此外,还有个人娱乐市场。

Neoteric Hovercraft 在冰面上滑行。

六十多年后,Fitzgerald 对 ACV 市场的未来仍然充满乐观。“如果你看看我们现有的整个交通系统,”他指出,“有一个小地方,没有什么能很好地工作——薄冰、泥泞、水流湍急的水域和浅水域。” ACV 可以在这些类型的环境中起飞。他表示,沼泽地区、地形不稳定的地区、易受洪水侵袭的土地以及经历长期极端高温的地区(这可能导致路面不稳定)也可以从 ACV 中受益。“气垫船在这些地方能做的事情是其他任何东西都无法比拟的。”在未来更温暖、自然灾害更频繁的地球上,气垫船也可能是一种有前途的交通方式:“ACV 独能做得很好的‘小地方’可能会扩大,”Fitzgerald 说,即使只是为了救援任务。

尽管今天有少数几家公司制造气垫船,但 Neoteric Hovercraft 可能是唯一一家自 ACV 在 20 世纪 50 年代至 60 年代的全盛时期以来一直持续经营的美国公司。Fitzgerald 表示,他能够适应市场需求,同时坚持制造个人尺寸气垫船的使命,这使他的企业得以生存。“我尝试了各种不同的型号,以找出市场的需求,”他说。“现在,我们的最大市场是个人。”

如果您一直梦想着拥有一辆像 Radebaugh 那样的无轮汽车,可以像飞机一样飞行,像船一样漂浮,或者像汽车一样在任何表面——湿的、干的、泥泞的或冰冻的——上行驶,那么您无需等待。您可以在市场上购买到价格与汽车差不多的 ACV。但您仍然希望将城市或高速公路驾驶留给燃油动力或电动汽车

 

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比尔·古尔吉

特约撰稿人

比尔·古尔吉(Bill Gourgey)是《Popular Science》杂志的撰稿人,也是一位非官方的数字考古学家,他喜欢挖掘PopSci庞大的档案库来更新值得关注的旧故事(是的,旋转木马也是值得关注的)。


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