波蘭發(fā)明家打造3D打印飛行摩托Airbike
近期波蘭發(fā)明家Tomasz Patan成功研制出一款名為Airbike的飛行摩托。這款飛行器讓人聯(lián)想到電影《星球大戰(zhàn)》中的飛行摩托（Speeder bikes），其獨(dú)特之處在于利用3D打印技術(shù)制造，能夠搭載一人進(jìn)行飛行。
為制造這款A(yù)irbike，Tomasz使用了桌面級(jí)3D打印部件。他通過(guò)一臺(tái)Prusa打印機(jī)，打印出短碳纖維增強(qiáng)部件。隨后，他將這些部件置于真空袋中，并用樹(shù)脂進(jìn)行浸潤(rùn)。這種DIY式的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）制造工藝，此前已在航模和無(wú)人機(jī)愛(ài)好者社群中有所應(yīng)用。人們一直對(duì)碳纖維線材和樹(shù)脂浸潤(rùn)工藝所能獲得的材料性能充滿(mǎn)好奇。眾所周知，許多碳纖維線材本身的強(qiáng)度并不理想，但目前尚無(wú)定論通過(guò)樹(shù)脂浸潤(rùn)處理，是否能讓個(gè)人在家中制造出足以滿(mǎn)足飛行要求的零部件。對(duì)于無(wú)人機(jī)和遙控飛機(jī)領(lǐng)域而言，這種工藝的潛力可能更為巨大，它能讓更多人利用相對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)備配置，實(shí)現(xiàn)一定程度的生產(chǎn)制造。
這種制造方式有望制造出強(qiáng)度更高且能在嚴(yán)苛環(huán)境下快速生產(chǎn)的零部件。如果能夠彌補(bǔ)一定的性能差距，那么意味著可以用成本遠(yuǎn)低于高溫3D打印機(jī)和昂貴材料（如Ultem）的方式，使用成本更低的PA碳纖維材料并進(jìn)行樹(shù)脂浸潤(rùn)，來(lái)獲得性能稍遜但成本更優(yōu)的部件。據(jù)推測(cè)，Tomasz可能還在家中將這些3D打印部件與手工鋪層以及片狀材料相結(jié)合。進(jìn)行此類(lèi)操作的技術(shù)難度極高，且許多樹(shù)脂和纖維材料本身具有危害性。
Tomasz表示，這款飛行摩托搭載了一臺(tái)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，最高時(shí)速可達(dá)200公里。由于沒(méi)有任何機(jī)翼提供升力，一旦發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，該飛行器將如石頭般墜落。傳統(tǒng)的固定翼飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)失效時(shí)，有時(shí)可以通過(guò)滑翔安全著陸。即便是目前飛行風(fēng)險(xiǎn)較高的直升機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)失效時(shí)也能受益于自轉(zhuǎn)效應(yīng)，即旋翼的旋轉(zhuǎn)能為飛行器提供一定的緩沖，從而實(shí)現(xiàn)雖然艱難但尚可生還的著陸。然而，對(duì)于Airbike而言，情況并非如此。該飛行器似乎也沒(méi)有尾梁結(jié)構(gòu)，并且看起來(lái)是單引擎設(shè)計(jì)。
Tomasz此前已在系留狀態(tài)下對(duì)飛行摩托進(jìn)行了測(cè)試。在5月4日，這個(gè)全球知名的“星球大戰(zhàn)日”，Tomasz身著全套沖鋒隊(duì)員的服裝，駕駛Airbike穿梭于森林之中，再現(xiàn)了電影中恩多星（Endor）上飛行摩托追逐的經(jīng)典場(chǎng)面。據(jù)觀察，他似乎使用了本田CB 750摩托車(chē)的油箱和一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。
在YouTube上，也有一位博主發(fā)布了一系列距今已逾十年的視頻，展示了如何從零開(kāi)始制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。另一種選擇是從AMT等公司購(gòu)買(mǎi)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。這些微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)最初是為遙控飛機(jī)設(shè)計(jì)的，但現(xiàn)在正被應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。此外，也可以考慮使用Williams F107或類(lèi)似的發(fā)動(dòng)機(jī)，這類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)通常用于巡航導(dǎo)彈，因此不易獲取。在阿里巴巴等電商平臺(tái)上似乎也有噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)出售，但其中大部分微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的功率似乎不足。另一種可能的選擇是Kh-55 TVD-50發(fā)動(dòng)機(jī)，這是為俄羅斯巡航導(dǎo)彈研制的，并在中國(guó)及其他地區(qū)被仿制。
小批量生產(chǎn)、相對(duì)較小的零部件尺寸、輕量化、較少的零件數(shù)量以及優(yōu)化的零部件設(shè)計(jì)，這些特性使得3D打印技術(shù)與個(gè)人航空以及更廣泛的新興航空領(lǐng)域堪稱(chēng)天作之合。像Airbike這樣的飛行器最終能否成功并成為一款受歡迎的產(chǎn)品？短期內(nèi)或許難以實(shí)現(xiàn)。但是，對(duì)于某些特定人群而言，個(gè)人航空在未來(lái)某個(gè)時(shí)刻或許會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，而如果這一天到來(lái)，那它必將是一個(gè)由3D打印技術(shù)塑造的現(xiàn)實(shí)。
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