关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
在 1940 年代后期,火箭背包——多年来也被称为“火箭带”、“跳跃带”和“喷气背心”——不再仅仅是漫画书中的概念,当时美国军方位于阿拉巴马州亨茨维尔的红石兵工厂的工程师开始试验火箭,这种火箭可以用来将人带到空中,并允许他或她再次安全着陆,用脚作为起落架。1952 年,发明家托马斯·摩尔紧紧地绑在他的圆柱形背包上,在红石兵工厂的空中盘旋了几秒钟,但这足以发起一系列运动,以开发将个人飞行变为现实的技术。
这些高飞的希望很快因许多限制而受到抑制,最重要的是无法让飞行员在空中停留足够长的时间来做任何具有军事意义的事情,然后燃料耗尽。当红石团队的资金耗尽时,下一步落到了纽约州尼亚加拉瀑布城的贝尔航空系统公司。
美国陆军在 1959 年与贝尔公司签订合同,开发他们所称的 120 磅“小型火箭升降装置”,飞行员可以将其绑在身上,并使用摩托车式旋转手柄来控制油门和偏航。贝尔公司于 1961 年 4 月展示了其火箭带,当时飞行员哈罗德·格雷厄姆在北卡罗来纳州布拉格堡以每小时 7 到 10 英里(11 到 16 公里)的速度飞行了 13 秒,距离为 112 英尺(34 米)。在军方的推动下,贝尔公司还制定了喷气动力背包的计划,该背包在航程和速度上都将优于火箭带,飞行速度高达 100 英里/小时(160 公里/小时)。
根据贝尔公司 1968 年向军方提交的一份公司报告,贝尔公司的喷气背包(阅读个人喷气背包能起飞吗?)将用于“轻型机动系统任务”,包括武装和目视侦察以及空中火力部队支援和信使服务。然而,贝尔公司当年向五角大楼展示的喷气背包未能获得他们的批准。“它是涡轮发动机,而且相当重,”加利福尼亚州山景城火箭和喷气背包制造商 Thunderbolt Aerosystems, Inc 的创始人卡梅洛·阿马雷纳说。“军方认为它太笨重了,所以他们没有接受它。”
火箭带的情况也好不到哪里去。“贝尔公司无法开发出真正实用的长时飞行装置,”能源部费米国家加速器实验室的辐射物理学家 威廉·希金斯 在伊利诺伊州巴达维亚说,他也是一位火箭背包爱好者。阿马雷纳说,贝尔公司的工程师在降低发动机噪音方面也未获成功,这意味着它们不太适合侦察,他还补充说,“军方不希望他们的美国大兵成为敌人的靶子。”
大多数火箭背包由两个装有液态过氧化氢的圆筒和一个装有高压氮气的圆筒组成,高压氮气将过氧化氢压入气体发生器,在那里它与银催化剂剧烈反应,产生一股过热至 1,370 华氏度(743 摄氏度)的蒸汽流。这种热气通过背包两侧的两个喷嘴排出,产生向上的推力。
达拉斯 Powerhouse Productions, Inc. 的总经理丹·施伦德说,过氧化氢是一个不错的选择,因为它不会产生对飞行员有毒的副产品。在过去的三十年里,该公司已经在 35 多个国家使用其 Rocketbelt 设备举办了火箭背包展览。“多年来,没有任何东西被证明比过氧化氢更好,”他补充道。
今天的火箭背包由训练有素的专业人员驾驶,他们在空中以高达 35 英里/小时(55 公里/小时)的速度飞行。“一旦你打开油门,你就会离开地面,”施伦德说,他以“火箭人”的名号飞行,并且是美国演员工会附属的特技演员,曾在现场表演、电影(最近的是今年的 止损)和电视节目(包括 德州巡警)中表演。“感觉就像你在沿着缆绳上升。”为了控制上升,飞行员(体重必须不超过约 175 磅或 80 公斤)用右手控制油门,左手控制偏航,使飞行器左右移动,从而保持自身直立。“这很像跳舞,”他补充道。为了下降,飞行员松开油门。虽然 Powerhouse 的火箭带可以在空中停留 30 秒,但飞行员被指示将飞行时间保持在 28 秒以下。
施伦德承认,尽管如此,以过氧化氢为动力的火箭背包不太可能在空中停留超过一分钟,因为更大的油箱尺寸会产生额外的重量,从而抵消额外的燃料。Powerhouse 的火箭背包携带 7 加仑(26.5 升)燃料,满载时重 165 磅(75 公斤),并产生 800 马力。
火箭背包已被证明擅长一件事:聚集人群观看人类飞行。对喷气背包技术的兴趣在很大程度上说明了人们对未来的想象,“包括我们经常犯错这一事实,”已故科学家卡尔·萨根的儿子 尼克·萨根 说,他在 你管这叫未来?一书中写到了火箭背包以及其他几种设备的失败承诺,这本书由芝加哥评论出版社本月出版,由他与马克·弗拉里和安迪·沃克合著。“我认为这很遗憾,因为用喷气背包去任何你想去的地方的可能性确实令人兴奋。这是对我们统治权的终极表达。”
查看幻灯片