世界飛行背包現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

世界飛行背包現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)飛行背包（又名“火箭背帶”“單人飛行器”）是一種將小型推進(jìn)裝置捆扎或者背負(fù)在操作人員背部，通過(guò)使用控制臺(tái)操作類似飛機(jī)或者火箭發(fā)動(dòng)機(jī)原理的發(fā)動(dòng)機(jī)，使單個(gè)操作人員可以快速和安全地進(jìn)行短距離飛行并安全著陸的飛行器。自20世紀(jì)問(wèn)世以來(lái)，飛行背包就以其極富科幻色采的飛行方式引起眾多飛行愛(ài)好者和科技人員的興趣，經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展，全球范圍內(nèi)從事飛行背包研發(fā)的公司與個(gè)人已經(jīng)發(fā)展出了多種實(shí)用型號(hào)，并不斷以炫酷姿態(tài)浮現(xiàn)在世人面前，進(jìn)一步刺激人們追求飛行的愿望。盡管當(dāng)前飛行背包仍面臨滯空時(shí)間短、飛行成本高、操作復(fù)雜等問(wèn)題，但其發(fā)展?jié)摿κ志薮蟆ｏw行背包的分類世界各類飛行背包所采用的技術(shù)方案、性能參數(shù)、市場(chǎng)定位等具有較大差異，參照飛行器分類標(biāo)準(zhǔn)可按照以下方式進(jìn)行分類。按照發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理可以分為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)型和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)型，前者包括渦噴型和泯扇型，典型代表為馬丁系列，具有飛行時(shí)間長(zhǎng)、成本低、安全性好等特點(diǎn)，而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)型的典型代表是JetPI公司的H202系列，飛行時(shí)間普遍偏短，飛行距離和高度十分受限，但裝備質(zhì)量輕、機(jī)動(dòng)靈便，能快速穿戴，實(shí)現(xiàn)“想飛就飛”；按照起降方式可以分為垂直起降型、投放型、滑跑型，典型代表分別為雷電航空系統(tǒng)公司的TP-R2G2系列、伊夫?羅西的噴氣翼包、弗瑞特茲?優(yōu)格的“天空閃光”；按照研發(fā)目的可以分為面向市場(chǎng)型和個(gè)人娛樂(lè)型，由公司研發(fā)的各類飛行背包基本都是面向市場(chǎng)研發(fā)，定位在對(duì)用戶進(jìn)行培訓(xùn)后即可操作使用，目前個(gè)別已經(jīng)投放市場(chǎng)，而伊夫?羅西和特洛伊-哈特門的飛行背包都是具有飛機(jī)駕駛經(jīng)驗(yàn)的飛行愛(ài)好者的個(gè)人研發(fā)，對(duì)人員要求較高，基本處于僅供個(gè)人使用狀態(tài)。止匕外，飛行背包按照所需燃料還可以分為汽油型、煤油型、火箭推進(jìn)劑型，按照飛行空域還可分為超低空型、低空型、中高空型等。當(dāng)前，飛行背包正在迎來(lái)一個(gè)技術(shù)不斷提升、型號(hào)不斷完善、市場(chǎng)不斷擴(kuò)大的大好機(jī)遇期。飛行背包的起源20世紀(jì)60年代，美國(guó)軍方同貝爾航空系統(tǒng)公司進(jìn)行談判，希翼后者研發(fā)一款能讓士兵飛躍河流、雷區(qū)、障礙物的小型火箭提升裝置。按照合同，貝爾航空系統(tǒng)公司生產(chǎn)出了使用90%過(guò)氧化氫作為燃料，能產(chǎn)生127千牛推力的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。1961年4月20日，哈羅德?格拉哈姆成為第一位在世人面前操作飛行背包進(jìn)行自由飛行的飛行員，此次飛行時(shí)間13秒,飛行速度3?5米/秒，飛行距離約35米。盡管當(dāng)時(shí)貝爾航空系統(tǒng)公司已經(jīng)投入了約38萬(wàn)美元，但飛行試驗(yàn)結(jié)果不盡如人意，惟獨(dú)20秒擺布的滯空時(shí)間，徹底無(wú)法達(dá)到預(yù)期，這一概念逐漸被軍方拋卻。但是，這一具有前瞻性的飛行器卻受到了眾多飛行愛(ài)好者的關(guān)注，飛行背包甚至浮現(xiàn)在007系列電影和1984年洛杉磯奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上。隨著科技的不斷進(jìn)步，各國(guó)科學(xué)家們?cè)谕晟骑w行背包上已經(jīng)進(jìn)行了許多嘗試，并且取得了各種成果。雖然這一概念仍具有一定風(fēng)險(xiǎn)，但經(jīng)過(guò)不懈努力，單人飛行夢(mèng)想已經(jīng)浮現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)世界中。世界知名飛行背包馬丁飛行背包排在2022《時(shí)代》雜志50項(xiàng)頂級(jí)發(fā)明之列的馬丁飛行背包是由馬丁飛機(jī)公司創(chuàng)造的世界上第一款實(shí)用型飛行背包。其發(fā)明人新西蘭人格倫?馬丁于1981年開(kāi)始關(guān)注飛行背包的概念并著手進(jìn)行研發(fā)工作，1998年建立馬丁飛機(jī)公司。2022年，馬丁飛行背包在美國(guó)一次航展上小試身手，國(guó)際社會(huì)反響令人吃驚。馬丁認(rèn)為它堪比戰(zhàn)斗機(jī)，或者將徹底改變航空業(yè)。馬丁飛行背包采用雙導(dǎo)管風(fēng)扇提升升力設(shè)計(jì)，使用摩托發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)汽車風(fēng)扇皮帶驅(qū)動(dòng)兩個(gè)風(fēng)扇在酒桶形裝置內(nèi)水平旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料箱和飛行員處于升力風(fēng)扇中間及下方，以降低重力中心，避免在飛行中上下顛倒。主要使用高強(qiáng)度輕質(zhì)碳纖維制作背包主要構(gòu)件，在原材料中還添加了少量纖維B（一種復(fù)合纖維組織，使被添加物更加堅(jiān)固），使飛行背包全部重量達(dá)到了200千克。飛行背包使用一臺(tái)容量2升、200馬力的V4雙沖程汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，能承載120千克質(zhì)量，飛行時(shí)間約30分鐘，最大速度74千米/小時(shí)，最高飛行高度可達(dá)1000米。該背包可進(jìn)行垂直起降，適合在其他飛行器無(wú)法到達(dá)的狹小空間內(nèi)使用，使用電傳控制技術(shù)和彈射式降落傘系統(tǒng)，這使其成為最安全的飛行背包之一。JetPI公司H202系列H202系列飛行背包由美國(guó)人特洛伊-溫迪格林在其家鄉(xiāng)丹佛創(chuàng)立的飛行背包國(guó)際公司創(chuàng)造。其發(fā)動(dòng)機(jī)使用低燃性過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氮相互作用產(chǎn)生推力，燃料箱容量為16.2升，可承載一位體重81.6千克的飛行員，最大速度H2.6千米/小時(shí)，飛行距離可達(dá)402米,飛行高度36.5米，飛行時(shí)間23秒。作為H202改進(jìn)型的H202-Z飛行背包是目前世界上最輕最小的飛行背包，整機(jī)約為56千克，整體質(zhì)量較馬丁飛行背包輕許多，比其原型具有更大的推力、更遠(yuǎn)的飛行距離和更長(zhǎng)的滯空時(shí)間。H202-Z型仍能攜帶81.6千克的飛行員，最大飛行速度可達(dá)到124千米/小時(shí)。其發(fā)動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生近136千牛推力，全部飛行時(shí)間33秒，燃料箱容積20升，飛行距離可達(dá)762米。2022年7月，該飛行背包在百度新聞和極客公園發(fā)起舉辦的新飛行時(shí)代論壇上由飛行經(jīng)驗(yàn)豐富的尼克?麥康柏駕駛實(shí)現(xiàn)了在華首飛，引起了眾多參觀者的極大興趣。TAM公司的“火箭背帶”系列名為“火箭背帶”的系列飛行背包由墨西哥航天科技公司（TAM）生產(chǎn)，該公司是世界上第一家，也是惟一一家使用先進(jìn)技術(shù)和航空材料生產(chǎn)全套定制型飛行背包的公司，其使用特殊蒸儲(chǔ)機(jī)生產(chǎn)自己的火箭級(jí)過(guò)氧化氫燃料。TAM公司的“火箭背帶”系列飛行背包可使用3個(gè)不同的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和框架尺寸以適應(yīng)不同飛行員體重，針對(duì)不同的平衡性、穩(wěn)定性、操控性等飛行要求，可選擇長(zhǎng)、中、短共3種不同大小的燃料箱，同時(shí)還有5種控制閥和流速，5種不同的噴管配置，為飛行員定制的碳纖維緊身衣。TAM公司研發(fā)的抬頭顯示型電子控制計(jì)時(shí)器，還提供5次在定制飛行背包上的飛行訓(xùn)練，以及全天24小時(shí)全球技術(shù)保障。雷電航空系統(tǒng)公司TP-R2G2系列雷電航空系統(tǒng)公司在2022?2022年生產(chǎn)的TP-R2G2型飛行背包是TP-R1G2型的后續(xù)產(chǎn)品。TP-R2G2型生產(chǎn)了兩個(gè)型號(hào)：TP-R2G2M（單元推進(jìn)劑型）和TP-R2G2D（雙燃料型）。TP-R2G2M是該公司的旗艦產(chǎn)品，在承載72.5千克的標(biāo)準(zhǔn)飛行員時(shí)飛行滯空時(shí)間可達(dá)45秒。按照飛行時(shí)燃料載荷、飛行員體重以及負(fù)載和加速度的變化，其實(shí)際滯空時(shí)間也會(huì)不同。TP-R2G2D在承載72.5千克標(biāo)準(zhǔn)飛行員和一個(gè)9千克負(fù)載的情況下，最大滯空時(shí)間為75秒。兩種型號(hào)最大起飛分量都是154千克。TP-R2G2使用高質(zhì)過(guò)氧化氫，雙推型還能使用噴氣推進(jìn)劑JP4、JP5或者JP10。雙推型速度達(dá)到120千米/小時(shí)，飛行距離1112米。伊夫?羅西噴氣翼包瑞士人伊夫?羅西曾經(jīng)擔(dān)任過(guò)瑞士空軍飛行員，退役后在瑞士國(guó)際航空公司工作，同時(shí)他也是大名鼎鼎的噴氣翼包的設(shè)計(jì)師。其設(shè)計(jì)的噴氣翼包集成為了類似飛機(jī)機(jī)翼的翼面，翼展約為2.4米，并裝有4臺(tái)航模用P200“噴氣貓”小型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料為煤油。該飛行背包最初設(shè)計(jì)只安裝2臺(tái)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，后來(lái)安裝了4臺(tái)。由于碳纖維翼面結(jié)構(gòu)限制了垂直起飛能力，所以該型背包需要從直升機(jī)、飛機(jī)或者熱氣球上投放。推進(jìn)系統(tǒng)提供的充足推力能使背包平均速度達(dá)到200千米/小時(shí)，最高速度可達(dá)304千米/小時(shí)。伊夫和他的搭檔一同駕駛該飛行背包飛行過(guò)不少地方，如阿爾卑斯山、富士山、科羅拉多大峽谷等。噴氣翼包飛躍富士山噴氣翼包飛躍富士山特洛伊-哈特門個(gè)人滑翔傘飛行背包特洛伊?哈特門是一位前美軍飛行員，其個(gè)人手工打造了一款由2臺(tái)小型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的飛行背包,該背包的顯著特點(diǎn)就是需要同滑翔傘結(jié)合使用，由2臺(tái)最初用在無(wú)人機(jī)上的小型大功率噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)捆綁在其背部，通過(guò)手中的線控器控制加力，從地面起飛時(shí)需要足夠大的風(fēng)才干展開(kāi)滑翔傘進(jìn)行加力起飛，所以該飛行背包更像是帶有背負(fù)式動(dòng)力的滑翔傘。哈特門從2022年開(kāi)始研究噴氣翼，后來(lái)發(fā)展成單人飛行背包。作為飛行背包設(shè)計(jì)測(cè)試的一部份，哈特門在2022年8月成功使其噴氣背包以“速度翼”飛行。動(dòng)力間產(chǎn)品公司飛行背包動(dòng)力間產(chǎn)品公司的飛行背包在1981年7月問(wèn)世，該公司由俗稱“火箭人”的肯尼?吉布森擁有并運(yùn)營(yíng)，其飛行背包性能通過(guò)公司在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行的展示中多次得到驗(yàn)證。動(dòng)力間產(chǎn)品公司已經(jīng)在40多個(gè)國(guó)家里進(jìn)行了700多次飛行展示。該公司的飛行背包不銷售，但可以租。該飛行背包使用非易燃性推進(jìn)劑以實(shí)現(xiàn)362千牛推力。飛行背包可飛行150?200米距離，高度可達(dá)20?25米。弗瑞特茲?優(yōu)格的飛行背包“天空閃光”飛行背包由德國(guó)人弗瑞特茲?優(yōu)格和他一幫德國(guó)火伴靠微薄的網(wǎng)站廣告和捐款資助完成。該飛行背包有可變形的機(jī)翼、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、機(jī)翼內(nèi)置油箱，與其說(shuō)是飛行背包，倒不如說(shuō)是世界上最小的一款“單人懸掛式飛機(jī)”。該背包使用現(xiàn)代飛機(jī)才有的機(jī)翼形變技術(shù)，只是變化范圍很小。其硬質(zhì)翼翼展約3.4米,使用安裝在“翼體”內(nèi)的兩臺(tái)微型柴油渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。該背包內(nèi)置計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備，計(jì)算機(jī)通過(guò)綁扎在飛行員手臂上的8英寸圖形接口進(jìn)行控制。該背包從地面起飛時(shí)使用4個(gè)附著在飛行員胸部和腹部的25.4厘米越野輪滑行起飛，具有在草地上的起飛的能力，全重25千克，最大起飛分量161千克。兩臺(tái)強(qiáng)有力的B300F發(fā)動(dòng)機(jī)能為起飛提供充足動(dòng)力。在2022年6月進(jìn)行的飛行測(cè)試中，“天空閃光”以1.5米高度飛行了35米。全段測(cè)試中，由80千克的配重替代飛行員。雖然仍處于測(cè)試階段，“天空閃光”飛行背包設(shè)計(jì)要最終實(shí)現(xiàn)巡航速度126千米/小時(shí)，距離100千米，最大飛行高度3600米，飛行時(shí)間1小時(shí)。優(yōu)格對(duì)該背包如何實(shí)現(xiàn)安全著陸仍閃爍其詞，據(jù)猜測(cè)應(yīng)該是采用降落傘方式著陸。發(fā)展前景盡管現(xiàn)有各種飛行背包無(wú)法像科幻大片一樣隨時(shí)隨地想飛就飛，更不能像經(jīng)典的《紅色警戒》游戲里飛行兵一樣投入戰(zhàn)斗，但這項(xiàng)奇妙的發(fā)明仍具有很大的發(fā)展?jié)摿?。一個(gè)發(fā)展方向就是飛行背包最初發(fā)展的各項(xiàng)“正規(guī)”用途，例如偵察、勘察、救援等。走在前列的就是馬丁飛行背包，飛行速度快、滯空時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)使其可以進(jìn)入一些從地面難以到達(dá)的區(qū)域，一些軍方、民防機(jī)構(gòu)就對(duì)其產(chǎn)生了濃厚的興趣。2022年11月，迪拜為其消防部門以15萬(wàn)美元的單價(jià)采購(gòu)20個(gè)馬丁飛行背包，成為世界上第一個(gè)批量使用飛行背包的用戶，主要用于高層樓宇災(zāi)情勘察與救援。馬丁飛行背包1分鐘內(nèi)就能飛到1000米高度，超過(guò)迪拜最高建造828米的哈利法塔，其滯空時(shí)間可達(dá)30分鐘，為飛行員提供了充足時(shí)間查看火情，并向地面人員匯報(bào)。同時(shí)，馬丁飛行背包還可以進(jìn)行無(wú)人或者遙控飛行，一位飛行員可以引領(lǐng)另一個(gè)飛行背包到受困人員的位置進(jìn)行救援，一同飛離火場(chǎng)。由于馬丁飛行背包體積仍偏大，不便于運(yùn)輸，實(shí)際使用效能仍有待實(shí)踐檢驗(yàn)。另一個(gè)發(fā)展方向就是近幾年發(fā)展迅速的休閑娛樂(lè)業(yè)。將燃料量和滯空時(shí)間這一矛盾解決較好的就是娛樂(lè)用水上飛行背包，其采用“就地取材”方式，使用柔軟的輸水管與背包相連，通過(guò)反向噴水提供動(dòng)力，能長(zhǎng)期在距水面9米擺布飛行，現(xiàn)在已經(jīng)成為風(fēng)靡世界的高端水上休閑運(yùn)動(dòng)。其他火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行背包雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)短距離飛行，但依舊是土豪飛行愛(ài)好者才玩得起的玩具，單次飛行成本較高仍是制約其市場(chǎng)化的瓶頸。目前，對(duì)飛行背包如何有效進(jìn)行監(jiān)管在絕大部份國(guó)家仍處于