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海陆空独行侠


□ 凌启渝

  模仿海豚的小艇
  
  波涛汹涌的大海中,有东西在快速前进,一会儿在水面冲浪,一会儿又钻入水中,还时不时沿自身的轴心翻滚两下。你会说,那是只海豚吧?没错!不过那是只仿生海豚小艇。
  仿生海豚小艇的大名叫“可变姿态可潜式水翼船”,是一种新概念的海洋运输设备。海豚小艇可以完全沉入水中行进,不过它的机制与传统潜艇完全不同。传统潜艇通过承载超过排水重量的压载物来下沉;而海豚小艇潜入水中,则是利用前冲动力和可变的俯仰角度。它也是世界上唯一不需要使用压载物就能潜水的船型,一旦在潜水期间出点毛病,海豚小艇能迅速升到水面待援或自救。
  目前,一家名为Innespace的美国公司已成功制造了一艘长4.4米的“天使”号小艇。它的机身采用胺基甲酸乙酯泡沫,裹以玻璃纤维和凯夫拉尔芳纶纤维。座舱盖则是由“F-16”喷气式战斗机的舷窗改制而成,厚1.2厘米,密闭性良好。“天使”号可以完成其他水上设备做不到的特技,包括以32千米的时速潜水20秒,或敞开天篷以48千米的时速在水面滑行;俯冲入水,再从水中跃起;在水面沿自身轴线翻滚;潜水到橡皮筏或其他船只下方等。
  值得一提的是,“天使”号的下潜极限为水下几米的范围内。这是由于其强大的发动机需要耗用大量空气,这些空气是靠位于背鳍部的浮潜气孔吸入的。一旦气孔浸没在水中,新鲜空气的补给被切断,发动机将失去动力。
  
  自保平衡的两轮车
  
  两个轮子的车,能平稳行驶吗?当然可以,自行车就是最好的例子。那么两个轮子并排的车能行驶吗?可能有人会想到神话中哪吒的风火轮。
  不过,现实生活中已经有了这样的车,它的名字叫“赛格威”(Segway)。它其实是一种电动的滑板车,两轮之间是60厘米见方的底盘,行进时离地面只有约20厘米,底盘上支着一根直立的操纵杆。“赛格威”的驾驶员没有坐席,而是站在底盘上,这种设计让人充分享受“人车合一”的奇妙感受。前进或后退靠身体重心变化就能实现:身体前倾,车就前进;身体后仰,车就后退;人站直了,车就停下。左转或右转时,则需要操纵手柄来完成。
  “赛格威”依靠电池驱动,最高速度为每小时19千米,其最大的特点是能自动保持平衡。“赛格威”采用由特殊的电晶体硅材料制成的陀螺仪传感器,这种传感器巧妙地运用了科里奥利力(地球自转偏向力),能在非常小的位移中确定倾斜的参数,包括方向和倾斜的速度。“赛格威”配备5组这样的传感器,3组用来检测前、后和左右的倾斜,另外2组用来提高安全性。传感器采集的信息被传送到“大脑”——电子控制器电路板,它检测所有的稳定性信息,通过快速计算,对电动机的速度作相应调整。这种调整要极其精确,才能防止“赛格威”倾倒。“赛格威”备有两块电路板,当一块出毛病时,作为备份的另一块会承担所有的功能,让使用者从容不迫地停下来。 ......
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摘自:中学科技 Tags:海陆 独行侠
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