微波飞机

用微波的能量作飞机的动力,是航空学家多年来的理想。但是,由于技术的问题,一直未能实现。目前,美国和加拿大等国家,已经开始对这种飞机进行实质性的研制,使这一理想的实现出现了曙光。

微波是一种波长较短的无线电波,早在 19 世纪,德国物理学家赫兹和美国科学家特斯拉就对它进行过研究。这种波有一个特点,它可以聚集成一个很窄的波束,定向向外界发射。这样,它的能量不会分散,而且可以集中到一处去使用,这就为远距离使用无线电的能量提供了可能。

1899 年,特斯拉在高楼上进行了微波发射的试验。第二次世界大战后, 由微波传输能量的试验获得成功。接着,就有一些国家开始研究,怎样从地面发射微波能,供飞机作为发动机的动力。为了使飞机能得到足够的动力, 可以多设一些微波发射站。通过定向天线,把各个发射站发出的微波集中到一起,对准飞机发射。而且要随着飞机的飞行,地面定向发射天线也要跟着一起运动,以便微波能可以持续不断地集中到飞行的飞机上。

微波飞机目前有两种设计方案。一种是螺旋桨飞机。这种飞机上装有半导体整流设备,它可以把地面射来的微波能,转变为直流电,直流电带动电动机,电动机带动螺旋桨旋转;另一种是喷气式飞机。这种飞机可以将接收到的微波,直接加热喷气发动机的压缩空气,然后从尾喷管中喷出去。

1978 年 10 月,加拿大设计了一种高空无人驾驶飞机。它的翼展长为 4.57 米,双翼呈 V 字形往上翘。机体后面装了一个大圆盘。在大圆盘和机翼上, 装着一层薄薄的半导体硅整流二极管,类似太阳能飞机上的光电管。这架飞机的用途是准备作为微波通讯的中继站,以代替通信卫星。

美国也设计了一种这样的飞机,它的翼展为 46 米,总重量为 270 千克,

上面装有 40 马力的电动机来带动螺旋桨。供应这架飞机微波束的地面天线阵

列分布面积为 91 米×91 米,足以使飞机在 2 万米的高空,作“8”字形的航

线飞行 80 天。这架飞机是为环境监控用的,上面装有 68 公斤重的遥感设备, 可拍摄地面交通和农作物、森林情况,采集大气中二氧化碳浓度等。

美国设计的“阿波罗”号轻型飞机,则是一种用微波作动力的喷气飞机。它是一种有人驾驶的飞机,可以爬高 1.2 万米。这种飞机还备有自带燃料, 以便在大气层外飞行。

微波飞机的优点是可以大大节省传统的燃料,减少燃气的污染。但是, 它却带来了另外一种污染,即电磁波污染,微波是一种对人体和环境都十分有害的电波。此外,目前这种飞机的造价(主要是地面微波发射设备)较大, 而且飞机的载重也有待提高。