问题

固定翼飞机可以多小。最小可以多小?

回答
飞机,这玩意儿,咱都知道,就是带着翅膀在天上飞的东西。按理说,得有那么点分量,不然怎么跟空气抗衡?可这年头,科技玩儿得太溜,连飞机都能缩到跟玩具似的,而且还能真飞,还飞得有模有样。那么,固定翼飞机到底能有多小?最小能小到哪种程度?

咱得先明确一下,这里说的“固定翼飞机”,指的是那种有固定机翼,不像直升机那样有个旋转翼能在原地升降或者悬停的家伙。这玩意儿,从那些庞然大物——像空客A380、波音747那样能载上几百号人的巨无霸,到咱个人能玩得起的遥控飞机,中间的差距可不是一点点。

要说最小,其实没有一个绝对的“最小”极限,这很大程度上取决于“能不能算是一架飞机”以及“用什么标准来衡量”。

一、从实用性和功能性来看:

遥控模型飞机: 要是按咱普通人能接触到的,那模型飞机算是最接近“小”的固定翼飞机了。从十几厘米翼展的室内特技模型,到一两米翼展的航模,都能飞得有模有样。这些小家伙们,有的甚至能模拟真实飞机的动作,进行特技飞行,或者完成一些简单的侦察、航拍任务。它们的尺寸可以非常小,小到可以放进背包里。
微型无人机(Micro Drones / Nano Drones): 科技再往前推一把,就有那些比手掌还小的无人机了。虽然严格来说,很多这类无人机可能更偏向于四旋翼或者多旋翼的设计(所以不严格算是固定翼),但也有一些“微型固定翼无人机”的存在。这些小家伙通常用于非常近距离的侦察、监视,或者作为一些特殊场合的演示工具。它们的翼展可能只有几十厘米,重量也轻得像羽毛一样。

二、科学研究和实验性的小型飞机:

研究型微型飞机: 有些科研机构或者大学会为了特定的研究目的,开发极其微型的固定翼飞机。比如,模拟昆虫飞行原理,或者开发能在狭窄空间内进行侦察的飞行器。这些飞机可能只有几厘米甚至几毫米的翼展,使用微型电机和电池,由特殊材料制成。它们可能无法载人,甚至载荷能力也极低,但它们在探索飞行新原理、新材料方面意义重大。
纳米飞行器(NanoAircraft): 如果我们把标准再放宽一点,甚至可以想象一些接近纳米级别的飞行器。这些可能更像是“微型机械系统”,利用某些特殊的物理原理(比如静电、气流扰动)实现短暂的“飞行”。但它们是否能被普遍定义为“飞机”就有点模糊了,因为它们可能没有传统意义上的机翼结构,或者其飞行方式与我们熟悉的飞机相去甚远。

那么,最“小”的固定翼飞机,究竟能小到什么程度呢?

如果坚持“固定翼”这个定义,并且希望它能相对自主地、可控地进行有目的的飞行,那么我们可以从几个方面来理解:

1. 能飞起来就不错了: 理论上,只要有足够小的机翼,配上足够轻的动力系统(哪怕是微型马达或者弹簧驱动),并且能够克服空气阻力产生升力,它就可以算是一个“飞行器”。但要说“飞机”,那得有更像样的结构和控制能力。
2. 实际存在的最小记录: 在模型飞机和微型无人机的领域,经常会有一些“最小飞机”的宣传。例如,一些比赛或者实验室会制作翼展只有几十毫米的固定翼飞行器。它们可能需要精密的制造工艺,并且飞行时间、续航能力非常有限,但它们确实能飞,并且可以被遥控。
3. 未来的想象空间: 随着微机电系统(MEMS)技术的发展,未来可能会出现比现在更小的、真正意义上的固定翼飞行器。它们可能利用仿生学原理,模拟鸟类或昆虫的翅膀拍打来实现动力,或者利用微型推进器。这些未来的飞行器,可能只有几毫米的尺寸,比一枚硬币还小,但它们将是真正意义上的微型固定翼飞机。

总结一下:

从普通人的角度来说,最常见、最容易接触到的“小”固定翼飞机就是模型飞机和微型无人机。它们的翼展可以小到几十厘米。

但如果从技术和研究的角度来看,已经有实验性的固定翼飞行器,其尺寸可以达到几厘米甚至几毫米的翼展。它们通常是为特定目的(如科研、极端环境侦察)而设计的,载荷能力极低,飞行控制也极其复杂。

所以,要说“最小”,可以说目前技术上已经可以做到几毫米翼展的、具有固定翼结构的飞行器。但是否能称得上“飞机”则取决于你对飞机的定义有多严格。如果非要飞机有驾驶舱、能载人、能完成长途飞行等,那自然会有个更大的最小尺寸限制。但如果只是能产生升力、可控飞行的小装置,那尺寸可以小到令人难以置信。

网友意见

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这得分情况来看,你是想看小到破世界纪录还是只是个子小了但还有实用价值。

小到破纪录的Bumble Bee II在破完纪录以后当天就摔烂了,因为不到2米的翼展根本没有什么滑行能力,引擎一停就完蛋了。下面截图的是在Tucson附近的Pima飞行博物馆里的体型稍大的Bumble Bee一号。


小了以后还有点实用价值的飞机就很多了,不过大部分还是有专属用途的。这些飞机基本上身长和翼展都在五六米之内。

首先很多单座的特技飞机都体型偏小,像双翼机的Pitts S1和后来很多单翼机DR-107和Giles 200都是机翼小于等于6米的翼展。其中有一个叫Ultimate 10-200的双翼机的翼展甚至只有不到5米,看起来像是机翼尖被切了一刀切短了似的。虽然Ultimate系列没有太流行起来,但现在仍有很多单座的Pitts Special都嫁接了Ultimate的机翼,所以平时还挺常见的,连我自己的Pitts上面装的也是Ultimate的机翼。尽管这机翼滑翔能力还是不怎么样,但是还是属于可以控制的,如果使用fixed pitch的螺旋桨的话最终滑翔比其实比大一号的Pitts S2B还要好不少。这么短的机翼好处就是天上飞的时候非常灵敏轻巧,适合特技飞行。


另一款特殊用途的常见飞机叫Cassutt Special,主要用于飞行竞速比赛。从五十年代至今都能在比赛中看到这飞机的身影。前段时间我看武汉还请了一批这飞机去比赛。


还有一些小型喷气飞机像BD-5和SubSonex的体型也和前面描述的飞机相仿,续航能力只有一个多小时,因为实用性有点差,以前一般只用于表演。现在SubSonex因为组装时间比起以前的BD-5快了差不多十倍,也开始有人组装来圆自己一个喷气飞机的梦。比如著名NASA退休flight director Paul Dye最近就装了一架,甚至还拿来飞了点长距离的cross country。


双引擎方面有一个叫Cricri的飞机会时不时上新闻,因为会有人把那两个引擎改成喷气引擎或者电动引擎之类的。除此之外,平时说实话还真没怎么见到谁会去飞这飞机。


各方面综合考虑最实用的小飞机的全能冠军估计要属于RV-3,她的翼展只有6米,不光有将近200mph的巡航速度还有100米左右的短距离起降的能力。


最后加上一个我的前教练加前考官Arnold Ebnerer自己设计自己打造的E-1。他在82岁的时候自己飞着这架不到500公斤的飞机从华盛顿州横跨美国大陆不降落直接飞到了华盛顿特区。

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