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放飞想象的翅膀(一)
——《大众科学》推出2014年创意发明
刘 霞 综合外电//www.workercn.cn2014-05-06来源:科技日报
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  S2:不需要跑道的私人电动飞机

  据墨西哥《阿兹台克消息》电视台官网4月20日报道,墨西哥一架私人飞机在离阿韦拉州飞机场一公里处坠毁,造成8人死亡,其中有一名10岁大的儿童。目前,尚不明确这起坠机事件的原因。墨西哥国家民防副局长弗朗西斯科称,当时雾气很大,增加了飞机着陆的困难。据悉,私人飞机出事,有一半事故发生在起飞或降落时。这也促使发明家兼企业主乔本·贝维尔特致力于打造出一架能够垂直起落而不需要跑道的私人飞机。

  此前,贝维尔特已经因为设计出了一款类似飞机的风能涡轮机而声名大噪。现在,40岁的贝维尔特组织和调动他的风能团队,开始研制私人电动飞机“S2”,其能像直升机那样垂直起飞,与飞机一样依靠空气动力学原理飞行。

  尽管目前他们还没有研制出一款全尺寸的飞机模型,但贝维尔特和他的研究团队已经制造出了20个4.5公斤重的模型来演示其工作原理。美国国家航空航天局(NASA)也关注到了这款飞机,并提供资金,希望该研究团队研制出一款25千克重的无人飞行器模型。用超级计算机对全尺寸的、771千克的S2进行的模拟表明,它能够乘坐2个人;飞行大约320公里(从纽约飞到波士顿);一小时耗电50千瓦,能效为普通飞机的5倍多。

  贝维尔特表示,在10年前,S2根本不可能研制出来,他认为,新型紧凑且高效的发动机、电池能量密度的不断提高、更加智能的控制系统以及更纤细的传感器等的出现意味着,他的飞机很快会成为现实。他说:“对飞机设计师们来说,这是最好的时代。”

  安全和效率:与传统私人飞机使用的内燃机相比,10个紧凑型的电动发动机的效率提高了3倍,好处是:更多的发动机能降低事故的风险。

  灵活性:可缩回的手臂可以改变发动机的位置,让其在垂直起飞、向前飞行和降落之间自由转换。

  控制:计算机能将发动机的速度调整为4000次/秒,以便让效率达到最优、减少噪音并提高对飞行的控制能力。

  主要发明人:乔本·贝维尔特

  到目前为止的研发成本:几百万美元

  生产商:乔比飞机制造公司(Joby Aviation)

  市场成熟度:★☆☆☆☆

  发电鞋垫:边走路边为手机充电

  当人们行走或奔跑时,每迈出一步都将产生能量,为了不浪费这些能量,美国工程师马特·斯坦顿和卡内基梅隆大学工程学院的学生哈娜·亚历山大密切合作,耗时3年,研制出了一种“脚底发电(SolePower)”系统,可以将人体行走或奔跑时产生的动能变成电能。与传统笨重的充电器和有时起作用、有时却因为天气原因罢工的太阳能充电器相比,这种设备无论是便携性还是经济性都略胜一筹。

  斯坦顿在接受媒体采访时称:“我们最初预想的使用对象是登山者、背包客以及其他一些需要移动电源的户外爱好者。”现在,他们希望“脚底发电”系统除了为上述人群服务之外,还能为生活在电力资源匮乏的偏远地区的居民所用。

  据悉,这是一种可以放置在任何鞋中的鞋垫,重量不到150克,组成元件和手摇式电筒差不多,包括一个电池组。使用者仅需将鞋垫放入鞋中,充电电线会通过鞋带孔连接至固定在脚踝或鞋前端的一套电池组。当行走3至4公里,其产生的能量足以充满一部iPhone手机。

  研究人员表示,他们将于今年秋季在市面上推出这套“脚底发电”系统。也许有人会问,如果使用者的鞋里进水了或者出汗了该怎么办?设计者们早想到了这个问题,他们表示,“脚底发电”系统具备防水功能。目前,给一款智能手机充满电,用户需要行走24公里。但斯坦顿表示,由他们创立的公司正在设计一款行走不到8公里就能给iPhone充满电的系统,而且,其能耐受大约1亿次踩踏和清洗。

  主要发明者:马特·斯坦顿和哈娜·亚历山大

  到目前为止的研发成本:30万美元

  生产商:Sole Power公司

  市场成熟度:★★★★☆

  注射海绵:15秒内为枪伤止血

  在游戏《星际争霸》里,机枪兵受伤以后,有医疗兵可在瞬间为其止血,不过,在现实中处理枪伤等各种致命伤口可没那么简单。当子弹或榴霰弹射中一名士兵,标准的抢救措施是,将纱布塞进伤口5英寸深的地方并使劲压。如果3分钟之后,伤口不再流血,需要将纱布拉出,再填入新纱布。这样不仅止血不够精确,而且还会给患者造成很大的疼痛。

  这么繁琐低效的程序当然有很大的改善空间。军医们估计,在阿富汗和伊拉克战争最猛烈和频繁的那几年,牺牲的士兵中,有90%是因为失血过多,而如果采用更好的急救和护理措施,这些伤员完全可以活下来。

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