令人惊异交通工具：从喷气背包到自驾汽车

高天流云

       据美国国家地理网站报道，从达芬奇设计的人力旋翼螺旋桨直升飞机到巴吉明尼斯特-富勒博士研发的轻型汽车，再到军方战略家打造的一系列惊人设计，空中、陆地和海洋交通工具的面貌一次次发生革命性变化，就连《哈里-波特》中骑士巴士风格的公交系统也在研发之中，以满足消费者对公共交通的需求。

　　《国家地理杂志》“伟大的能源挑战”对一系列惊人的交通工具发明进行了盘点，评选出十大最令人惊异的交通工具，包括人力飞机、手摇潜艇、自驾驶汽车、磁悬浮列车以及私人喷气背包在内的发明纷纷榜上有名。这些交通工具中，有的能够让未来交通更加智能化，有的则只是为了娱乐。



私人喷气背包　　

      使用喷气背包体验飞行乐趣一直是很多人的梦想。这幅照片中的飞行者借助Jetpack International制造的喷气背包在美国科罗拉多州的丹佛上空飞行。这家公司制造了3款喷气背包，每个重180磅(约合81公斤)。其中销售给受过专业训练的飞行员的型号可飞行9分钟，飞行距离达到11英里(约合18公里)，飞行高度可达到250英尺(约合76米)。另外两款只用于演示使用，采用过氧化氢。

　　过氧化氢是一种温和的防腐剂和头发漂白剂，浓缩状态下可充当火箭推进剂。这种物质并不会燃烧，但可以在催化剂作用下分解，进而释放出大量能量。但作为一种可选性推进剂，过氧化氢也有自身缺陷，其中一大缺陷是生产过程需要耗费大量能源。演示用喷气背包最长飞行时间不到1分钟，飞行距离非常有限。

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自驾驶汽车　　

        从理论上说，自驾驶汽车允许人们在通勤路上放松，缓解压力，同时让高速路的交通更加通畅。现在，一些汽车制造商和高科技公司对自驾驶汽车产生浓厚兴趣。谷歌、宝马、沃尔沃、通用汽车和斯坦福大学研制的用于测试的示范型自驾驶汽车外形就像是经过改进的普通汽车。相比之下，一些设计师设计了更富有未来派色彩的自驾驶汽车，例如图片中由旧金山工业设计公司Mike & Maaike设计的自驾驶汽车。这款7座椅自驾驶汽车名为“Atnmbl”，是为2040年设计的电动与太阳能动力车。自驾驶汽车技术已经在一些公路上接受测试。通用汽车高管艾伦-塔布最近表示，可部分自驾驶的汽车有望在这个10年前结束前成为现实。

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“蝉翼信天翁”号人力飞机 　

       一直以来，工程师便不断努力，推动人力陆地、空中和海洋交通工具的极限。图片展示的人力飞机名为“蝉翼信天翁”号，1979年车成为世界上第一架飞跃英吉利海峡的人力飞机。研制“蝉翼信天翁”号由杜邦公司发起，发明家保罗-麦卡克莱迪主刀。“蝉翼信天翁”号采用轻型设计，由碳纤维管、西印度轻木、透明聚酯薄膜和凯夫拉尔纤维制造，同时安装一些线路和泡沫。

　　1959年至1980年，麦卡克莱迪设计了一系列人力-太阳能动力飞机。1971年，他创办了AeroVironment公司。这家公司以无人飞机和电动汽车的充电装置而著称。“蝉翼信天翁”号重70磅(约合31公斤)，由擅长远距离骑行的自行车手“驾驶”，飞行时间不到3小时，超过预计大约1小时，飞行距离达到22.5英里(约合36.2公里)。

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Shweeb单轨人力车　

　  最近，一家名为“Shweeb”的公司在新西兰的罗托鲁瓦游乐园打造了踏板驱动的单轨车系统。2010年9月，谷歌公司投入100万美元，用于这一系统的进一步研发，以适应城市环境的需要。Shweeb网站表示，他们的系统与几个世纪前的轨道车类似，采用实心车轮和硬轨，用以减少滚动阻力。悬挂在轨道下方的荚状吊舱采用子弹形设计，乘客躺在里面，通过踏板驱动车子前行，就好像在骑一辆躺式自行车。这种设计能够减少风阻。轨道宽8英寸(约合20厘米)，吊舱悬挂在下方，距街道上的行人和车辆19英尺(约合5.8米)。

　　Shweeb的设计团队表示，一个吊舱紧随另一个吊舱行驶能够提高两个吊舱速度。单独一个吊舱会遭遇一个高压区(前方的逆风)和一个低压区(后方的真空区)。两个吊舱紧挨着行进时，前方吊舱的低压区和后方吊舱的逆风均被消除。简单地说，阻力可以减少一半。

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“天帆”牵引风筝　　

      1964年由迪斯尼出品的影片《欢乐满人间》的片尾曲这样唱道：“让我们放风筝去，飞到可能的最高处。”总部设在德国汉堡的“天帆”公司研发出可以高速飞行的巨型风筝，可以投入商业运营，改变航运业的面貌。为了研制自动巨型牵引风筝，这家公司投入了大约5000万欧元(约合6760万美元)，整个系统包括船载发射、回收和操纵装置、绳索、控制盒以及必不可少的牵引风筝。这种风筝可以在货船前方飞行，高度达到数百米，产生巨大的牵引力。

　　迄今为止，采用这种牵引技术的货船不到10艘。航运业2007年的二氧化碳排放量占全球的3.3%左右，利用风的推进力减少货船的化石燃料消耗量对这个行业来说无疑是在减排道路上迈出的重要一步。据国际海事组织估计，2007年国际航运业的碳排放量占全球人类活动产生的二氧化碳总量的2.7%，2050年将增加一倍或者两倍。

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磁悬浮列车　

　   研制高速磁悬浮列车的想法早在20世纪初就已经浮出水面。这种列车利用磁场让车身悬浮在铁轨或者导轨上方。从理论上说，由于车轮不与铁轨接触，减少摩擦，磁悬浮列车的维护成本要低于传统的子弹头列车。磁悬浮列车已经在一些国家投入运营，最著名的当属德国和日本的示范项目。照片展现的是上海的磁悬浮列车，时速达到431公里。

　　然而，打造磁悬浮线路的前期成本高的惊人。2008年，在成本估计超过30亿欧元(约合40亿美元)之后——此前的估计为18.5亿欧元(约合24.7亿美元)——德国叫停了在慕尼黑修建24.9 英里(约合40公里)磁悬浮列车线路的项目。但人们对磁悬浮列车的热情并没有因此消退。2011年夏季，日本政府亮出绿灯，同意在东京和大阪之间建造一条320英里(约合515公里)的磁悬浮线路，大部分位于地下，总投入高达9万亿日元(约合1114亿美元)。如果一切按计划进行，2045年搭乘磁悬浮列车从东京到大阪只需要40分钟。

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手摇潜艇


　　手摇潜艇“美国海龟”问世于北美独立战争时期，是一件失败的秘密武器。它是世界上第一艘作战潜艇，由耶鲁大学学生大卫-布什纳尔1775年设计，当时他只有30多岁。“美国海龟”采用橡木和铁打造，高7.5英尺(约合2.3米)，宽6英尺(约合1.8米)。驾驶员通过一个摇把带动两个推进器，驱动潜艇前行。发动攻击时，驾驶员在敌方船只上钻出一个小洞，放入与火药相连的定时导火索，而后点燃。“美国海龟”的第一个攻击目标是英国战舰，由于船体铺设铜板，此次任务最终以失败告终，随后进行的两次攻击同样无功而返。

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达芬奇的直升机　　

        照片在保加利亚索非亚艺廊举行的一场展览上拍摄，展示了达芬奇设计的飞机螺旋桨模型，让公众感受这位发明家为设计飞行器做出的不懈努力。根据美国纪念飞行百年委员会有关早期直升机技术的报告，这一设计诞生于1493年，采用螺旋形旋转面，由铁丝和亚麻布制成，使用淀粉密封，由人力驱动。这种螺旋桨也被称之为“气动陀螺”，是世界上第一个旋翼飞机设计。然而，达芬奇的这一设计最终成为一只不会飞的鸟。美国纪念飞行百年委员会表示，单靠肌肉的力量很难操纵直升机，无法应对螺旋推进器产生的扭转力。

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轻型动力学最大张力汽车　　  

       照片在1933年芝加哥世界博览会上拍摄，展示的是发明家巴吉明尼斯特-富勒设计的第一辆轻型动力学最大张力汽车，可搭载11名乘客，时速120英里(约合每小时145公里)，燃烧每加仑汽油可行驶28英里(约合45公里)，只比每升汽油13公里少一点。相比之下，美国环境保护局评出的2012年款能效最高小型货车燃烧每加仑汽油只能行驶24英里(约合38公里)，刚刚超过每升10公里。

　　动力学最大张力汽车采用三轮设计，“骨架”由钢打造，车身使用白蜡木，上面覆盖铝，车顶采用帆布。在演示这种泪珠形汽车过程中，一名驾驶员因发生事故命丧黄泉。这起事故吓坏了潜在的发明家，同时也导致动力学最大张力汽车没有进行量产。然而，尽管看起来不太实用，但动力学最大张力汽车还是30年代一系列先锋车型中最为独特的一款车。

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骑士巴士风格公交系统

　　《哈里-波特》中的骑士巴士共有3层，能够在更大程度上满足公共交通的需要。这辆超级巴士可以“缩骨”，穿过狭窄的地带，乘客可以在车上买热巧克力或者牙刷。现在，Telematics公司正在设计骑士巴士风格的公交系统，提供响应需求和基于社区的灵活交通服务，帮助填补巴士和出租车之间的空白，尤其是在农村地区。行车线路可以根据实时需求进行最优化，乘客可以根据车的位置和状况安排出行。

　　在世界各地的城市，很多人选择“拼车”，几人约好共同乘坐小巴和出租车出行。在纽约以及其他大都市，当地居民可以利用数量越来越多的应用软件，找到出行路线一样的同道中人，而后乘坐同一辆出租车。这种方式既能节省开支，减少碳排放，又能缓解交通压力，可谓一举三得。