歐洲唯一設定有機場的大學

發佈時間: 2018/01/12 13:16

"點火!"尼克·勞森(Nick Lawson)坐在一架渦輪螺旋槳飛機的駕駛艙裡大聲喊道,隨之我們乘坐的這架飛機咆哮著啟動了。

從跑道上起飛沒幾分鐘,這架古董飛機就爬上了13,000米的高空。勞森和副駕駛喬·布朗(Joe Brown)操作飛機完成了一次50度轉彎。巨大的重力作用力把我從座椅上不斷拋起和拉回,我感覺有點想哭又有點想吐。

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這不是一次普通商業飛行。坐在我周圍的是幾位學生,他們手裡緊緊抓住嘔吐袋和筆記本。"飛行教授"勞森在英國學術界獨樹一幟,他不僅在大學負責可能決定未來航空業走向的研究項目,同時還是一位合格的商業航班飛行員。

飛機進入平飛狀態後,他的學生放下手中的嘔吐袋,拿起筆開始記錄儀錶板上顯示的各項資料。

"你感覺如何?"勞森通過耳麥問我。不執飛商業航班時,他就在克蘭菲爾德大學(Cranfield University)擔任空氣動力學和航空測量教授,同時還擔任國立航空實驗中心(National Flying Laboratory Centre)負責人。

位於倫敦以北64公里的克蘭菲爾德大學和勞森一樣獨特——它是歐洲唯一一所擁有自己的機場和飛機機隊的大學。

克蘭菲爾德大學成立於1946年,最初校名為"航空學院"(College of Aeronautics)。當時創辦這所學校的目的是為了和美國的加州理工學院(California Institute of Technology)和麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)一較高下。

校園裡有四座建於戰爭時期的巨大機庫,提醒人們這片校園曾經是皇家空軍克蘭菲爾德基地(RAF Cranfield):二戰時期的夜間戰鬥機基地。勞森的辦公室位於跑道右側的一座機庫內部,大學的5座風洞也設在這裡。

明年,克蘭菲爾德大學將建設第五座機庫——這是總造價達6,500萬英鎊的數字化航空研究及技術中心(Digital Aviation Research and Technology Centre)的一部分。這座中心由波音(Boeing)、薩博(Saab)和泰雷茲(Thales)等大企業提供資助,其使命在於促進英國在無人機、數字化航空管制和無人機民航應用等技術上的研究進展。

作為建設項目的一部分,老舊的二戰時期機場將重新鋪設地面,並將新增進近系統、一座數字化指揮塔臺及先進雷達系統。

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始建於1970年代的國立航空實驗室(National Flying Laboratory)曾經把來自至少世界各地25所大學的1,200餘名學生送上天空,從而培養他們設計未來的飛行器。英國大多數航空工程師都曾經在國立航空實驗室接受過空中培訓。

實驗室還為羅爾斯-羅伊斯(Rolls-Royce)、BAE和空客英國(Airbus UK)等全球大型航空企業,以及一系列中小技術企業開展過研究工作。

返回地面後,在機庫外飛機發動機發出的嗡嗡聲中,勞森一邊喝茶,一邊解釋他選擇這一獨特工作的原因。

"我是個飛行癡迷者,"他說。"我的辦公室就在停機坪旁邊,每天都會看到飛行員們鑽進飛機飛上藍天——這是一種無法抵禦的誘惑。"

"兩年後,我花在研究上的時間越來越少,文字工作上的時間越來越多。我逐漸無法忍受這種無聊的學術工作,然後決定辭職去當商業飛行員。"

後來,他有幸在全國航空實驗室找到了一份能把研究和飛行結合起來的學術性工作。

勞森辦公室的牆壁上掛著反映實驗室發展歷程的黑白照片。一幅照片上,機場停機坪上停滿了飛機,其中包括兩架"噴流"(Jetstreams)客機、三架"鬥牛犬"(Bulldog)輕型教練機、以及克蘭菲爾德A1飛機。克蘭菲爾德A1是由克蘭菲爾德大學的學生在"飛機設計"課程(這一課程目前仍然存在)的課堂上自行設計製造,但是目前的飛機設計完全由計算機以虛擬方式完成。

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9月,BAE公司的工程師和克蘭菲爾德大學"自動駕駛動力與控制"(Autonomous Vehicle Dynamics & Control)課程的學生們提出了一個無人駕駛飛機概念機設計,其總體結構介於固定翼和旋轉翼構型之間,克蘭菲爾德大學的航空研究專家們還設計了世界首創的"魔獸"無襟翼飛機,"魔獸"飛機採用數以百計的微小空氣噴流控制其自身運動。

(因為前端外觀造型類似人類臀部而)被戲稱為"會飛的屁股"的登空者10號(Airlander 10)混合動力飛艇的設計方案首先在克蘭菲爾德大學的風洞中進行測試,另外還測試了對於未來的無人駕駛飛機至關重要的"發現-規避"技術。

克蘭菲爾德大學的機場位於倫敦北部郊區,於是成了躲避狗仔隊偷拍的體育界名人的理想降落地點——對於名人明星這個群體而言,沒什麼比隱私更重要。

目前,國立航空實驗室的機隊規模不大,由一架"噴流"和兩架老舊的"鬥牛犬"組成。"鬥牛犬"是一種單發教練機,其特點在於可以容納並列雙座的大型氣泡式座艙。

克蘭菲爾德大學擁有自屬機隊,機型包括"螢火蟲"教練機(圖片來源: Cranfield University)

一架"鬥牛犬"飛機停在機庫前方,渾身上下布滿各種感測器,就像是貼在鋁合金機翼上的補丁。

"我們預計,感測器全部工作正常後,只需完成一次低空通場飛行,就能測量到工業地區和垃圾填埋場的甲烷汙染水平。"

勞森曾經的研究領域包括空氣動力學和襟翼設計,但現在卻專注於如何把先進光纖感測器整合入飛機機翼和直升機旋槳,從而使其能夠在飛行過程中根據各類工況改變形狀。

"使用復合材料製造飛機機翼和直升機槳葉,可以在製造過程中將感測器直接埋入其中,"他說。"於是你可以收集大量資料,對機翼和槳葉形狀進行精細調整,這種調整哪怕在飛行過程中也可完成。"

這已經不是天方夜譚。勞森正在與空客合作開展一個名為Windy("風動設計方法論"縮寫)的項目。

"我們把先進光纖感測器固定在風動模型上,提高了資料測量精度,"他說,"光纖系統的資料採集能力超過壓力計、應變計等以往任何感測器。"

"下一步就是讓這種技術走出風洞,在真實的飛機上開展飛行測試。"

勞森還計劃與空客直升機公司合作。"我們希望把先進感測器整合入直升機槳葉,然後對直升機進行極限飛行效能測試,"他說。"這將使我們首次獲得測量直升機槳葉形狀的能力,如果你能測量槳葉形狀,就能進行細化調整,甚至徹底改變槳葉設計。"

他還在和羅爾斯-羅伊斯公司合作,將先進感測器應用於後者未來的發動機。

然而,和其他很多研究項目一樣,勞森面臨的最大挑戰之一就是找到資金支援和足夠時間。

"航空實驗室需要自行解決資金問題,這意味著要用'噴流'飛機進行試驗,"他說。"現在,我們只有兩名飛行員,很難抽出時間去搞研究。"

目前,國立航空實驗室的收入來自克蘭菲爾德大學為其學生的空中培訓所支付的費用。在未來將通過提供機載測試平臺服務獲得額外收入。

數字化航空研究及技術中心建成後,勞森及其團隊將開展新的研究項目,並使用新的飛機。他們計劃用更大的ATR-42渦槳客機、空中國王350支線客機和Grob渦槳教練機替換"噴流"和"鬥牛犬"飛機,後二者目前由英國軍方用於飛行員訓練。

2018年,克蘭菲爾德將落成第五座機庫,這是總造價8,600萬英鎊改建工程的一部分(圖片來源: Cranfield University)

勞森表示,一座擁有附屬機場的大學對於測試新技術具有巨大吸引力。

"整個民航系統都非常保守,"勞森表示。"他們對新技術反應遲鈍,這或許是缺乏研究場地的原因。"

"現在,有知名企業將其技術送到大學進行飛行測試,從而驗證其在真實機場環境中的表現。我敢打包票,在整個英國,這是唯一一個適合的地點。"

參與測試的不僅有普通飛機,還有無人機。

勞森和我返回了停機坪。他指著一堵牆後面露出的黑色垂直尾翼。

這片垂尾屬於一架2008年7月在多次實驗中在完全無人介入的情況下飛行了1,290公里,從而創造了歷史的一架飛機。這個實驗項目名為"Astraea"。

國立航空實驗室當時負責管理這架飛機,同時還和BAE公司聯合開展了飛行測試。BAE公司則把這項研究延續到了今天,並最終發展成為為英國軍方開發戰鬥無人機的計劃。

對於這裡的員工而言,國立航空實驗室的最大魅力在於提供了振奮人心的飛行樂趣。

勞森及其團隊正在測試新的無人機操控技術。

"我們將使用自身飛機測試4G網路在無人機導航方面的潛力,"飛行測試博士後研究員克里斯托弗·巴奈特(Christopher Bennett)表示。他將在一架飛機上安設感測器,測試能夠保證無人機導航所需的下載速率。

儘管有這些先進技術的存在,但是對於這裡的員工而言,國立航空實驗室的最大魅力在於提供了振奮人心的飛行樂趣。

"這事關飛行精神,"主管飛行員兼"噴流"機長喬·布朗(Joe Brown)表示。他放棄了商業飛行員職業,到國立航空實驗室繼續自己的飛行生涯。"開商業客機要沿設定好的航路飛行,但在這裡你可以隨心所欲地飛。你可以沿50度的角度直刺藍天。"

"如果你在商業航班上那樣飛,那就等著被炒魷魚了。"

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新聞來源:BBC中文網

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