多旋翼飞行器设计与应用延伸
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前言

比大海更广阔的是天空

天空,它是人们随眼所见的仰望,看似随处可见,实际又远而难及。它飘在远方视野里,散发出清幽神秘的气息,给人以无穷无尽的好奇。从古至今,人们从未停止过探索天空的努力。古有女娲补天、夸父追日、嫦娥奔月的传说,现有莱特兄弟飞行、阿姆斯特朗登月的佳话。

天空,它虽然不苟言笑,但这并不妨碍它的魅力,吸引着人类的聪颖智慧不断地创造科技奇迹。飞行器,它是人类发明逃逸地球引力的工具。人类自从发明了它,天空就开始不再遥不可及,机票一张便可飞上云端,火箭一发,即使火星也能达到。

天空,它为飞行器提供了广阔的发展空间;飞行器,它为探索天空提供了有力的工具。它们相辅相成,不断地激发着人类的勇敢和好奇,为科技创新演绎精彩的前赴后继。

天空是指日月星辰罗列的广大空间。具体来讲,天是指距地球表面100km以外的空域,空是指距地球表面20km以内的空域。其中,距地球表面20~100km的空域,它是空、天之间的过渡区,称之为临近空间。

在中国古代,传说天空是由盘古开天辟地而来。而西方科学认为,天空是由宇宙大爆炸而形成的。虽然人类目前还无法证实天空的源来,但这并不妨碍它被人类探索认识。据探究发现,天空中存在稀薄的空气,星际中浮游着各种行星。得益于人类的创新努力,天空开始漂浮起各类人造飞行器。

在“天”的领域里,不乏卫星、空间站和空间探测器等航天器。在“空”的世界里,活跃着多旋翼、直升机、战斗机等航空器。“空”是离我们最近的领域,也是与我们生活息息相关的领域。

飞行器,它集成了科技的精华,是人类最高智慧的结晶。天空,自从有了飞行器,就开始充满了生机活力,它们不时地闪耀吸引着人类的智慧,而倘若没有它们的点缀,浩瀚的苍穹几乎一片空虚。

毫无疑问,研制飞行器的人类智慧值得赞誉和鼓励,然而如果他们的才华施展空间受限,旺盛的生命力很有可能酿成悲剧。历史看来,当古代人的视野局限在中原角逐,战争演变了各个朝代的更替;当近代人的视野局限在海洋扩张,殖民淹没了各国文化的善良。

尽管许多学者认为战争是种族矛盾文化冲突的结果,可是谁又真正从人类发展空间的视角审视思考过呢?偌大的中原,显然难以羁绊各路诸侯的驰骋;而宽阔的海洋,当然也无法阻挡强国勇士的蛮横。巧合的是,当美苏争霸延伸至太空时,虽然对峙纷争几乎冷至冰点,但是战争也还是没有爆发。显然,在浩瀚的星河里,无尽的空间可以容纳人类所有的愚蠢、傲慢和偏见。

空间是人类活动范围的延伸。加拿大思想家麦克卢汉认为,飞机汽车是人的双脚延伸,工业机器是人的双手延伸,书面媒介是人的视觉延伸,音乐广播是人的听觉延伸。工业革命时期,人类本能的技术革命就是人类器官的外化延伸。这些延伸为社会创造了充裕的物质财富,然而随着个人的能力不断扩大,人类活动的空间开始大幅交叉,矛盾冲突也自然随机地爆发。

比如,街头巷尾的吵闹事件,媒体报道的汽车碰撞,国家隔空的对峙喊话。虽然人类对这些事件早已司空见惯,但是真要降临在自己头上,人们仍然难以逃避,只能被动接受倒霉。为了舒缓物理空间的交叉冲突,人类被迫起草法律来约束人们的行为,甚至虚拟广阔的胸怀以宽容别人的过失,诚如法国作家雨果所说,比天空更宽阔的是人的胸怀。

近年来,世界各国都在推进城市化进程和互联网发展,使得人们弱化了人类本能的物理外化延伸。城市的高楼大厦,它创造了有形的物理空间;互联网的各类应用,它创造了无形的虚拟空间。在这些创造的空间里,人与资源的对接效率得到大幅提升,使得人们的物质欲望和精神需求得到充分的满足,暂时忘却了本能的物理外化延伸方向。

然而,随着城市化进程逐步放缓,互联网发展趋于成熟,这些空间产生的边际效益将逐年递减。人类的文化教育程度又在逐年提高,面对这些富余的聪明才智,或许只有新的处女地才能释放出他们充裕的想象。诗人雨果曾说:“世界上最宽阔的是海洋,比海洋更宽阔的是天空,比天空更宽阔的是人的胸怀。”天空,它仍是人类本能发展的空间延伸方向,那里还有我们许多未完成的梦想,其中多旋翼飞行器便是我们当前研究最热的一个小小愿望。

这个愿望最终投射到这本《多旋翼飞行器设计与应用延伸》书中。本书适合多旋翼飞行器或航空飞行器爱好者阅读,既可以从中了解多旋翼的发展历史,也可以学习到多旋翼设计各方面的基础知识。当然,它也适合多旋翼飞行器设计人员使用,既可以宏观了解自己多旋翼产品设计所在方位,也可以当作工具书查阅其中经验参数并把握关键技术方向。