哈佛科学家制造出"飞毯" 颠簸问题暂未解决(图)

3gds









周末坐在客厅的沙发上，双脚踩着一条绛紫色漩涡花纹编织地毯在客厅看电视剧；广告的空挡，蹬上地毯去厨房拿瓶啤酒；电视剧结束，蹬上地毯出门透口气。你只需要站在地毯上，弯曲双膝，靠身体的倾斜控制飞行的方向。而飞行的距离、高度、乘客的体重、飞毯前进时振动的幅度都事前计算好了，不用担心司机是刚拿到本儿的新手，不用担心耗油，不用担心超速和堵车，也不用担心没有停车位，唯一要担心的就是自己的衣服和地毯的颜色是否搭配。

乘坐地毯飞行不需要面对一大堆仪表、离合器和刹车，也不用依靠螺旋桨、涡轮机等引擎，它的引擎就是空气，控制方向的是自身重心的位移，这更像是玩一次“体感游戏”。另外，地毯可以在空中鸟瞰，这还省下了安装GPS认路的钱。

飞毯已经从《一千零一夜》里飞出来，降落在现实世界。在哈佛大学的应用数学实验室中，印度裔的教授拉克斯铭亚南·马哈德温(Lakshminarayanan Mahadevan)利用流体力学、伸缩算法等科学原理，让飞毯上演了其在现实世界中的“处女秀”。

仿照鳐鱼造飞毯

“这绝对没有违反物理规律”，数学家和物理学家们的研究发现，一张薄片可以在水中浮动，并且向前漂移，他们的思绪立即转移到流体力学的另一个研究对象上——空气。这些科学家们认定了飞毯是可行的：“空气动力应该有可能让毯子保持在高处”。

不过，有关飞毯的大部分研究是在水中进行的。第一个用作实验的模型居然是人体。如果把游泳的人看做“飞毯”，那么他们是靠什么引擎推动前进的呢？马哈德温教授计算了游泳的人在挥臂划水时，度、粘稠度和肌肉的运动等因素，得出一套“水中飞毯”振幅与振动次数的公式。公式进一步证实了飞毯的可行性。

马哈德温教授也一直在自然界中寻找飞毯的佐证。别忘了，飞机、直升机、地效飞行器这些“飞毯”的近亲都是“仿生大户”。仿生对象在鸟类、绰号“西班牙舞者”的海蛞蝓和鳐鱼之间角逐。而飞毯选择了鳐鱼，这种长得像扁平的烙饼，游动时将2700米的深海横向“剖开”的软骨鱼类。“鳐鱼没有鱼鳔，必须利用波动身体，同时产生上升和前进的动力，扁平的身体通过改变波形、波频、波长和波的传播方向等来控制前进的速度和方向，飞毯的原理也和它差不多。”马哈德温教授表示，飞毯自身既是座椅，又是引擎。

用什么材料制作“引擎”，着实费了马哈德温教授和他的伙伴们一番功夫，谁都知道轻薄柔软对于飞毯的重要性，但使用阿拉伯民间故事中的绿色丝绸显然不太现实。马哈德温教授尝试了高分子聚合物、金属薄片，然而，弹性和摩擦力的实验失败了。另一个团队利用大鼠的肌肉细胞作为动力，仍没有成功。飞毯的材料既要随着电信号波动，还要有柔软的韧性，能抵抗振动时产生的摩擦力。基于这个要求，马哈德温教授决定试试复合材料——一种涂上金属衬箔的轻薄纤维织物，被称为“智能聚合物”，可以随着电信号产生起伏波动。“这的确起效了”。

4厘米长，0.1毫米厚的毯子漂浮在空中，每秒震动大约10次，振幅大约为0.25毫米。根据复合材料制成的“飞毯”的质量、空气的密度、乘客的重量、飞行的距离，马哈德温教授计算出“飞毯”首飞的参数，输入地毯中，让试飞的地毯就像一张实时接收信号的智能薄膜。然而，首张飞毯只有纸币大小，首位“阿拉丁”当然不是马哈德温教授，而是一只蚂蚁。
（责任编辑：徐晶慧）