小王简单地介绍了三维显示器的工作原理。
三维显示器的研制成功得益于近些年来纳米技术的发展为微小的发光管创造了条件,可以制造出小得近乎透明的低功耗半导体光电管。三维显示器的工作原理其实一点也不复杂,三维显示器在长、宽、高三个坐标上均匀地排布这些透明的光电管,光电管越密集,像素越高,三维图像越逼真。电脑配有三维显卡,输出图像的三维坐标,控制相应空间位置的光电管发出所需要显示颜色的光来,众多光电管发出的光就组成了一个可以从任何角度观察的立体图像。为了防止光电管发出的光线互相影响,利用立体图像内部的光电管产生黑色效果吸附杂光进行有效隔离,从而显示出逼真的可从任何角度观察的三维图像。
显示器的形状除了圆柱体和半球体外,还有正方体、长方体和球体等,显示器形状的选择与其应用形式有关,其中半球形三维显示器易于观察应用广泛。三维显示器的诞生在军事和民用领域都产生了强劲的需求。比如军事指挥上可以取代传统沙盘,只要把相关地形数据输入电脑,就能在三维显示器中呈现立体的地形地貌,还可放大某一处仔细观察,实战场地就像在眼前一样。航空航天指挥中心如果配备上巨大的球形显示器,就可以近距离的观察旋转的地球,云层,太空中绕地球旋转的各种卫星,清楚地看到火箭发射的过程。
在民用领域应用更广泛。比方说售楼处再不用做实物模型了,只要有这种三维显示器就可以了,客户想看整个小区的场景或自己想买的房间都可以立体展示。再比方说机场塔台指挥,三维显示器把空中飞的,地上滑行的,停机坪上停的飞机呀、车辆呀清清楚楚地以立体动画展示出来,减轻了空管员的压力,降低失误。现在各地的陆航交通管理指挥中心将来用上大型三维显示器,就可以提高飞行汽车等飞行器的管理效率,为以后各种飞行器推广应用的“大爆发”提前做好准备。三维显示器还可以用于教学、气象、影院等等,将来更会普及家用。
制作这些三维图形的软件也是我们设计的,符合国人的操作习惯,学习比较容易,中国在高端软件设计方面也走在世界前列。中国现在的科技是如此的先进,听着这些激动人心的介绍令人热血沸腾,程启航对孙局长说:“太好了,能不能给我们启航集团提供一台,我们现在的新项目都需要直观模拟,这能给人更多的灵感。”
“放心吧,小程,虽然刚开始应用,产能严重不足,但我们还要先给你们提供一套,近期就给你们运去。”孙局长说。
有了这先进装备的支持,设计研制就容易多了,杨工的团队很快设计出了前置齿轮发动机的改进方案,开始加工准备试验。程启航和小张天天在沈阳上空飞来飞去,然后回到地面改进设计,再飞到空中,再回到地面,一遍遍考察,一遍遍改进完善。
宽平启航总部设计人员也忙个不停。当初航总来支援的团队紧张地研制着升力风扇,贺宇驰总师带领大家忙得不亦乐乎。嵌套升力风扇已有眉目,经过测试,同样面积下升力比普通风扇效率提高近一半,但现在还要解决传动、润滑和散热等问题。扑翼风扇是个硬骨头,原理很好理解,实现这个原理的结构太困难,试了好多形式,效果不佳,因为没有找到适合这种结构和相应的材料。大家都在集思广益,看看能不能另辟蹊径。
小李团队对飞行汽车出现的各种问题的解决比较顺利,如三四千米以上高原上的飞行客车提高飞行高度,对车内封闭加压,保证乘座舒适度。加大飞翼面积,提高升力。采用涡扇航空发动机增加动力,只等杨工解决发动机问题。对于高速阻力问题在程启航的提示下现在已有几个解决方案,其中充气和喷气这两个方案经过试验,减阻效果不错。充气方案就是在大型飞行汽车的车头安装有气囊,飞行前打开充气探出,融合成流线型车头,高速飞行时阻力降低。喷气方案是一种简易的气流引导,把冲击车头四周的一部分空气引向飞行时从车头探出的旋转喷管,有众多喷口的旋转喷管向后喷气圆锥形气幕,能把飞行汽车高速飞行时前方的空气分开引向车身四周,减轻对车头的冲击,从而减少飞行阻力。经过风洞测试,这些措施效果都不错,飞行汽车的飞行阻力降低,经济性变好。
江工的“驼队”运输平台也是以杨工的涡扇航空发动机为动力研制的,普通的螺旋桨难以胜任。经过江工带领大家反复设计分析认为,这种巨大的中低速飞行平台不宜做成一个整体飞行器,可以采用模块化拼联。就像火车那样,需要多少节车箱,就拼接多少个,组成飞行的“火车”。江工团队还想像将来驼队”运输平台关键车箱都有自身的动力系统,当“驼队”飞行到中途某个城市上空要卸货时,不用整体降落,而是装载这个城市所需要货物的车箱自行脱离降落,同时这个城市的还可以飞上来车箱进行加挂。整体飞行时,发动机可以不用全启动,只启用几台发动机的就行。
另外,程启航还让设计部门开展防眩目会车灯探索性研究。
大洋彼岸,美国芝加哥波音总部。虽然以前经历过某些机型质量事故,但瘦死的骆驼比马大,波音公司还是全球大型航空航天业公司之一,是世界领先的军用和民用飞机制造商。
波音公司新任CEO约翰 ·雷德接见了到访的NASA局长卢比奥:“局长先生,我们试验了中国的飞翼,它不仅能让汽车飞起来,它还能用在飞机上,产生的升力更大,让起降滑跑距离更短,可能会让飞机的结构发生改变,这在军用和民用上的意义太大了。”
“约翰,我是相信你的。”卢比奥说,“当初我们美国为了打压赤色中国的崛起,联合西方国家排斥中国科技,确实有些盲目了。”
“局长先生,你知道,波音公司一直是航空航天业的领袖公司,素来就有着创新的传统,但我们现在怎么了?”约翰·雷德说道,“当初的客机‘零件门’事件差点搞垮了我们,我们的创新哪去了?我们的人才哪去了?我们的灵魂哪去了?”
“三代之兴,无不抑损情欲;三季之衰,无不肆其侈靡,中国人早就总结的至理名言。” 卢比奥感叹道。
“Why?”约翰一脸懵懂,“局长先生,您在说什么?”
“中国人的古训,就是盛极必衰。或许,强大的美国也逃不出这个历史宿命。”卢比奥双手一摊:“当年二战结束后我们国力达到巅峰,那时是真正的科技驱动社会的发展,但社会经济逐渐由贪婪的资本绑架后,中国成了世界工厂,天平就向他们倾斜了。”
“据可靠消息,中国正在研制一种升力风扇和新式航空发动机,我们不能再以嘲讽的态度来看待这些消息了。” 约翰认真地说道。
“岂止这些呀,他们研制成功了三维显示器,以前电子技术我们是领头羊啊。”卢比奥局长有些不甘地说,“约翰,你们要抓紧时间探索飞翼技术与飞机相结合,我们争取在这一领域推出更好的飞机来,其它技术领域也要抓紧应对,特别是实用的垂直起降技术,我们会全力支援你们的。”
实际上,岂止美国看到了飞翼技术用在飞机上,我们早就探索了飞翼技术在飞机上的应用,但一种新技术有利就有弊,这种技术应用在飞机上也有需要斟酌的问题,比方说让飞机机翼的结构发生了变化,结构强度可能出现问题;再比方说正常机翼除了产生升力外,还是可以做油箱增加航程,但这种飞翼很难装载燃油,所以航程受限。所以我们的航空制造公司很谨慎地研判新老技术的融合,这不代表我们不去研究,不去实践,我们早已开启了应用飞翼技术的客机、运输机和普通飞机的预研探索,并取得了一些令人鼓舞的成果。
省城沈阳,程启航些日子天天在沈阳上空飞,一闭眼就可以像放电影一样浮现哪个地方是什么样子的。经过多天观察,程启航和他的团队认为飞行公交网络应该与普通公交网络都一样,呈辐射状分布。中心点可以设在火车站和客运站旁边,如沈阳北站或南站。向四周可以辐射到四环附近,从四环到市中心大约二十公里左右,中间在关键交通点可以设两个站点,这样每站间隔五到七公里,这些飞行公交站点与地铁站口和普通公交站点紧密结合,对出行时间有要求的人自己选择出最佳出行路线。经过程启航和手下团队的反复论证,写出了一份《关于大型城市飞行公交构想方案》,并根据这个构想设计出了可在三维显示器中演示的立体动画。
这一天,在东方航空设计局的大会议室里,围着圆形的大会议桌坐满了与会人员,如省停建厅和交通厅领导及相关土建桥梁工程专家及城市规划设计院专家,还有省科技和公安部门人员,沈阳市相关部门领导也参加了本次《关于大型城市飞行公交构想报告会》,开会之前,工作人员先把《关于大型城市飞行公交构想方案》发给大家阅读,了解本次会议内容。虽然从字里行间明白些主要内容,但究竟这飞行公交是什么样子的,还是有些迷糊。
“大家好,本来这次会议应该在你们政府那开,但邀请大家到这开会主要是我们研发的三维显示器能更好地给大家展示大型城市飞行公交系统构想方案。”孙局长看大家都到齐了,可以开会了,“今天由程启航先生给大家讲解《关于大型城市飞行公交构想方案》,好,下面有请程启航先生。”
“谢谢大家给了我这个机会畅想大型城市飞行公交系统,我先给大家介绍下我们的研发神器三维显示器。”顺着程启航的指引,大家才注意到桌子中央那个半球形的大玻璃罩子扣在桌子上,几乎是透明的,没有什么特别之处。只见程启航点击鼠标,玻璃罩子竟出现了“大型城市飞行公交构想”这几个字,更神奇的是这几个字是立体的。由于不同位置的人看到的不一样,程启航启动动画,字幕旋转一周。
“好,下面我们从整体上了解下大型城市飞行公交系统是什么样子的。”程启航说完点击鼠标,这个透明的大半球玻璃里面顿时出现了沈阳市区的三维全景图,由市中心向四周辐射的主要公交路线上都建设有一段高架桥,一辆辆飞行客车在高架桥上起降,再飞向下一个高架桥。大伙都看傻了眼,这三维显示器这么神奇,一下子就把沈阳市城区给“装”进去了。
“这个城市飞行公交系统是与普通公交和地铁紧密配合的,是一种补充的公交系统,有利于对时间有急迫要求的人出行。飞行公交系统呈辐射状分布,飞行公交中心可以设在火车站和客运站旁边,如沈阳北站或南站,向四周辐射若干条线路到四环附近。从四环路到市中心之间在某些交通关键点上大约设两个站点,这些飞行公交站点与地铁站口和普通公交站点紧密结合,让对出行时间有要求的人自己选择出最佳出行路线。”程启航通过鼠标边指示边讲解。
“为什么中心站和终点站之间只设两个站点,多设几个不行吗?”市交通局吴科长问道。
“飞行公交就是为了远道赶时间的人的补充公交,中间站点设多了频繁降速起降,人们的出行又慢了,失去了原先设立的意义,所以飞行公交对于远道出行的人必须在时间上有绝对优势才行。”程启航解释道。
“飞行公交车的起降不能在路面修建路边跑道,一是城市寸土寸金,二是出于安全的考虑,我们的设想是建设高架桥飞行公交跑道。”程启航点击鼠标,半球显示器中的飞行公交车降落的高架桥放大,呈现在人们眼前。“它一般高二三十以上,桥长约三百到五百米,多个高架桥并行,根据飞行流量确定并行的高架桥数量。电梯安装有载人电梯和公交车电梯,这条螺旋形的道桥是应急通道,人和车也以从这个地方上下。”
程启航把高架桥飞行公交跑道放大,大家清楚地看到这是一条双向跑道,双向跑道中间有宽宽的绿化带,双向跑道首发有引桥相连。“飞行汽车在空中也实行右侧通行的交通规则,由于是立体交通,为了安全,上下航道也要错开,基本遵循南上北下的原则。”
大家看着三维显示器中飞行公交车在高架桥飞行公交跑道上面起飞降落,人们下车奔向电梯,电梯再从高架桥上回到地面,人们再奔向普通公交站和地铁站口。而刚才的飞行公交车又回到跑道起点,人们又涌上车,坐满了后继续起飞到下一站。
“飞行公交车也不能总是飞呀,也得休息呀,这方面你们是怎么考虑的?”住建厅专家询问。
“我们这个大电梯是飞行公交车专用电梯,晚上休息时飞行公交车乘电梯降落地面行驶到附近专用停车场维护。白天临时停车休息可以在高架桥的第二层内。”程启航结合三维图讲解着。
“我们的飞行公交车与普通公交车座椅有些不同,乘客不能像普通公交车那样可以站着,这不安全。座椅与长途客车差不多,乘客必须系安全带。我们设计一种自动安全带,当乘客坐好后自动系斜肩跨腰系好。它除了有锁扣感应外,还有长度感应,如果乘客私自解开放到背后再扣上,也会自动报警。”程启航放大飞行公交车图像,大家仔细观看。“由于城市人口密集,为了安全,起降速度不能太快,所以飞翼面积要增加,增大升力,同时设计时速一般不超过一百五十公里。另外,要加装声光警告,车头和车尾顶部加装一次性降落伞,确保绝对安全。”
程启航把飞行公交系统基本介绍了一下,大家看着这个新奇的事物议论纷纷,真是做到老,学到老,到老也不学不了。