同濟學子成功放飛古埃及“木鳥”

本文來源：同濟大學

藍天白雲、微風拂面，一架黃色的飛機正在頭頂翻飛翱翔，只見它時而優雅爬升，時而鷂子轉身，時而“嗖——”地朝我們撲來，刹那間頭又高高昂起，攀雲而去……5月4日，我校航空航天與力學學院師生正在松江放飛一架來自4000年前古埃及的“木鳥”。

圓潤修長的鳥兒形狀，明顯長於真鳥的翅膀，還有長長的矩形安定面垂直於翅膀，那是尾翼……1898年，考古人員在一座4000多年前的古埃及墳墓裡發現了一個與現代飛機極為相似的木頭模型。該物件長14厘米、翼展18 厘米、頭部3. 2厘米，材質為當地盛產的無花果木，重約30克；外形似鳥，故被稱為“木鳥”模型。目前該模型存放於埃及古博物館內。

隨著研究的逐漸深入，越來越多的學者認為：“木鳥”就是飛機，應該是古埃及人製作的滑翔機。因為模型具有鳥類所沒有的垂尾，且垂尾上平尾脫落的痕跡明顯。專家認為，若補上平尾，“木鳥”就是一架小型滑翔機，非常符合空氣動力學原理。

“木鳥”究竟能否飛起來？同濟大學航空與力學學院師生對此產生了強烈的好奇心。近年來，團隊對古埃及“木鳥”模型展開了一系列研究。首先，他們在電腦上CAD建模，用3D印表機列印出了一架等比例的古埃及“木鳥”；按照“木鳥”的原始圖紙，手工製作了一架1.5:1的輕木“木鳥”模型。3D列印的“木鳥”重量45克，輕木製作的“木鳥”重量76克。

接著，大家使用計算流體力學（CFD）軟體對它進行飛行可行性計算，並使用風洞對木鳥的氣動特性進行測試。同時，使用自製的彈射架，對“木鳥”展開了彈射滑翔試驗。測試結果表明，這架古埃及古墓“木鳥”的升阻比（飛機飛行時升力與阻力之比）可達到2.5，具有出色的氣動性能、穩定性和滑翔性能。

外形光滑順溜的放大版埃及“木鳥”，內部骨架格柵的細巧設計，精致得令人歎為觀止：小小的機頭內部設置有5層格柵，格出6個“豎井”；機翼橫3條豎8列、兩翼格柵數量一致，上覆薄板構成外表低調內部相當複雜的翼展；機頭前面細木條串線成型，構成物體仿佛今日之“雷達”。神奇的是，機頭下方還安裝了兩隻輪子，那是為飛機降落用的。仔細端詳這架“滑翔機”，我高度相信一戰、二戰的螺旋槳式戰鬥機“祖先”就是它！

師生們經過反覆試驗，在電腦中採用切片法設計出了“木鳥”的骨架等內部結構，並在雷射雕刻機上用輕木等材質加工出“木鳥”的部件。最終組裝、複製完成了一架10:1的放大版埃及古墓“木鳥”。

複原後的古埃及“木鳥”身披金黃色蒙皮，翼展1.4米，採用“T”型尾常規布局，升力體設計，地面遙控；“木鳥”選用14.8V的鋰電池組供電，大功率無刷電機動力，配15´6的雙葉木質螺旋槳。

“那些小格柵很不好做，稍不留神就折了。”航空專業研二的余翼說；“當我們粘好最後一塊黃色蒙皮時，飛機的樣子看起來帥呆了。我們興奮不已，不知誰問了一句‘五四試飛？’我的心‘唰——’地靜了，真是冬夏一瞬間。”航空專業大四學生劉玉玲告訴記者。

天公作美，試飛這天天出奇地好，風更隨人願微風徐徐，曠野裡暖意融融。“撲棱棱，撲棱棱……”機頭前的螺旋槳飛快地轉動起來，“嗖——”一抹黃色劃開藍白，直衝雲霄，爬升、俯衝，湛藍的天為它張開雪白的臂膀：翱翔吧，你屬於藍天。

“複原4000年前埃及古墓‘木鳥’，讓其飛上藍天，是一個探索創新的過程。這個過程中，同學們表現很出色。”“木鳥”複原團隊指導教師沈海軍教授表示。（程國政）