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。