多少年来,动态盘旋的应用研究进展缓慢。无线电遥控滑翔机业者曾利用这项技术拓展航模的飞行,但科学家不确定这能否用到大型飞行器。直到2006年,美国空军和宇航局联手在爱德华兹空军基地以一架改装的L-23 Blanik滑翔机证明:大型飞机也能完成动态盘旋。
最近,以约阿希姆·格雷内斯泰特教授为首的美国里海大学工程师们正在优化这个概念。团队在学校和美国国家科学基金会的资助下,开发专为永久飞行设计的大型无人驾驶机Jet Streamer(如图),它从风速差异中汲取能量,基本(或根本)不需要燃料。他们用碳纤维复合材料制成的机翼长6.4米,因为要在6000米以上的高空急流中飞行,要保持480公里的时速,所以动态盘旋飞行器的机翼必须承受严酷条件(相当于承受20大气压)。该小组将先用模型滑翔机进行较低空的试验。格雷内斯泰特称,如果一切顺利,下一步会让飞行器进入风力达320公里/小时的高空急流试飞。
一旦实现了动态盘旋,飞机就可能摆脱发动机和燃料的约束,延伸出迥然不同的应用领域。在未来,动态盘旋飞机可能成为永不降落的观察平台,用于记录天气或野生动物的数据;可用作收发电视信号或手机信号的通信中继;能像其“祖先”候鸟那样,以极高的速度不间断地长途跋涉。伍兹霍尔海洋研究所的海洋学家菲利普·理查德森还提出了一个新计划,制造以320公里时速跨越海洋的动态盘旋“机器人信天翁”。
信天翁“老师”传授的动态盘旋飞行技巧:顺风飞行,然后下降穿过风速边界到弱风区,这时速度提升,积攒动能;接着180度回转,改为逆风飞行,利用速度爬升至较高处的强风区;当速度还没有降回到零时,再180度回转,顺风下降进入弱风区,如此周而复始,保持高度而不落地。当然,需要消耗一部分动能提供在逆风中往前的速度,以免一直顺风飞而到不了目的地。 稼正