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《走近古印度飞行器维曼拿》系列（十）- RUKMA维曼拿的结构（科普.原创）

已有 5880 次阅读 2019-12-24 16:36 |系统分类:科普集锦

赵艺桥骆雪芹武攀沈海军

相传3000年前，古印度圣贤玛赫西在总结先辈资料的基础上，完成了一份航空航天技术的手稿（为方便，简称其为“玛赫西的手稿”或“手稿”）。公元十一世纪，印度高僧博德哈南达对马赫西手稿进行了注解和补充。1875年，这份破旧不堪的梵语马赫西手稿（注解本）在印度南部的一座古庙宇中被发现。随后，发现者对此手稿进行了整理，尤其对其中的SHAKUNA、Sundara、Rukma、Tripura等四种维曼拿重点进行了描述，还请画师配了插图。

岁月流逝，饱经坎坷，这份珍贵的古印度飞行器手稿终于在1974年被翻译成英文；2017年，在同济大学沈海军团队的努力下，玛赫西手稿再次被翻译成中文版。

古印度维曼拿是一类具有传奇色彩的飞行器，距今历史悠久，资料扑朔迷离。在《走近古印度飞行器维曼拿系列（九）》中，我们对Sundara维曼拿飞行器进行了深入探究，根据马赫西手稿的描述重新对其进行了复原设计和CAD建模。

本文基于对玛赫西手稿的深入研究，我们再次对另一种所谓的Rukma维曼拿进行复原设计和CAD模型重建。通过独特的视角，带大家走近古印度飞行器维曼拿，再次掀开其神秘的面纱。

一、整体三维外形图

根据手稿中的几个视图配图，确定外形定为圆柱-圆锥的组合形状，总体分5层，见图1。整个维曼拿底部直径25米，每层高度为5米，顶部驾驶舱直径为10米。最上面一层是驾驶层，往下三层是乘客舱，依次是豪华休息舱、商务舱、经济舱，最下面一层为机械舱，主要是动力装置层，主要的动力装置以及燃油、电池等都在这一层。

二、飞行原理

飞行动力主要依靠顶部的4个高速旋转的螺旋桨（见图2），以及底部高速转动的滚轮（见图3）击打地面获取升力。同时在底部机械舱侧面有6个螺旋桨（见图4），主要是控制方向的，可以通过控制不同方位的螺旋桨的转速来控制飞行器的偏转方向。底部高速滚轮可以在地面上滚动以获得前进动力，在空中时能收起。起飞和降落参照垂直起降。

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三、驾驶层介绍

驾驶层包括中间的玻璃罩以及周围的四个杯状桨叶罩。中间的玻璃罩是透明的，为了驾驶员能够清楚方便地看到飞行器外部的情况，玻璃罩内部有一个操作台，用于常规的驾驶操作，见图5和图6。地上安装有两个操纵杆，驾驶员可通过操纵杆来人为控制飞行器的飞行状态。

驾驶舱周围的四个罩子里面有四个螺旋桨，起飞时，罩子上面的盖子打开，螺旋桨叶片高速转动产生向上的拉力（见图7），与飞行器底部的轮子联合作用，使飞行器向上飞行。进入巡航阶段后，顶部的螺旋桨不再需要高速转动，罩子上面的盖子就会关闭（见图8），从而保护内部的桨叶不被破坏，延长使用寿命。

四、乘客舱介绍

1）豪华休息舱

这一层相对来说噪音更低，环境更舒适，所以在设计时给这一层放置了比较舒适的沙发座椅，还配备了桌子用于放置乘客的常用物品，见图9-图11。考虑到这一层空间不如下面几层那样大，同时考虑到豪华舱的乘客可活动范围应该大一些，所以这一层的座椅数量相对来说较少。

2）商务舱

商务舱配有环形会议桌，中间配有讲台，见图12。额定人数为50人，椅子高度为1.6米，配有扶手和可升降支柱。悬挂式荧屏是从旋转会议桌上投影而出。旁边有宽阔的活动空间，适宜于会间休息和茶歇。商务舱也可以用于讨论维曼拿的飞行和作战。椅子为收缩式圆凳椅，可以从桌子前方推出。因为这里只是示意图，因此只简单地放出几张小椅子。

3）经济舱

经济舱处于飞行器的最底层，在动力装置的上方，且距离控制方向的螺旋桨和滚轮较近，因此噪音较大，舒适度不如上面两层。整个飞行器壁层采用蜂窝隔音结构，因此噪音降低不少，不会影响到乘客的正常休息。但是这一层的空间最大，所能放置座位最多，总座位55个，一侧有座位32个，另一侧后方设置洗手间，座位为23个。座椅高度为1.5m，宽度0.5m。座位前后间隔1.1m，走廊间隔0.85m，保证舱内的活动。经济舱中间为一个吧台，可售卖食物等。舱内布局见图13所示。

4）机械舱

本层主要是放置油箱以及动力滚轮和一些连接装置的。环形的油箱系统能更好的利用空间，支撑柱不仅连接上下层建筑也连接着底部的运转轮子，见图14。靠着顶部驾驶舱的操作，柱子内部的传导系统传递信号到使底部滚轮以及底部螺旋桨运转。外侧螺旋桨的转动可以使维曼拿改变方向，见图15。