■本报记者 赵广立

图1：和某款玛雅“黄金飞机”的相似度排序： 飞鱼>飞机>飞鸟

图2：三种备选玛雅“黄金飞机”“机型”

沈海军供图

最近，同济大学航空与力学学院师生仿制并试飞成功的一款飞行器，与以神秘著称的玛雅文明扯上了关系。

原本，航空与力学学院的师生动手制作一款飞行器是再正常不过的事，只是这次他们仿制的对象有些特殊，他们的模型来自据传为古玛雅时期的“黄金飞机”。

该校教授沈海军告诉《中国科学报》记者，“黄金飞机”并不确定是飞机的模型，而是传说为考古学家在古玛雅遗址中发掘出的一些当时王族使用的黄金垂饰。从图片上看，这些垂饰在外型上酷似飞机，机头、主翼、机身、尾翼等一应俱全。

沈海军带领学生对其中一款“机型”进行了复原，并制作出一架1：25的放大版“古玛雅飞机”。4月21日，这架复原的“古代飞机”在上海国际赛车场上空成功完成了试飞。在超过3分钟的飞行中，该飞机还做出了俯冲、侧飞等高难度动作。最后，这架飞机平稳落地。

“玛雅飞机”真能飞上天吗？沈海军并不这么认为。在接受《中国科学报》记者的采访中，他讲述了团队仿制“玛雅飞机”的来龙去脉。

《中国科学报》：为什么会想到要去仿制“古玛雅飞机”，还要进行试飞？

沈海军：两年前一个偶然的机会，在网上看到一篇关于古代飞行器的介绍。文中谈到了神秘的古埃及神庙壁画上的战斗机图案，还谈到了古玛雅时期的“黄金飞机”，并给出了若干古玛雅的“黄金飞机”饰品的图片。文中还提到一个传闻：正是对这架“黄金飞机”的研究，才使得美国洛克希德公司的航空设计师们发明出了当时最好的超音速飞机。

感觉说得有些“玄”，但第一眼看到那几张古玛雅“飞行器”照片时，的确被震撼到了。作为专业的航空工作者，直觉告诉我那就是一架架飞机。那时候就想，这东西能飞起来吗？于是就萌生了制作一架试试看的念头，直到去年7月开始做这项工作。

《中国科学报》：在你看来，那些外形奇特的黄金垂饰，跟飞机的接近程度有多少？跟鸟类呢？

沈海军：现代飞机的发明曾受到过鸟类的启发，故飞机和鸟本身就有很多相似之处。不过，和鸟类及飞机相比，古玛雅的黄金“飞机”似乎更接近飞机。从外形构型来看，这些黄金“飞机”和现代飞机都由机头、机身、机翼、平尾、垂尾等几部分组成；机翼产生升力，垂尾控制和保持航向稳定，平尾控制和配平飞机的俯仰稳定。从流体力学角度来看，为了减小压差阻力，这些黄金“飞机”和飞机均呈流线；机翼和垂尾后掠，可增加横向稳定性。此外，这些黄金“飞机”和大多现代飞机都有垂尾和平尾，而鸟类只有平尾；从这些黄金“飞机”总体布局来看，都具有绝大多数现代飞机的“固定翼”特征，而非鸟类的“扑翼”飞行模式。

值得一提的是，通过对比发现，极个别古玛雅“黄金飞机”似乎和飞鱼更为相似（图1）。因此也不排除古玛雅黄金“飞机”就是飞鱼等可飞行生物的可能性。

《中国科学报》：团队仿制的是哪一款垂饰？为什么选择它？团队做了哪些加工和完善工作？我注意到除动力系统外，仿制飞机不仅有主翼、尾翼，还有“方向舵”，这些也是原来黄金垂饰上有的吗？

沈海军：开始，纳入备选“机型”的为图2中的三种玛雅“黄金飞机”。不过，经过深思熟虑，最后选定了图2中间的那款。选择该款“机型”的依据主要是基于现代飞机设计的基本理念和经验。譬如，流线型要尽可能好，机翼升力面要大，机身、机翼、尾翼比例要相对协调，飞机尾力臂要足够等。

为了使黄金“飞机”能够顺利升空，我们在制作“飞机”时开展了以下几方面的工作：

首先，根据网上的一些资料（主要为图片）确定出黄金“飞机”的轮廓尺寸，并在三维CAD软件CATIA中绘制出该飞机的三维几何外形曲面。

然后，通过“切片法”设计出飞机的内部结构骨架。这里，为了保证飞机有足够的升力，设计中飞机的机翼选取了“平凸翼”，平尾选择了“对称翼型”。这和原来的“黄金飞机”不同。原来的“黄金飞机”为平板翼型，升力系数小、阻力大，容易失速。还有，为了使飞机能够转向和实现俯仰，机翼及尾翼后方还分别增加了副翼、升降舵和方向舵。

飞机结构骨架设计完成后，通过激光雕刻机切割木层板、松木和轻木制作出各零部件，并通过强力胶粘结制作出飞机部装件。组装各部装件后，铺上蒙皮，加上起落架、电装，一架“黄金飞机”就制作完成了。

还有，为了保证气动性，制作中，原“黄金飞机”机翼前缘的花纹一律被我们“光顺”掉，平尾前缘及上方的几个“L”型不明突出物也被略去。

《中国科学报》：放大版的飞机是1：25放大，为什么选择这个比例？

沈海军：原“黄金飞机”的翼展为6cm，放大25倍后为1.5米。之所以选取1：25的放大比例，主要考虑到以下因素。一方面，这样的尺寸便于制作，尺寸太大的话加工起来会比较麻烦。另一方面，做得尺寸太小也不好，因为飞机越小，抗风能力及稳定性就会越差，不利于飞机实际飞行。

至于飞机动力，1.5米翼展尺寸确定下来以后，根据多年来电动飞机的设计经验，我们选取了A4055大功率电机，6S锂电池配18×6木桨。

《中国科学报》：仿制飞机能够一飞冲天，离不开后期的现代气动力加工和完善，仿制飞机能够飞天成功，对于“古玛雅飞机”意味着什么？

沈海军：若严格等比例放大，所有的“黄金飞机”要飞起来还是存在困难的。首先，“黄金飞机”的动力在哪里？没有动力的飞机只能借助初速度滑翔，但不能起飞。其次，所有“黄金飞机”的机翼都近乎是“平板”，升力系数小，而身体相对肥大，不利于飞机飞行。第三，所有“黄金飞机”翼面都未设置操纵面，如何操纵飞机姿态，不得而知（也有一种可能，“黄金飞机”采用了全动机翼、全动尾翼方式来改变飞机姿态。不过，这种做法在现代飞机中是极其罕见的）。总之，我们仿制的飞机能够一飞冲天，是离不开后期的现代气动力加工和完善的。为此，我们还专门有一位同学作了气动性能分析。

尽管如此，考虑到“黄金飞机”物件很小，1500年前的玛雅人制作这些小饰品时，许多“黄金飞机”上的小部件、小细节已经被忽略了也很有可能。总之，如果那些黄金垂饰确实是玛雅遗址中出土文物的话，那么今天仿制“黄金飞机”能够飞天成功，某种意义上讲或许是对“古玛雅人已掌握了飞机技术”观点的一种支持。

《中国科学报》：此前新闻报道之后，有评论称：“飞起来的是现代仿制飞机，玛雅文明还在地上。”对此你持什么看法？

沈海军：1200年前，玛雅文明从地球上神秘消失，给后人留下了大量谜团，如古玛雅壁画上的疑似宇航员驾驶航天器图案、古玛雅的遗迹中含有大量航天耐热元素锆等。古代玛雅人是否已经掌握了现代的航空航天技术，不敢妄言。但只要本着 “大胆设想，严谨求证”的科学态度，相信随着科学技术的进步，总有一天，我们会揭开玛雅文明的历史真相。

《中国科学报》：玛雅文明属于新石器文明，玛雅人当时还没有青铜器，更不用说铁器。我也没有查证到玛雅文明关于黄金垂饰的相关史料。你的团队对此进行过考证吗？

沈海军：按年代，玛雅文明确实属于新石器文明。我们不是考古学家，所以对于黄金垂饰的相关史料也都是从网上查到的。我是做飞机设计的，对飞机相关的东西比较敏感而已。

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