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未來航空器小如蚊蠅
展望2020年的戰爭，美國軍事戰略家預計，未來戰爭置於指尖之上，那時既不用叩擊“死亡光束”的扳機，也不用啓動“末日機器”的按鈕，只需控制粗短翼機器蠅的飛行即可：小巧玲瓏，致人於死地的微型航空器，將蜂擁着飛向戰場，像一羣殺人蠅……
“蒼蠅是所有飛蟲中飛行最穩定，機動性能最佳的一種。”加利福尼亞伯克利大學的一位生物學家說，“在動物世界裏，蒼蠅就是噴氣式戰鬥機。”美國五角大樓的專家持同樣觀點，並希望能將蒼蠅“複製”成名符其實的噴氣式戰鬥機。
伯克利小組是由工程師和生物學家組成的一系列小組中的一個，該小組正在探索微型航空器（微航器）的新領域。將昆蟲飛行的空氣動力學原理與全球定位系統以及分子電子學知識相結合，他們希望發明一種微型偵察器。一旦試製成功，它將飛往地球上最隱祕的地方———如國際精英間諜的策劃密室等。
最危險的武器
如果第一代微航器能被證明是有效的間諜飛蟲，那麼它們最終將成爲一種最危險的武器。最近麻省理工學院的阿蘭·愛普斯坦在科技期刊《美國宇航》上撰文就微航器的作戰設想作了描述。他展望，有了全球定位系統的制導，微航器可以深入敵人腹地，在某個橋樑的任何關鍵地點着落。每架微航器攜帶一枚小型的錐形塑料炸彈，一旦接到指令，微航器立即響應起爆，這隻需一個定位準確的小巧炸彈的1％的炸藥量。
一些軍事戰略家預計成羣的機器蠅將拍翅振翼擁向戰場：安裝了微型照相機的偵察蠅，可以執行偵察小組的任務，竊聽有關戰術信息，反饋敵軍陣地的實時視頻信息；狙擊蠅則負責查找戰場指揮官，並用眼球虹膜將之認準，這時狙擊蠅就將自身對準指揮官的頸動脈飛擲而去，這無疑是21世紀“部落毒鏢”的化身。
還有一種裝有鋁合金尖頭的機器蠅，由於體積太小，雷達熒屏無法探測，它們就聚集在敵軍飛機場跑道盡頭的雜草叢中。在飛機起飛時，時機一旦成熟，它們就蜂擁而起，等待噴氣發動機的進氣道將它們一古腦吸進去。機器蠅的鋁合金尖頭便會將旋動的渦輪葉片打斷，任熾熱如火的碎片如雨點一般撒向數千磅重的噴氣燃料和機械彈藥。用五角大樓的話來說，微航器是一種潛在的極限倍增器。
化夢想爲現實
鑑於這些預見比較符合未來科技的發展，因此五角大樓有資金支持的四大機構（陸軍科研部、海軍科研部、空軍科研部，以及國防先進科研項目局）正在考慮如何讓這些設想成真。據透露，四大機構爲這一課題總共投入了5000萬美元以上的經費，主要用於研製拍動式翼體、極微小的噴氣發動機，以及大小如分子的電子包等，使設想的微航器變爲現實。
“製造微航器，比縮微一架大型飛機還要複雜。”工程師們說，“他們可以證明大黃蜂不能飛。”伯克利大學的邁可·迪金森說：“假如人們將固定機翼的理論應用於昆蟲，其計算結果一定像大黃蜂一樣，不能飛。他們必須採用別的什麼方法才行。”這就是迪金森這些生物學家所涉足的領域，他們有志於創立一套昆蟲飛行理論，以便用機械方法制造微型機器蟲，使昆蟲飛行原理得以應用。
要將微航器製作成牆上的蒼蠅，首先，機翼必須要像蒼蠅一樣，換言之，要能鼓動翅膀。“微航器的尺寸和動力指數要與一隻很小的小鳥相一致。”
但“如果你具有昆蟲一樣的身材，你就不能像小鳥一樣飛行。”伯克利大學的迪金森說。鳥翼從表面上看同機翼沒有多少共同之處，但是用方程式來描述客機或信鴿的飛行，其結果基本是一致的。“用於研究飛機的靜態氣動學對鳥類研究也很實用。”
微航器設計師面臨的最大挑戰，是早期載人飛行先驅者們經歷過的同樣問題，即尋找高效輕型的動力裝置。專家一致的意見是，微航器必須自帶動力裝置。現在有3種可供選擇的技術方案。功率最大的要數13毫米的微型噴氣發動機，其性能已由英國國防部評價與科研局在2000年範保羅國際航展上作了演示。該局發言人說：“用煤油混合過氧化氫，或採用類似燃料，持續飛行時間可達一小時。發動機的啓動或關閉非常簡單，全由一個簡便的開／關閥門來實現，現場使用不但性能可靠，而且操作簡便。”
麻省理工學院的愛普斯坦正在研究的方案，與此略有不同。他的實驗室已獲得美國陸軍科研部500萬美元的經費支持，用於開發微型渦輪噴氣發動機，用生產計算機芯片同樣的工具和技術，可最終實現批量生產。像傳統的噴氣發動機一樣，麻省理工學院研製的微型渦輪發動機應裝有燃燒室、渦輪盤和壓氣機。燃油在燃燒室裏燃燒並通過渦輪盤葉片排出燃氣使之轉動，再由中央軸驅動壓氣機。
英國國防部評價與科研局和麻省理工學院開發的噴氣發動機體積雖然小，但是與亞特蘭大州立喬治亞理工學院正在開發的電動機相比，它們將更像土星五型運載火箭。喬治亞材料計算科學中心主任烏茲·蘭特曼說：“我們正在探索和研究越來越微型化的動力裝置，完全是被一些關鍵因素，以及技術和經濟上種種考慮所驅動。”爲了研究毫微噴氣發動機，蘭特曼及其合作者邁可·默斯勒採用分子力學模擬方法觀察最前沿的省油新領域———燃燒結果至少應達到20萬個丙烷分子。
連接全球定位系統
在研製微航器過程中，要讓這些微小的機器戰鬥羣體發現目標，看來是最難對付的挑戰。其實，問題也並不像人們想像的那麼難。愛普斯坦說：“促進系統縮微化的動力，來自微電子技術的發展。機載單位部件的計算性能將繼續提高。”他指出，縮微電子元件應包含重量只有6克的全球定位系統接收機，大約是12片阿斯匹林的重量。
另外，給微航器輸入指令也並非難事。紅外線端口能使微航器現場編程。一旦上戰場，即可通過紅外線端口在機羣中傳遞協調指令。
最近，加利福尼亞洛杉磯大學的一些化學家宣佈了一項重大突破，說微航器體積可以再縮小。他們精心設計了一種輪烷分子環狀組合結構，專門觀察晶體管的開／關動作。企業界的專家考察了示範程序之後說，該工藝具有巨大潛力，可以在一個微小芯片的1％的面積上放置10個超強計算能力的奔騰處理器。另外，由於輪烷分子晶體管可以光控開／關，所以能免去體積龐大的電纜連接。微航機將來終有一天能攜帶F－22那樣強勁的計算能力。
如果將喬治亞理工學院的毫微噴氣發動機和加州洛杉磯大學的分子晶體管合併，也許會造出更新更小更巧的機器鬥士；毫微微航器，其體積之微小，可以匿藏於真蠅之中。(鍾紇)
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