他们说这不可能！

达芬奇于 1485 年绘制了已知最古老的人力飞行器设计图。但直到 1977 年，第一架人力飞行器才真正飞起来。飞行需要升力，即向上推的净气压抵消了飞行器的重量。多年来，许多人认为飞行需要比人体本身所能提供的更大的升力和动力（尽管这些警告并没有阻止无数失败的尝试）。但发明家们坚持了下来。

飞机飞行采用三种基本配置：固定翼、扑翼和旋翼。在过去的 50 年里，发明家们已经征服了固定翼和扑翼飞行。现在他们即将克服迄今为止最大的挑战：垂直起飞。

要驾驶人力直升机，飞行员可能需要产生 500 瓦的功率。英国曼彻斯特大学航空工程师 Antonio Filippone 曾发表过两篇分析理论人力直升机的论文，他说，即使是最健康的飞行员也无法维持这种输出。“你可以起飞，”他说，“但不可能持续几秒钟。”我们以前听说过这种事情。

飞机

固定翼飞行

挑战：固定翼飞行需要高效的翼型，例如机翼顶部弯曲、底部平坦。当翼型向前移动时，气流在其顶部流动的速度比在其下方流动的速度快，从而产生压力差。当飞行器下方的压力克服其上方的压力时，就会产生净向上力。大多数飞机使用发动机来获得足够的向前运动，但人类无法以如此快的速度推动车辆。

解决方案：一般来说，机翼越长，升力越大。20 世纪 60 年代初，南安普顿大学的本科生建造了一架重 130 磅、翼展 80 英尺、配有自行车式传动装置和螺旋桨的飞行器。它飞行了三分之一英里，但存在严重的转向问题。1977 年，工程师 Paul MacCready 设计了​​Gossamer Condor ，这是一架重 70 磅的铝塑料飞行器，配有鸭翼——机身前方吊杆上的机翼。它比前辈更灵活，能以 8 字形绕着相距半英里的标记飞行，并因此获得了皇家航空学会首次可控且持续的人力飞行奖。但仍有改进的空间。例如，工程师们对 90 年代的 Airglow（见此处）进行了翻新，使其翼尖和机翼更加弯曲——这些改进可以使它在转弯时更加稳定。

扑翼机

扑翼飞行

挑战：小型动物（如蜂鸟）拍动翅膀的速度足够快，完全靠拍动翅膀就能保持飞行，向下推的空气比向上推的空气多，从而产生净向上压力。但对于大型动物来说，拍动翅膀的速度很难快到足以保持飞行。因此，较大的拍动翅膀需要向前推力来推动。想象一下发动机推动扑翼飞机或扑翼机向前飞行。

解决方案：大型鸟类的翅膀可以扇动，但它们也会像摇动门把手一样前后扭转，从而产生额外的向前推力。因此，在多伦多大学读研究生时，航空工程师托德·赖歇特和同学们设计了名为“雪鸟”的飞行器，其机翼既可以上下扇动，又可以扭转 10 度。他们使用计算机模拟来微调设计。他们为“雪鸟”设计了宽达 105 英尺的翼展，并使用碳纤维和凯夫拉纤维来减轻重量。人们使用类似于健身房里的腿部推举器，在 94 磅重的飞行器上发电。

2010 年 8 月 2 日，在安大略省的一片田野上，一辆汽车拖着这架飞机向前飞行，直到它滑翔到空中。然后汽车停止牵引。赖歇特在腿部推举时，雪鸟拍打着翅膀，在 11 英尺的高度自行飞行了 19.3 秒，飞行距离为 475 英尺。

直升机

旋翼飞行

挑战：直升机飞行时，其旋转的旋翼迫使空气向下，从而降低飞机上方的气压，增加下方的气压。与飞机和扑翼机不同，直升机不能依靠向前运动，这使得飞行更具挑战性。直升机还会产生湍流，这会导致严重的稳定性问题。几个团队试图通过赢得美国直升机协会的西科斯基奖来证明他们可以征服垂直飞行，该奖项的固定奖金为 25 万美元，获奖者是人力直升机，该直升机悬停一分钟，最低高度为 3 米（9.8 英尺），同时保持在 10 米（33 英尺）的正方形内。

竞争者：马里兰大学团队的Gamera II直升机是一架四轴飞行器，它有四个 42.6 英尺宽的旋翼，与自行车式传动装置相连。靠近地面的几个较小的旋翼比单个大旋翼更容易升空。它们还可以相互平衡，以获得更好的稳定性。每次对设计的调整都取得了更好的效果——6 月份，一名飞行员坐着用手脚蹬踏板，将Gamera II抬离地面约一英尺，持续了 49.9 秒，然后在 8 月份，一名飞行员将高度提升到八英尺。

航空工程师尼尔·塞基 (Neal Saiki) 于 1989 年设计了第一架升空的人力直升机，如今他又带着一架新飞机回来了： Upturn 。飞行员踩下踏板，让宽 85 英尺的单个旋翼旋转，该旋翼有四个叶片，其中两个叶片的末端装有螺旋桨，有助于保持稳定性。每个叶片还配有一个可调节的襟翼和一个用于检测振动和平衡的传感器，塞基的软件可以实时调整襟翼的角度以补偿摆动。6 月，一名飞行员将Upturn抬高了两英尺，持续了大约 10 秒。

竞争仍在继续。Snowbird联合设计师 Todd Reichert 于今年 7 月与一个新团队正式报名参加直升机大奖赛，但尚未发布其四轴飞行器的完整设计。马里兰队继续改进其飞行器。Saiki 计划使用更强大的飞行员。重力队将一路与他们展开激烈竞争。