現在，該研制小組，正致力於設計和制造人力直升機，試圖贏得在20年前就設立的西科斯基人力直升機競賽獎。他們設計的人力直升機，目前正在蒙特利爾鬧市區壹家廢棄的啤酒廠內制造。這種人力直升機名為“太陽神”（Helios），它取自希臘神話故事中的人物，他是從海洋深處升起而成為太陽神的。這個名字的喻意是：研制小組將從人力潛艇競賽冠軍變成人力直升機競賽冠軍。
瞄準競賽獎
西科斯基人力直升機競賽的宗旨，與歷史上有名的克雷默人力飛機競賽獎相類似。克雷默獎是1959年設立的，旨在推進人力飛機的研制。這個獎項的設立，促成了“蟬翼禿鷹”和“蟬翼信天翁”人力飛機在70年代和80年代非常成功的飛行。西科斯基人力直升機競賽獎，由美國直升機學會於1980年設立。該學會將向首次能用人力持久飛行的可操縱人力懸停飛行器的成功者，頒發2萬美元獎金。競賽規則規定，由壹個人或多個人提供動力的重於空氣的直升機，“持久懸停”飛行時間，須達到60秒鐘，離地的最小飛行高度必須短時達到3米，還必須始終保持在10米見方的區域內飛行。另外，至少應有壹名機組人員在飛行中不隨直升機轉動，也就是說，直升機上有壹部分結構在飛行中不應該轉動。
自人力直升機競賽獎設立至今20年中，還沒有人獲得過這個獎項，這足以說明人力直升機在人的體力與工程技術兩方面所具有的挑戰性。據美國直升機學會人力直升機協調人羅伯特?索菲說，為參加此項競賽，世界上已制造出17架人力直升機，但其中只有2架飛行過。第壹架是“達芬奇Ⅲ”，它是在80年代末期由美國聖路易斯奧比斯波的加利福尼亞波利技術大學制造的。在1989年12月的飛行中，它只離地懸停了7.1秒鐘。第二架是“由利Ⅰ”，它是在90年代初由日本大學由東內藤教授指導的壹個小組制造的。“由利Ⅰ”於1994年3月飛行，創造了飛行時間19.46秒的正式世界紀錄，離地高度只有0.2米。在後來的飛行中，它創造了飛行時間24秒，離地高度0.7米的非正式紀錄。
由東內藤教授德高望重，是壹位人力直升機設計和制造者，現已退休。他曾負責設計與制造了5架人力直升機，第五架就是“由利Ⅰ”。他仍在為制造第六架人力直升機工作，名為“由利Ⅱ”。自“由利Ⅰ”人力直升機飛行兩次以後，人力直升機實際上沒有取得什麽進展，所以西科斯基人力直升機競賽獎仍然“高懸在空中”。
然而，有跡象表明，人們不久將向人力直升機競賽獎發起新的壹輪沖擊。幾種人力直升機目前正在設計或處於剛開始制造階段。這些人力直升機是：由東內藤的“由利Ⅱ”；由康涅狄格州費爾柴爾德公司的約翰?諾比爾制造的人力直升機；名為“鳳凰”的人力直升機，它正由安阿伯密歇根大學丹?帕特領導的壹個小組研制。“太陽神”人力直升機自1998年1月以來，壹直在精心設計和制造，是最近沖擊人力直升機競賽獎的主力和尖兵。
學生研制小組
“太陽神”人力直升機計劃於1998年初開始實施。研制小組由15名研究生和本科生組成，另有幾名畢業研究生參加工作。其核心成員有：組長西蒙?瓊卡斯，機械組組長亞歷克西斯?米肖，電氣組組長克裏斯琴?貝留，計算機輔助設計與制造專家和有限元分析家丹尼爾?科特，電子設計專家瓊弗朗科斯?博蘭和復合材料專家塞奇?魯斯特。他們都是研制“奧默”人力潛艇的老成員。與他們壹起工作的，還有壹些在機械與電子設計、金屬加工和復合材料制造方面有經驗的專業學生。
魁北克省高等技術學校對人力直升機計劃提供了大量支持，包括基礎設施、經費和材料。除了高等技術學校提供的支持以外，學生們還努力尋找工業界對計劃給予支持，並取得了明顯的成效。這壹方面是因為此項計劃很有意義，另壹方面也因為該小組在“奧默”人力潛艇研制中的出色表現所產生的影響。工業界支持該計劃的有：貝爾直升機公司、龐巴迪公司、卡納達爾公司、普惠公司、3M公司、杜邦公司和航空技術高級材料公司。迄今為止，此項計劃是該高等技術學校由學生經營的最大計劃，獎金約達10萬美元。
總體設計的思考
“達芬奇Ⅲ”和“由利Ⅰ”代表了人力直升機的兩種不同的設計思路，“太陽神”則是第三種思路。但它們也有***同的特點，即它們都是由單人駕駛、重量極輕和最大限度地利用了地面效應。其主要區別是：對人力直升機的轉動控制采用了不同的解決方法。此外，在制造方法和材料使用上也有所不同。
波利技術大學的“達芬奇Ⅲ”人力直升機，旋翼直徑30米，有2片槳葉，由槳尖螺旋槳驅動旋轉。旋翼槳葉采用梁與肋結構，由碳纖維和泡沫塑料芯外包聚酯薄膜蒙皮制成。機體重量43.55公斤。“達芬奇Ⅲ”在首次飛行時，由於復雜驅動機構中的摩擦作用，致使它在飛行離地後出現了殘余轉動，造成壹片槳葉損壞，飛行只持續了7秒鐘。
由東內藤教授的“由利Ⅰ”采用了4副直徑為10米的雙槳葉旋翼，飛行中2副順時針方向旋轉，另2副反時針方向旋轉。支持旋翼和飛行員的機體結構則由碳纖維和鋁合金管材制做。全機重量僅38.56公斤。“由利Ⅰ”很容易飛起來，穩定性極好，但操縱困難。該機離地後，由於4副旋翼旋轉綜合形成的氣流的影響，直升機會以不可改變的方式作橫向漂移。這次飛行不是因飛行員的疲勞而結束，而是因直升機橫向漂移與場地圍墻相撞而結束。
“達芬奇Ⅲ”和“由利Ⅰ”由於驅動機構太復雜，摩擦消耗功率較多，所以無法上升到脫離地面效應的高度。對於這些已飛行了的和其它不成功的人力直升機設計，特別是由東內藤在研制初期的雙旋翼設計，“太陽神”研制小組都進行了仔細研究，並得出了兩個重要結論。第壹，簡單的高效率的驅動機構是制造可飛行人力直升機的主要準則；第二，應最大限度地減少人力直升機的非氣動力結構。據此，他們認為，類似由東內藤在研制初期的雙旋翼人力直升機設計最有希望成功。
最初設計的人力直升機，失敗原因幾乎都是由兩副旋翼的空氣動力相互幹擾造成的，因為它們之間的間距太小。“太陽神”研制小組認為，如果把壹副旋翼置於乘坐飛行員的機體之上，另壹副置於機體之下，這樣兩副旋翼之間的垂直距離就足夠大，也就能夠解決旋翼氣動力相互幹擾的問題了。不僅如此，這種布局還能使壹副旋翼處於地面效應之中。由於在飛行中旋翼處在地面效應之中效率最高，所以這對人力直升機來說是非常可貴的。
人力直升機飛行需要解決的主要問題，是應盡量減小飛行所需的動力。從人力飛行的早期開始，生理學家就指出，壹個訓練有素身強力壯的人，最大輸出功率不到2馬力。“太陽神”研制小組的試飛員再次證實了這個事實。而且，人們只能在很短的時間內保持這個體能水平。在1分鐘之內，壹個身強力壯的人平均只能發出約1馬力（約750瓦特）的功率。1分鐘是西科斯基人力直升機競賽獎規定的飛行留空時間，這是壹個很難達到的目標。
當然，也可以設計壹種由多人組提供動力的人力直升機。“太陽神”研制小組也進行過這方面的試驗，但出人意料的是，試驗表明，由多人組輸出的功率，比由每個人輸出的功率之和還要少15％左右。這是由於在多人組提供動力的情況下，每個人不能使他們的動作完全同步壹致造成的。
雖然理論分析表明較大的旋翼能夠產生較大的升力，但由於較大旋翼必然會帶來較多的結構重量，加上多人組飛行員的身體重量，就會使直升機全機的重量增加，再加上15％功率輸出損失，這些因素就會使多人組人力直升機的優點顯現不出來。
至於“太陽神”人力直升機的幾何尺寸大小，該研制小組經研究分析認為：從空氣動力學觀點來看，理想的人力直升機雖然旋翼直徑越大越好，而且飛行中應作慢速旋轉，但從機械工程的觀點來看，旋翼結構越大，機體也越大，重量就越重，也越難制造。所以，應將二者結合起來考慮，讓人力直升機的大小有壹個最佳的折衷方案。當然還必須考慮到人力在1分鐘內只能發出1馬力功率的限制因素。他們的結論是：對於雙旋翼人力直升機，旋翼直徑為30米左右時，升力重量比的數值最高。
“太陽神”人力直升機
“奧默”人力潛艇的成功技術，也被用到了“太陽神”人力直升機的方案設計中。其成功技術主要體現在螺旋槳和驅動機構上。螺旋槳葉片采用了經典的沃特曼翼型，為尖削形扭轉槳葉。最重要的是，艇上裝有由微處理機控制的、與轉速相適應的可變槳距系統。此外，“太陽神”還借鑒了“奧默3”潛艇艇體使用高強度、重量輕的蒙皮材料的經驗，即使用芬綸蜂窩芯和碳凱芙拉/樹脂材料的經驗，以及這種材料的制作經驗。而且，旋翼仍然采用了具有梁肋結構的大展弦比長槳葉。梁肋結構自“蟬翼禿鷹”和“蟬翼信天翁”人力飛機飛行以來，壹直是人力飛行器的相關部件，如機翼、旋翼槳葉所采用的標準結構。這種結構不僅制造非常簡單，損壞後好修理，而且制造後要修改也比較容易。
這種結構的旋翼槳葉雖然抗彎強度高，但抗扭性能差，外部需要用線繩拉掛才能保持必要的扭轉形狀。“太陽神”的槳葉又長又薄，如何保持扭轉形狀十分關鍵，為此，研制小組為槳葉選擇了承力蒙皮。這樣，槳葉的彎曲載荷和扭轉載荷就由槳葉內部的主要結構件和蒙皮***同承受，可較好地保持所需的扭轉形狀。“太陽神”直升機上下兩副旋翼的4片槳葉均由具有強度重量比高的碳纖維/樹脂預浸材料制造。
“太陽神”人力直升機裝兩副反向旋轉的雙槳葉旋翼，旋翼直徑30米，壹副在上，壹副在下，之間為飛行員乘坐結構。槳葉由低密度泡沫塑料和高強度碳纖維制成，容易保證所需要的翼型和平面形狀。操縱系統與常規直升機的可變槳距旋翼操縱系統相似。整機目標重量為54.43公斤。
1998年下半年和1999年初，研制小組論證了機械設計的各個方面，全面完成了旋翼槳葉的氣動力設計。在設計過程中，小組成員西蒙?瓊卡斯和克裏斯琴?貝留編寫了軟件，以預測槳葉在有地效和無地效條件下的性能。在計算機實驗室裏，瓊卡斯和貝留花了幾個月的時間，用這個軟件對旋翼槳葉進行了大量的選型試驗，***試驗了約300萬種槳葉形狀。他們得出的結論是，旋翼槳葉采用“代達羅斯”31翼型、在轉速為每分鐘7轉時，槳葉長度為17.5米是最佳的。
“代達羅斯”翼型系列，是由麻省理工學院的馬克?德雷拉博士專門為人力飛行器設計的。這些翼型曾用在保持世界紀錄的“代達羅斯”人力飛機和“由利Ⅰ”人力直升機上。
“太陽神”人力直升機槳葉有大的尖削比（0.1）和扭轉角（10度），每片槳葉重約10公斤，但上下旋翼槳葉稍有不同。
根據在計算機上的模擬計算，“太陽神”在離地3米高度上飛行時，所需的總功率約為0.8馬力。據此可以預料，“太陽神”人力直升機如果不能奪取西科斯基競賽獎，至少也能飛行。
研制小組用有限元分析軟件計算了槳葉結構的應力和極限強度，而且，對所有關鍵構件都用這種軟件進行過驗算，其目的是使每個構件的強度只是剛剛達到要求，以盡可能地減輕機體的結構重量。
槳葉內部結構由低密度的道?克拉梅XL泡沫塑料翼型段組成。翼型段利用熱線切割工具和壹套福密卡膠木模板加工而成，它是用手工把實心泡沫塑料塊切割而成的，幾乎是具有復雜形狀的空心結構。每片槳葉有22塊泡沫塑料翼型段，它們是在玻璃纖維模具中與蒙皮材料進行組裝的。
槳葉的蒙皮是用聚酯薄膜和無方向碳纖維預浸材料制做的，質量為每平方米100克，樹脂含量33％。這種材料的強度每平方厘米足以承受44996公斤的拉力。
槳葉中心結構件是橫切面大致為矩形的碳纖維管梁。旋翼軸是直徑為10厘米稍帶尖削形狀的碳纖維管，它有連接槳葉和機體的作用。槳距由壹套軸承、齒輪和小電機操縱。
在用碳纖維預浸材料制造槳葉之前，首先必須制成壹套成型模具。1999年整個春季，研制小組制造了4套18米長的玻璃纖維模具和其它工具。制做模具時，先用石膏坯成形，再利用鋁模板將石膏坯打磨成要求的形狀，這就是陽模。然後，利用石膏陽模再做成用於成形碳纖維和泡沫塑料槳葉的玻璃纖維模具。
在制做槳葉時，先須將預浸材料切割成所要求的形狀，並把它鋪設在玻璃纖維模具中，然後加熱到攝氏80度，並保持4至5小時使作為粘接劑的環氧樹脂固化。第壹片槳葉的制做比預期的困難，不過，在制做技術熟練以後，大約2個星期就能做出壹片槳葉來。
槳葉制做中遇到的兩大問題是，所用的制造材料的熱膨脹特性不同和成形以後會變形。因為碳纖維、樹脂、泡沫塑料、聚酯薄膜和長度很長的模具，在固化過程中加熱到攝氏80度時的膨脹量都不壹樣，例如，模具在攝氏80度時比在室溫時膨脹2.54厘米。成形後的大長度復合材料結構槳葉，由於有很大的內應力，所以會使其變形和變薄。這個問題在那些小尺寸試驗件上表現得並不明顯。“太陽神”研制小組就這個問題請教了西雅圖“渡鴉”人力飛機的研制人員，因為這種飛機使用的復合材料與“太陽神”的類似，從而比較好地得到了解決。
對“太陽神”計劃來說，1999年12月6日是壹個重要的日子。這天，研制小組和高等技術學校約有40人，目睹了打開槳葉模具取出第壹片完整的全固化槳葉的情景。
雖然這第壹片槳葉有些缺陷，但原來就沒有打算用於飛行。壹個星期後，它在加載試驗中直到被破壞，之後它又被鋸開，檢查其結構的完整性，結果是令人鼓舞的。這個研制小組準備再制造7片槳葉，並將其中最好的4片用於飛行。
研制小組中的機械組將完成機體和傳動裝置設計，另有壹個組則負責完成試驗槳葉用的全儀表旋翼試驗臺的設計。該旋翼試驗臺將在0.3至3米高度上試驗槳葉，並將搜集隨攻角變化的功率消耗、總升力和扭矩數據。這些數據對於控制直升機高度、旋翼轉速和研制槳距控制系統，是十分重要的。
按計劃，2000年末，“太陽神”人力直升機將在蒙特利爾奧林匹克體育場，為奪取西科斯基人力直升機競賽獎而飛行。