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我们还会迎来“飞艇时代”吗?

人们对于飞行始终都有着浓厚的兴趣,从古至今人们也在为之不断的探索,从能飞起来,到能飞得再高些再远些,包括现在人们对于星际间飞行的探索。2016年8月17日,目前全球最大飞行器,由英国混合空中飞艇公司制造的Airlander10试飞成功,他是一个介于飞艇和飞机之间的飞行器。

 

今天我们和《航空知识》杂志的主编王亚男一起来聊聊这个有些复古感觉的全球最大的飞行器,聊聊那时的“飞艇时代”。

 *全球最大飞行器 AIRLANDER10


2016817日,由英国混合空中飞艇公司制造的Airlander 10试飞成功,相对于传统飞行器来说,Airlander 10虽然速度较慢,但能够长距离携带大型有效载荷。2014年2月,英国混合空中飞艇公司在英国贝德福德郡卡丁顿的一座机库对其进行改造,并计划于20167月末离开飞机棚,开始首次试飞。


飞艇是一种轻于空气的航空器,它与热气球最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体(有氢气或氦气)借以产生浮力使飞艇升空。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。大型民用飞艇还可以用于交通、运输、娱乐、赈灾、影视拍摄、科学实验等等。比如,发生自然灾害时,通讯中断就可以迅速发射一个浮空器,通过浮空气球搭载通讯转发器,就能够在非常短的时间内完成对整个灾区的移动通讯恢复。

飞艇的产生


在生产发明了气球之后,人们马上就想方设法推进和驾驶气球。1784年,法国罗伯特兄弟制造了一艘人力飞艇,长15.6米,最大直径9. 6米,充氢气后可产生1000多公斤的升力。罗伯特兄弟认为,飞艇在空中飞行和鱼在水中游动差不多,因此,把它制成鱼形,艇上装上了桨,这桨是用绸子绷在直径2米的框子上制成的。1784年7月6日进行试飞,当气囊充满氢气后,飞艇冉冉上升,随着高度的增加,大气压逐渐降低,囊内氢气膨胀,气囊越胀越大,眼看就要胀破,这可把罗伯特兄弟吓坏了,他们赶紧用小刀把气囊刺了一个小孔,才使飞艇安全降到了地面。这次试验启示人们,应当在气囊上留一个放气阀门。2个月后,兄弟俩又对飞艇进行了改装,做了第二次飞行。虽然飞行速度很慢,但它毕竟是人类第一艘有动力的飞艇。


19世纪60年代,蒸汽机、内燃机、电动机相继发明,为飞艇动力的改进创造了条件。在飞艇发展史上,德国的退役将军菲迪南德·格拉夫·齐柏林是一个重要人物,他是硬式飞艇的发明者,被后人称为“飞艇之父”。1900年,齐柏林制造了第一架硬式飞艇。它的最大特点是有一个硬的骨架,骨架是由一根腹部纵向大梁和24根长杵及16个框架构成,并使用了大量纵向和横向拉线,以增强结构强度。艇体构架外面蒙上防水布制成的蒙皮。艇体内有17个气囊,总容积达到1.2万立方米,总浮力达13吨。比当时软式飞艇大5至6倍。由于多气囊还能起到类似船上隔水舱的作用,所以大大提高了飞行的安全度。1908年,齐柏林又用自己的全部财产设计制造了当时世界上最大的一艘飞艇——“Lz-4”号。 1929年8月8日,“格拉夫·齐柏林”号飞艇开始了一次伟大的环球飞行,从美国的新泽西州出发,经过德国、苏联、中国、日本,于8月26日回到洛杉矶市。整个航程历时21天7小时34分。


说到飞艇不得不提德国兴登堡号飞艇,他是世界上最长的飞行器,并且是体积最大的飞艇型号。建成后,它由德意志齐柏林飞艇运输公司于1936年3月投入运营。它在第二个飞行季中的第一次跨太平洋飞行,1937年5月6日在新泽西州曼彻斯特镇莱克湖海军航空总站上空尝试降落时烧毁。然而,它的坠毁却让商业飞艇时代到此结束。


 


*1937年5月6日,兴登堡号在美国新泽西州莱克赫斯特海军航空总站上空准备着陆时,仅34秒就被烧毁。

飞艇时代结束的原因


飞艇体积大、速度低、不灵活、易受攻击,同时由于飞机性能的不断提高,因而军用飞艇逐渐被飞机所取代。但飞艇的商业飞行仍有发展。1929年德国制成的大型飞艇兴登堡号,长245米,直径超过41米,总重206吨,曾10次往返飞行于美国和德国之间,运送旅客1000多人。这时的飞艇大都使用氢气作为浮升气体,易燃易爆,很不安全。1937年,“兴登堡”号在着陆时因静电火花引起氢气爆炸,35人遇难。英、美也有多艘大型飞艇大都相继失事,此后飞艇的发展陷于停滞状态。

 

上个世纪,飞艇被飞机取代的主要原因有两个:高昂的造价和过低的速度。虽然飞艇的使用费用十分的低廉,但其造价却是个天文数字。飞艇的价格一般依据其外形尺寸的大小而不同,例如一个 40 米长的小型软式飞艇的价格约为 200 万美元。如果使用飞艇作为大型军事运输工具,就注定了其初期建造数量一定不会很多,最初运载货物的成本也将急剧增加。如果抛去其造价,现代工程材料和航空电子设备将使现代飞艇要比其半个世纪前的祖先先进了许多,但其速度仍然是个令人头痛的问题。要知道,现代喷气飞机的速度至少是飞艇的6 倍以上。

飞艇在现代技术下的回归

 

飞艇相对于飞机来说最大的优势就是它具有保持无与伦比的滞空时间。飞机在空中飞行的时间是以小时为基本单位来计算的,而飞艇则是以天来计算。飞艇还可以悄无声息的在空中飞行,这一点在军事上的应用同样重要。1957 年 3月,美国一艘 ZPG -2 型软式飞艇在一次飞行中创造了连续飞行 264.2 小时的世界记录,其总里程长达 15,200 公里。军用飞艇一般都使用氦气保持浮力,因此能安静并且平稳地完成升降和飞行,这对其携带高科技监视设备至关重要。 


现代飞艇的安全性已经有了质的提高。氦气是一种稀有气体,不可燃。由于飞艇气囊中的氦气压力并不是很大,仅仅只需要能保持其外形即可。所以即使被枪弹击中,如果弹孔不大,那么氦气的泄漏速度将是非常缓慢的,几乎可以暂时不用处理。如果枪洞很大,飞艇就不得不取消既定的行动计划,但仍然有足够的时间返回基地。另外,先进的制造技术和复杂的控制系统也将使兴登堡飞艇的惨剧不会重演。飞艇还可以在恶劣天气下照旧飞行,只要当时的风速不要超过 30 节即可。


近些年,随着航空技术的进步,飞艇又开始得到人们的重视。尽管同飞机相比,飞艇显得大而笨,操纵不便,速度也较慢,易受风力影响;但飞艇也有其突出的优点,如垂直起降,留空时间长,可长时间悬停或缓慢行进,且不因此消耗燃料,噪音小,污染小,经济性好,而且随着飞艇广泛使用了氦气填充,安全性也大大改善。根据计算,用飞艇运送一吨货物的费用,要比飞机少68%,比直升机少94%,比火车少一半。因此,世界各国纷纷又重新开始研制飞艇,集中了90年代先进技术的现代飞艇新型号不断涌现,如英国的“哨兵”系列,德国的LZ-07,俄罗斯的“科学静力”系列以及中国的“中华号”,“上海达天CA-80型系列软式载人飞艇”等等。现代飞艇在现代空中勘测、摄影、广告、救生以及航空运动中得到了广泛的应用。

 


 *宫崎骏动画片《魔女宅急便》中的齐柏林飞艇


随着科技的发展飞艇在许多领域得到新的应用。高空预警飞艇是在高空执行预警侦察的专用飞艇。这种飞艇配有太阳能电池,能够长期飘浮于高空执行预警和侦察任务,由于飞行高度的关系,这种比空气轻的飞行器可以避开暴风雪和狂风,长达数年地模仿同步卫星与地面保持相对固定的位置。





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主持人:吴勇

责任编辑:sharon





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