飞艇，重返天空之城

1937年5月6日，德国兴登堡号飞艇试图停靠在美国新泽西州的系留塔（停留装置）时，突然猛烈起火。着火之后，245米长的飞艇向地面俯冲，仅仅34秒就被烧毁，最终化成一堆灰烬。

这次事故夺去了36人的生命，严重动摇了公众对飞艇安全的信任，让人们遗忘了在事故发生的几个月前，兴登堡号曾拥有一段短暂的黄金时代——10次安全地横跨大西洋两岸运送乘客，被人称作飞艇界的泰坦尼克号。自事故发生后，飞艇旅行变成了历史。

现在，距离兴登堡号飞艇的第一次飞行已经80年了，我们是否可以看到飞艇返回到天空中呢？

依靠什么来起飞？

飞艇的起飞依靠的是阿基米德原理。飞艇的内部会充入某种气体，由于飞艇里的气体和外界空气的密度有差异，会产生一个向上的力——浮力，将它推上天空中。相比之下，普通飞机的密度比空气大得多，所以必须依靠其他方式提供升力。

飞艇的飞行就好比气球飞到空中的场景。早期的兴登堡号飞艇，艇身充满了氢气，因为氢气是最轻的气体，因此提供了最大可能的上升空间。但缺点是，氢气非常易燃，这意味着飞艇很容易因雷击或氢气泄漏而发生爆炸，尤其当它们在云层下面飞行的时候。

兴登堡号的灾难就是一个发人深省的例子，它说明氢气很危险。此后，人们用氦气代替了氢气，氦气的重量比氢气稍微重，所以提供的浮力相对会小一些，但关键是氦气不易燃。

与兴登堡号等传统飞艇不同，近年来设计的新型飞艇并不是像过去一样用来运输乘客，而是提供一种廉价和灵活的方式来装运货物，尤其是将货物运往没有道路或其他基础设施不足的偏远地区。例如，飞艇将设备运送到人员难以到达的矿山和钻井网点，甚至还可能去往北极圈，由于冰下储藏着大量未开发的石油，那里可能将很快成为重要的大型工业开发点。

争当世界上最好的

过去几年里，世界各地的公司一直在开发和设计新型飞艇，希望能在这一新兴市场中取得优先竞争力。

美国的洛克希德·马丁公司是世界上最大的航空航天制造商，前段时间在巴黎航空展中推出了飞行器混血儿——时速可高达117千米的混合飞艇。它沿用了氦气填充飞艇体的传统方法，并沿着艇身装配了空气动力学多瓣叶片结构（像飞机机翼一样），为其飞行提供额外的升力，这说明它比标准的传统飞艇需要的氦气少。

一般情况下，氦气仍然为混合飞艇提供了70%～80%的提升力，使得现代混合飞艇可以像传统飞艇一样起飞和垂直降落，但现代混合飞艇运载货物的最高重量可达2.1万千克，比传统飞艇高出40%多；当混合飞艇的负载重量超过70%时，也就是超过1.47万千克时，它能以和普通飞机类似的方式（借助燃料）起飞。与直升机相比，每1000千克重的货物，混合飞艇只需要10%的燃料。

此外，为了应对未铺设过的路面，工程师们还开发了气垫系统，让飞艇能在略高于地面处悬停。

为了证明混合飞艇的多功能和成本效益，研究人员还设计了不同的飞艇结构，以适合不同客户的成本和运输需求。他们希望混合飞艇将于今年航行，每年飞行300天，每一艘飞艇大部分时间是去往同一个地方，发挥运输功能。

镇重器的变形记

早期的飞艇，在降落时都需要某种形式的外部镇重器，用来固定飞艇，防止其被风吹走。通常情况下，这种镇重器是水，而如果要去往较远的地方，外部镇重器是一个关键问题。

一些公司已经开发出解决方案，让飞艇不再需要外部镇重器。比如美国的Worldwide Aeros Crop公司正在设计的Aeroscraft飞艇。它的部分浮力来自于氦气的膨胀，而氦气也是镇重的关键材料。飞艇拥有先进的静态重量控制系统，能够让驾驶员通过将氦气压缩到内部气舱中来增大飞艇的自重，让其顺利降落在地面上。而当货物装好之后，驾驶员可以将气舱中的氦气释放出来以降低飞艇自重，并在发动机的帮助下让飞艇沿垂直方向爬升起来。这个系统与在水中的潜水艇的控制方式相类似。

没有镇重器带来的烦恼，让Aeroscraft飞艇具有与众不同的能力。使它可以在目标区域上方悬停几个小时，便于人们装载或卸载货物。在垂直起降时，也不需要任何跑道和地勤人员的辅助，只要有足够大的起降场地即可。

工程师还采取了独特的方法来设计起落架，不是利用车轮或滑行着陆，而是安装了专门设计的着陆垫。使Aeroscraft飞艇可以在任何表面安全着陆，包括水面。着陆垫也可以吸进或吹走空气，使飞艇滑行时像一艘气垫船，在装载或卸载货物时紧紧贴住地面，停泊牢固。

最大飞艇，形似臀部

英国一家名为“混合航空器”的工程公司也设计了货运飞艇——“天空登陆者10号”，现已经研发到最后阶段了。它是目前世界上最大的飞艇，外型酷似人类的臀部，也被外界称为“飞天屁股”。与洛克希德·马丁的混合飞艇一样，“天空登陆者10号”充入的也是氦气，三个大瓣叶片状的艇身给飞艇提供了大约40%的浮力。

“天空登陆者10号”在商业用途上可行的关键一点是，它非常强大却轻便的艇身材料。聚氟乙烯、聚酯薄膜和高强度纤维等材料，使其能在各种天气和飞行条件下，保持艇身的原本形状，这对于飞艇来说，至关重要。

“天空登陆者10号”的航行速度约为148千米/小时，最大载重量约为1万千克，能在天空中飞行长达5天。它有4个柴油牵引机，每一个都可以旋转来牵引飞艇往上升或往下降。这同时赋予了飞艇悬停以及在几乎所有表面上着陆的能力，无论是冰面、沙漠地面还是水面。

尽管乘坐飞艇快速前往异国他乡看起来似乎还不太可能，但未来，地平线之上的这些天空巨人，应该会再次迎来属于它们的黄金时代。

本文源自大科技*科学之谜 2016年第7期杂志文章、欢迎广大读者关注我们大科技的微信号：hdkj1997

发表于 2016-07-26 00:00
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