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飞艇：航空旅行的未来
文｜吕雪萱
日前,英国推出的全球最大飞行器“天空登陆者10号”飞艇已成功完成首航.这架超级飞行器身长92米,相当于1个足球场大小,比最大型客机空客A380及波音747-8还长18米、高25.5米,相当于6辆双层大巴车.由于外形“太污”（酷似人类臀部）,因此被戏称为“飞天屁股”.
“天空登陆者10号”建造资费高达3000万英镑（约合人民币2.6亿元）,最高时速可达148公里,载重10吨,最多搭载48名乘客,空中载人飞行时间5天,飞行高度达4880米.其排放污染和噪音均比一般飞机小很多,还可以像直升机一样垂直起飞和降落,不需要长长的滑行跑道.因此被人们普遍看好,被认为是航空旅行的未来.
实际上, 在人类飞行史上,飞艇曾有过一个全盛时期.19世纪末到20世纪初,飞艇是空中旅行最重要的工具,人们乘坐着飞艇来往于广阔的平原和浩瀚的海洋上空.直到第二次世界大战时期,飞艇还多次为反法西斯阵营的运输船队护航,保护它们免受潜艇的攻击.
然而,历史也记载着,1937年5月,曾多次飞越大西洋的“空中巨人”——德国“兴登堡”号飞艇发生了大爆炸.“兴登堡”号是当时世界上最大的飞行器,全长达248.6米,几乎和当时世界上最大的客轮“玛莉皇后”号一样长,它的最大直径达到了41.4米.
不幸的是, 在这次事故中,由于19万立方米的氢气猛烈爆炸,在不到5分钟的时间里,就有35人丧生.
随着飞机制造技术的发展,人们似乎已经把飞艇遗忘了.今天,世界上已经有了速度超过音速3倍的战斗机,达到音速2倍的超音速客机,可乘坐300多名旅客的大型客机,谁还会想起“又笨又大”的飞艇呢？
但近年来石油危机的出现,重新引发了人们对飞艇的关注.飞艇——这种古老的飞行器正在重焕青春.
尽管与飞机相比,飞艇的速度要慢得多（时速只有几十到一百多公里）,相同的载重量,飞艇的体积也大得多.但是,飞艇却有许多飞机无法比拟的优点.
首先,飞艇尤其是载重量在100吨以上的大型飞艇,燃料消耗和运输费用都要低得多.而且飞艇造得越大,运输成本就越低.
其次,与其他运输方式相比,飞艇要方便得多,它可以垂直升降,可以在空中悬停,可以不改动货物的包装,甚至连载重汽车一起运走,减少了许多装卸过程,实现“门到门”的运输.飞艇的地面设施也很简单,因而在没有人烟的荒凉地区也能使用.
另外,飞艇在飞行中的噪声很低,产生的废气也少,因此,从生态学和环境保护的角度来看,飞艇也获得了人们的赞赏.
现代飞艇,使用更为安全、不会燃烧的惰性气体氦来代替危险的氢气.这种安全的气体可以大量生产.现代飞艇由于采用了轻而牢固的新型材料作蒙皮,装有完善的导航仪器,再加上天气预报技术的进展,因而在飞行性能和安全方面都有了比较可靠的保障.
飞艇既可担任几千公里的长途运输,同时也是装卸货物的空中起重机.近年来,有些发展中国家的进出口量大大地增加了（如几内亚、利比里亚和波斯湾沿岸国家）,但港口和航道建设却跟不上需要.在有的港口,船舶往往要等待四五十天才能进港.如果使用飞艇来吊运,就能大大缓和这种紧张的局面.
在林业开发上,由于高山木材运输问题不能很好地解决,仅仅法国每年就要少生产上百万吨的木材.目前使用的直升飞机吊运方法,不仅费用十分昂贵,而且运输能力也十分有限.在这种情况下,飞艇是大有用武之地的.
飞艇还可用来对大气和海水的污染情况进行监测、警戒领海、控制公路交通、援救遭受自然灾害的地区以及进行科学研究等.而且,根据不同的需要,可造出载重量从几吨到几百吨、飞行高度从几十到几千米、航程从几百到几千公里、航速从每小时几十到一百几十公里的各种不同型号的飞艇.
英国曾生产一种叫“AD-500”型飞艇,用来作短途海上巡逻.这种飞艇的吊舱是由一家法国公司设计和制造的.“AD-500”型飞艇长50米,容积5000立方米,可载重2吨.
它装有两台100马力的发动机,带动变距螺旋桨推动飞艇前进.
新型飞艇的外型也不一定像一支“大雪茄”,英国的另一种“热动力飞艇”的外型就很像传说中的“飞碟”.这种飞艇直径45米,能载重6吨,装有两台总共1400马力的涡轮喷气发动机,通过改变喷口的方向来对飞艇进行操纵.只要有4000平方米的场地就可供它降落,因此可以用于两个邻近城市之间、城市和机场之间的联系.
法国则生产了一种叫“阿尔兴1号”的微型飞艇,容积6300立方米,动力是3台内燃机,吊舱由玻璃钢制成.它可以用于警戒、旅游和做广告.为了使燃料消耗失去的重量得到平衡,它装有一种能从废气中凝结水分的装置（每燃烧100克汽油可得到140克水蒸汽）.
“恐龙”则是另一种微型飞艇,它主要是为气象研究而设计的,可用于低空气象测量、研究云和水滴的微观物理现象和控制大气污染等.它把飞机的操纵性、升力可变性和气球的稳定性、续航能力强、使用经济等优点很好地结合了起来.“恐龙”飞艇可以由人操纵,又可以用无线电遥控,能在很小的空地上起飞和降落.
为了解决木材运输问题,法国国家宇航工业公司研制了一种“旋翼飞艇”.它利用空气浮力来抵消飞艇本身的重量,用两侧旋翼产生的升力来起吊重物,可以说是直升飞机和气球结合的产物,既有气球的自然稳定性,又有直升飞机的灵活性.每吨木材从高600米、水平距离1500米的山上搬运下来,运费仅为使用直升飞机搬运费用的一半.
一家加拿大公司采用了被称为“空中起重机”的美国设计方案来制造飞艇——在一个巨型氦气球的周围装上了几片带有活塞发动机的旋翼.发动机工作时,旋翼就围绕气球转动起来.现在,美国海军用这种飞艇运送重达75吨的坦克.
在利用新能源方面,制造太阳能动力飞艇的设想最早起源于英国,飞艇体积庞大、表面宽阔,可以把太阳能电池贴在飞艇上.在阳光照射下,由光线转化成电流,驱动电动机,带动螺旋桨.
这样的动力实际上是不要钱的.天气晴朗时,太阳能飞艇每天可飞行6～8小时,速度可达每小时120公里.飞艇上除了可使用一般的直流电动机外,还可以用线性电动机来带动尾部的环状螺旋桨,并在飞艇两侧装两台姿态发动机来控制飞艇的方向.
飞艇上的光电池可以用硅、硫化镉或镓来制造,表面上覆盖一层透明的塑料作保护膜.由于无需携带燃料,因此光电池并不增加飞艇的总重量.太阳能飞艇最适合在阳光充足、风速不大、地势平坦的地区使用,这对某些发展中国家是很适用的.
现在,世界上已经有越来越多的国家对制造和使用飞艇表现出极大兴趣,相信,未来必将有更多、更新、更大的飞艇在蓝天上翱翔.（编辑/余风）
作者系《大众科学》特约撰稿人.
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