淺談飛艇,重返天空之城論文
1937年5月6日，德國興登堡號飛艇試圖�？吭诿绹聺晌髦莸南盗羲�(停留裝置)時，突然猛烈起火。著火之后，245米長的飛艇向地面俯沖，僅僅34秒就被燒毀，最終化成一堆灰燼。
這次事故奪去了36人的生命，嚴(yán)重動搖了公眾對飛艇安全的信任，讓人們遺忘了在事故發(fā)生的幾個月前，興登堡號曾擁有一段短暫的黃金時代——10次安全地橫跨大西洋兩岸運(yùn)送乘客，被人稱作飛艇界的泰坦尼克號。自事故發(fā)生后，飛艇旅行變成了歷史。
現(xiàn)在，距離興登堡號飛艇的第一次飛行已經(jīng)80年了，我們是否可以看到飛艇返回到天空中呢?
依靠什么來起飛?
飛艇的起飛依靠的是阿基米德原理。飛艇的內(nèi)部會充入某種氣體，由于飛艇里的氣體和外界空氣的密度有差異，會產(chǎn)生一個向上的力——浮力，將它推上天空中。相比之下，普通飛機(jī)的密度比空氣大得多，所以必須依靠其他方式提供升力。
飛艇的飛行就好比氣球飛到空中的場景。早期的興登堡號飛艇，艇身充滿了氫氣，因為氫氣是最輕的氣體，因此提供了最大可能的上升空間。但缺點(diǎn)是，氫氣非常易燃，這意味著飛艇很容易因雷擊或氫氣泄漏而發(fā)生爆炸，尤其當(dāng)它們在云層下面飛行的時候。
興登堡號的災(zāi)難就是一個發(fā)人深省的例子，它說明氫氣很危險。此后，人們用氦氣代替了氫氣，氦氣的重量比氫氣稍微重，所以提供的浮力相對會小一些，但關(guān)鍵是氦氣不易燃。
與興登堡號等傳統(tǒng)飛艇不同，近年來設(shè)計的新型飛艇并不是像過去一樣用來運(yùn)輸乘客，而是提供一種廉價和靈活的方式來裝運(yùn)貨物，尤其是將貨物運(yùn)往沒有道路或其他基礎(chǔ)設(shè)施不足的偏遠(yuǎn)地區(qū)。例如，飛艇將設(shè)備運(yùn)送到人員難以到達(dá)的礦山和鉆井網(wǎng)點(diǎn)，甚至還可能去往北極圈，由于冰下儲藏著大量未開發(fā)的石油，那里可能將很快成為重要的大型工業(yè)開發(fā)點(diǎn)。
爭當(dāng)世界上最好的
過去幾年里，世界各地的公司一直在開發(fā)和設(shè)計新型飛艇，希望能在這一新興市場中取得優(yōu)先競爭力。
美國的洛克希德·馬丁公司是世界上最大的航空航天制造商，前段時間在巴黎航空展中推出了飛行器混血兒——時速可高達(dá)117千米的混合飛艇。它沿用了氦氣填充飛艇體的傳統(tǒng)方法，并沿著艇身裝配了空氣動力學(xué)多瓣葉片結(jié)構(gòu)(像飛機(jī)機(jī)翼一樣)，為其飛行提供額外的升力，這說明它比標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)飛艇需要的氦氣少。
一般情況下，氦氣仍然為混合飛艇提供了70%～80%的提升力，使得現(xiàn)代混合飛艇可以像傳統(tǒng)飛艇一樣起飛和垂直降落，但現(xiàn)代混合飛艇運(yùn)載貨物的最高重量可達(dá)2.1萬千克，比傳統(tǒng)飛艇高出40%多;當(dāng)混合飛艇的負(fù)載重量超過70%時，也就是超過1.47萬千克時，它能以和普通飛機(jī)類似的方式(借助燃料)起飛。與直升機(jī)相比，每1000千克重的貨物，混合飛艇只需要10%的燃料。
此外，為了應(yīng)對未鋪設(shè)過的路面，工程師們還開發(fā)了氣墊系統(tǒng)，讓飛艇能在略高于地面處懸停。
為了證明混合飛艇的多功能和成本效益，研究人員還設(shè)計了不同的飛艇結(jié)構(gòu)，以適合不同客戶的成本和運(yùn)輸需求。他們希望混合飛艇將于今年航行，每年飛行300天，每一艘飛艇大部分時間是去往同一個地方，發(fā)揮運(yùn)輸功能。
鎮(zhèn)重器的變形記
早期的飛艇，在降落時都需要某種形式的外部鎮(zhèn)重器，用來固定飛艇，防止其被風(fēng)吹走。通常情況下，這種鎮(zhèn)重器是水，而如果要去往較遠(yuǎn)的地方，外部鎮(zhèn)重器是一個關(guān)鍵問題。
一些公司已經(jīng)開發(fā)出解決方案，讓飛艇不再需要外部鎮(zhèn)重器。比如美國的WorldwideAerosCrop公司正在設(shè)計的Aeroscraft飛艇。它的部分浮力來自于氦氣的膨脹，而氦氣也是鎮(zhèn)重的關(guān)鍵材料。飛艇擁有先進(jìn)的靜態(tài)重量控制系統(tǒng)，能夠讓駕駛員通過將氦氣壓縮到內(nèi)部氣艙中來增大飛艇的自重，讓其順利降落在地面上。而當(dāng)貨物裝好之后，駕駛員可以將氣艙中的氦氣釋放出來以降低飛艇自重，并在發(fā)動機(jī)的幫助下讓飛艇沿垂直方向爬升起來。這個系統(tǒng)與在水中的潛水艇的控制方式相類似。
沒有鎮(zhèn)重器帶來的.煩惱，讓Aeroscraft飛艇具有與眾不同的能力。使它可以在目標(biāo)區(qū)域上方懸停幾個小時，便于人們裝載或卸載貨物。在垂直起降時，也不需要任何跑道和地勤人員的輔助，只要有足夠大的起降場地即可。
工程師還采取了獨(dú)特的方法來設(shè)計起落架，不是利用車輪或滑行著陸，而是安裝了專門設(shè)計的著陸墊。使Aeroscraft飛艇可以在任何表面安全著陸，包括水面。著陸墊也可以吸進(jìn)或吹走空氣，使飛艇滑行時像一艘氣墊船，在裝載或卸載貨物時緊緊貼住地面，停泊牢固。
最大飛艇，形似臀部
英國一家名為“混合航空器”的工程公司也設(shè)計了貨運(yùn)飛艇——“天空登陸者10號”，現(xiàn)已經(jīng)研發(fā)到最后階段了。它是目前世界上最大的飛艇，外型酷似人類的臀部，也被外界稱為“飛天屁股”。與洛克希德·馬丁的混合飛艇一樣，“天空登陸者10號”充入的也是氦氣，三個大瓣葉片狀的艇身給飛艇提供了大約40%的浮力。
“天空登陸者10號”在商業(yè)用途上可行的關(guān)鍵一點(diǎn)是，它非常強(qiáng)大卻輕便的艇身材料。聚氟乙烯、聚酯薄膜和高強(qiáng)度纖維等材料，使其能在各種天氣和飛行條件下，保持艇身的原本形狀，這對于飛艇來說，至關(guān)重要。
“天空登陸者10號”的航行速度約為148千米/小時，最大載重量約為1萬千克，能在天空中飛行長達(dá)5天。它有4個柴油牽引機(jī)，每一個都可以旋轉(zhuǎn)來牽引飛艇往上升或往下降。這同時賦予了飛艇懸停以及在幾乎所有表面上著陸的能力，無論是冰面、沙漠地面還是水面。
盡管乘坐飛艇快速前往異國他鄉(xiāng)看起來似乎還不太可能，但未來，地平線之上的這些天空巨人，應(yīng)該會再次迎來屬于它們的黃金時代。
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