■中國科學報記者 袁一雪

    在這個萬物復蘇的春天，英美兩國幾乎同時宣布，要讓已經(jīng)淡出公眾視線的飛艇“重出江湖”。

    兩艘備受矚目的飛艇，一艘是名副其實的巨型飛艇“天空登陸者”，長約92米；另一艘則是按比例縮小的原理樣機P-791，它雖然現(xiàn)在只有37米，但待其“成熟”時也將達到與第一艘相似的長度。兩者都具備運輸貨物、運輸乘客等多種功能。

    但是令人擔憂的是，在飛機高速發(fā)展的今天，飛艇是否還能在高空占有一席之地？

    3月16日，美國洛克希德·馬丁公司公布了飛艇縮比原理樣機P-791。它雖然現(xiàn)在只有37米，但未來將成為長度91米、寬度24米的重型飛艇。P-791的外型并非人們認知的中流線型，而是看似由三個飛艇結合在一起的樣子，如果只看橫截面，則像三個相扣的環(huán)。P-791除繼續(xù)保持飛艇本身的技術外，還更多地運用了飛機上的空氣動力學技術。它的外殼里面充滿了氦氣，80%的升力都由這部分浮力提供，剩余的則由艇體氣動升力提供。同時，飛艇的底部裝有4個類似氣墊船的著陸墊，讓它能穩(wěn)定地固定在平地上。

    當人們還在回味P-791時，英國混合航空飛行器公司（Hybrid Air Vehicles）在英格蘭中部卡丁頓機場正式向媒體介紹“天空登陸者10號”（Airlander 10）超長飛艇，長度約為92米，同樣采用浮升一體的設計原理。而“天空登陸者10號”引起人們關注的并非其強大的功能，而是它奇異的外型，這個大家伙就像“腹部”相連的兩個飛艇。還有人笑稱它從后面看起來更像是人類的“屁股”。據(jù)稱“天空登陸者10號”每次可搭載48名乘客，而且最長可在空中停留兩星期。

                                HAV304即為“天空登陸者”

    中國科學院光電研究院氣球中心系統(tǒng)總體室副主任、副研究員楊燕初給《中國科學報》記者介紹了兩艘飛艇的前世今生。早在上世紀90年代，美國國防部高級研究計劃局曾經(jīng)實施了“超大型混合式飛行器”（Hybrid Ultra-Large Aircraft, HULA）計劃，也被稱為“海象”（Walrus）計劃，目標是建造一種可以在7天內(nèi)將500噸至1000噸貨物運至12000千米以外的地方。當時參加招標的主要公司集中在兩家，其一是洛克希德·馬丁公司，另一家則是諾斯羅普·格魯曼公司，兩者均是美國最為知名的軍火商。

海象概念圖

    經(jīng)過復雜艱難的競爭，最后評估認定，諾斯羅普·格魯曼公司提出的LEMV飛艇（其設計理念來自英國的天貓SkyCat飛艇）脫穎而出，獲得了來自美國軍方上億美元的支持?？上У氖?，就在其原理樣機成功飛行后不久，美國軍方因經(jīng)費等問題取消了這項計劃的后續(xù)工作。爾后，幾經(jīng)輾轉，英國混合航空飛行器公司決定繼續(xù)資助這個龐然大物的研發(fā)，并將其更名為Airlander 10，自此，其重回英國。與之巧合的是，P-791也在一段時間的銷聲匿跡后重回人們視野，并再次與當年的競爭對手LEMV同臺競技，角逐重型飛艇市場。

LEMV

    不過，飛艇的回歸讓一些公眾覺得突兀，因為在二戰(zhàn)結束后，隨著飛機的高速發(fā)展，以及德國飛艇慘案的發(fā)生，飛艇的發(fā)展一度停滯。但鮮為人知的是，作為一種大型飛行器，特別是可長時間停留在空中的飛行器，飛艇還是具有特有的優(yōu)勢。“飛艇與其他飛行器相比，其最大的優(yōu)勢是其可以相對穩(wěn)定地定點駐空及其長航時續(xù)航。尤其是平流層飛艇，可以利用穩(wěn)定的太陽能資源及平穩(wěn)的大氣環(huán)境在20千米左右高度長期駐空?！鄙虾＝煌ù髮W船舶海洋與建筑工程學院教授付功義告訴《中國科學報》記者，“目前的飛艇熱始于上世紀末的平流層飛艇設想的提出，對于對地觀測及通信中繼等特殊應用領域，飛艇比衛(wèi)星與航空器有更大的優(yōu)勢?！?/p>

    在現(xiàn)代飛艇的研究過程中，研究人員已經(jīng)不再局限于飛艇的傳統(tǒng)外形與動力系統(tǒng)，而是努力將飛艇與飛機優(yōu)勢相結合，而相比之下，飛艇的短板在于速度和靈活性。

    在融合的道路上，飛艇曾經(jīng)“長出過翅膀”，也曾經(jīng)被安裝了直升飛機一般的螺旋槳，但 最終并未真正走向?qū)嵱?。而當前則走出了更為先進的一步，浮升一體式艇囊設計，這一設計令楊燕初也頗為感嘆?！癙-791采用了多套矢量推進組合的布局，這使得它的操控性大大加強，在航展上其展示出的原地360°自由旋轉動作就是其高機動性的代表?！睏钛喑踹M一步解釋道。除此之外，控制方面，它也融入了現(xiàn)代飛機使用的電傳飛行控制系統(tǒng)，這同樣是對傳統(tǒng)技術的改進。

    不僅如此，P-791還有一個擁有很多“觸角”的著陸墊。在其下方4個圓型著陸墊周邊伸出了多個微小的凸起，學名“裙指”?！斑@些裙指可以被抽真空，進而牢牢地吸附在地面上，從而減少側風對飛艇的影響，讓飛艇能夠更穩(wěn)定地駐留?！睏钛喑醣硎?。

    其實，一直以來，美國、德國、英國、俄羅斯等并未完全放棄飛艇的研究?！耙驗閷τ诘貜V人稀的區(qū)域，飛艇不需要專用的機場，更不用修建公路，而且可以攜帶更大的負載長時間飛行，這樣可以大大減少運輸成本?！睏钛喑醣硎尽５?，如果飛艇想再續(xù)輝煌，還有多個瓶頸問題有待突破。

    不過，付功義并不看好飛艇的傳統(tǒng)發(fā)展前景，特別是重型飛艇。他在接受采訪時表示，飛艇的飛行成本并不物美價廉。在不考慮艇重的前提下，1公斤的貨物需要1立方米的氦氣提供浮力。而我國是個貧氦的國家，不及美國氦氣資源豐富，因此氦氣的成本約為100元/立方米?！叭绻w艇不是每日出航，則氦氣的消耗量太大。因為，對大體量氦氣的回收技術比較麻煩?！备豆αx解釋道。其次，如果飛艇在地面裝/卸重物會導致飛艇浮力的突變，需要一套措施予以平衡或固定飛艇。而洛馬公司并沒有明確其地面操作的技術方法。另外，“無論是軍用還是民用，都不建議以飛艇作為載人飛行器，盡管不會出現(xiàn)自由落體式的墜落，但是飛艇在空中的安全性與大氣條件關系太密切”。

    對此，楊燕初卻有著相對樂觀的態(tài)度：“首先，我認為技術本身并不是制約飛艇發(fā)展的關鍵，關鍵在于對應用的需求程度以及我們所愿意為之付出的投入。其次，當前能源技術發(fā)展迅速，一旦突破，無論是重載飛艇還是平流層飛艇，都將是獲益者。最后，飛艇作為一種提前飛機半個世紀出現(xiàn)的飛行器，其在與當前航空新技術結合方面也日漸深入，這意味著它的短板也在逐漸被彌補，因此，我們有理由相信，飛艇還將繼續(xù)飛行在屬于它的天空?！?/p>