飞艇即将卷土重来?

STARRE VARTAN
洛克希德马丁号(LOCKHEED MARTIN,美国的一家航空航天公司)
1928年10月11日,当乘客们从德国弗里德里希港起飞,开始了世界上第一次直达大西洋的飞行时,他们并不是乘坐飞机,而是登上了一架前往新泽西州纳斯莱克赫斯特的齐柏林飞艇,并在四天后成功着陆。
20世纪30年代,人们通过搭载飞艇穿越北大西洋和南大西洋的方式很是盛行,有德拉格的充氢硬式飞艇和包括兴登堡号在内的几艘德国齐柏林飞艇。1937年5月6日,兴登堡号飞艇尝试在莱克赫斯特停靠时起火,造成36人死亡。
兴登堡号灾难标志着飞艇作为一种受欢迎的旅行方式,在其短暂盛行期之后迎来了戏剧性结束。然而,廉价的化石燃料使飞机成为比飞艇更快、更便宜的选择。即使兴登堡号没有使飞艇工业衰落,科技的进化也会使飞机取代飞艇。
然而,如今运输部门正在寻找可以减少碳排放的运输方式,飞艇正试图卷土重来。虽然它们的速度仍然比喷气式飞机慢,但对于那些不需要在数小时内到达的货物(然后在仓库里存放几天或几周)来说,稍微慢一点的速度也无妨。
去年,位于奥地利拉克森堡的国际应用系统分析研究所(IIASA)的科学家们进行了一项研究,发现飞艇可以在对抗全球变暖运动中发挥作用。全球约四分之一的二氧化碳排放来自交通运输,其中船艇只约占3%。
这项研究建议利用喷射气流,即那些在地球大气层中蜿蜒流动的气流,来使用充了氢气的飞艇或气球运输货物。利用高风速和稳定的方向,研究人员发现“充氢飞艇或气球还可以携带氢气,与传统运输相比,燃料需求更低,旅行时间更短。”

为什飞艇的回归是有意义的呢?

飞艇还有一个巨大的运输优势:飞机至少需要跑道、飞机库和道路来运送货物,而飞艇不需要。虽然早期的飞艇依赖于上述类似的基础设施,但新一代的巨型飞艇可以从一个地方飞抵另一个地方,在任何地方降落,包括冰原、海滩、草地、沙漠,甚至水面上。
这种不需要跑道等设施就可以到达目的地的能力,吸引了私人企业和政府将目光重新聚集到飞艇上。此外,气候变化会对基础设施产生破坏,如越来越频繁地发生的洪水和火灾,而飞艇可以不依赖公路或铁路,直接向受灾严重的地区运送紧急物资。
那么,为什么人们花了这么长时间才重新启用这种古老的交通方式呢?
着陆问题
大约1930年,齐柏林飞艇飞过自由女神像
在飞艇的全盛时期,需要一个系泊结构附着在地面上,然后一队强壮的人抓住附着在上面的绳索才能使飞艇着陆。目前为止最高的飞艇系泊桅杆在帝国大厦的楼顶上。1931年,工程师们为了给格拉夫·齐柏林飞艇提供服务而在摩天大楼顶上加高了200英尺。(事实上这只是一个传说,只是帝国大厦管理者为宣传做的文案,加高200英尺只是为了保住当时世界第一高楼的地位)但事实证明,尽管位于市中心比位于莱克赫斯特的着陆场更方便,但这个位置风太大(并且还有些高),而乘客要从跳板上走过,因此不适合着陆。洛克希德马丁工厂的混合飞艇项目经理鲍勃·博伊德(Bob Boyd)说,不管怎么说,系泊桅杆自提出就不是一个好主意。他说:“桅杆无法让飞艇保持固定的对地姿态,相反,飞艇会迎风航行,即使很小的阵风,也会使飞艇上下漂浮。”“这使得装卸货物有难度。”
如果我们想在减少化石燃料排放方面有所作为,我们还需要比过去更大的飞艇;毕竟飞艇越大,它能携带的东西就越多。设计一个多10倍长和多10倍宽的飞船,可以多运载1000倍的货物。但这意味着需要更宽、更高的桅杆,所需的花费更昂贵,也更不便于携带。
洛克希德马丁公司的气垫着陆系统(ACLS)使用了气垫船技术,使其混合动力飞艇能够在各种非光滑的表面着陆,包括水面。根据Boyd所述,“几位熟知气垫船工程和轻型软结构制造的设计师”使用了二十多年时间里设计出来ACLS系统,在艇下面使用了三个气垫,让飞艇可以漂浮在地面上。
飞艇底部气垫上的手指囊,可以与地面形成一个封闭空间,使得飞艇可以滑行并越过一些小的障碍物,如岩石等。飞艇可以灵活地选择着陆地,并且对基地的长期影响很小。最重要的是,飞艇到达它的着陆位置后,它可以翻转气垫,这样飞艇就可以“抓住”陆地、沙子、冰或水的表面。
最初,借鉴气垫船技术并不是那么容易。Boyd说,这个想法来自于设计团队的一些年轻工程师,他们之前一直在与一种更传统的着陆方式作斗争,即类似于飞机使用轮子着陆的方式。
“一开始,”Boyd说,“我们试着用这些方程来计算一些巨大的齿轮卡车的尺寸,但很快意识到我们犯了一个简单的错误。着陆实际上并不是由重量决定的,而是由飞艇下降时的动量决定的,而飞艇下降的动量比它的重量要大得多。”着陆技术也是一个“关键的突破,它极大地降低了着陆系统的质量,使其达到一个可行的规模,” Boyd说。一般情况下,飞艇携带着起落架,但这既增加了整体重量,也增加了不均匀分布的重量,这两种增加都不是我们想要的。
Boyd说:“ACLS系统没有这个问题,因为大的飞艇底部气垫也大,而气垫压缩了空气,像活塞一样,分散了重力。在设计重量时,要考虑氦气的压力作用,而负载被分配到艇身的各个部位,使重量分布均匀,所以它不会影响艇体。”

飞鲸

其他公司正在使用不同的技术来解决着陆问题。总部位于法国的飞艇公司“飞鲸”(Flying whale)制造的LCA60T飞艇,能够载重60吨。它不需要考虑着陆问题,因为它根本不着陆。(编者:我的天啊

)“飞艇将货舱门将打开,释放有效载荷”飞鲸的销售主管米歇尔·雷诺(Michele Renaud)说,“不需要基础设施或平坦地区”。

这意味着这艘飞艇将“致力于在难以到达的地区,比如山区,以及任何缺乏基础设施的地方执行任务”。但是为了提供一些服务、补充燃料或更换飞艇上的船员,它也需要停泊在公司的专用机场。”
飞艇在承载各种货物方面具有无限潜力,以及能在救援工作中发挥重要作用。也许有一天,它们会像被飞机接手之前一样被人们广泛使用。如果能有这么一天,那就是因为使用了这些新的着陆技术。

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