飛艇復(fù)興：打造同溫層上的“飛行堡壘”

100年以前，碩大無(wú)朋的飛艇曾是空中戰(zhàn)場(chǎng)的主角。但是隨著飛機(jī)性能的提升，以及飛艇自身可靠性的欠缺，飛艇先后在軍事和民航領(lǐng)域淡出了航空舞臺(tái)。進(jìn)入20世紀(jì)末，材料技術(shù)和航空理論的不斷進(jìn)步，讓飛艇擁有了復(fù)興的可能性。從軍事偵察到遠(yuǎn)程空運(yùn)，飛艇在未來(lái)軍隊(duì)中，將有越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。

從叱咤風(fēng)云到銷聲匿跡

早在18世紀(jì)末，人類就已經(jīng)乘坐熱氣球飛上了藍(lán)天。但熱氣球和隨后出現(xiàn)的氫氣球都難以在天空中控制方向，只能“隨波逐流”。直到引入機(jī)械，人們才看到了發(fā)明飛艇的曙光。1852年，法國(guó)人亨利·吉法爾使用一臺(tái)2.2千瓦的蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，使一艘原始的飛艇獲得了大約10千米/時(shí)的速度。到1884年，更為輕便和高效的電動(dòng)機(jī)和蓄電池被用作飛艇的動(dòng)力，第一艘可以在起飛之后回到出發(fā)點(diǎn)著陸的飛艇，由此在法國(guó)誕生。

?飛艇是人類擁有的第一種可以控制飛行方向的航空器（攝影/苗若玖） ? ? ?

1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之后，飛艇與飛機(jī)一起被廣泛用于軍事。相比于剛剛發(fā)明不久、技術(shù)尚不完善的飛機(jī)，飛艇在運(yùn)載能力和飛行高度上都有著顯著的優(yōu)勢(shì)，飛行速度也和飛機(jī)相差不多，因此，被德國(guó)選作轟炸敵人后方的平臺(tái)。在戰(zhàn)爭(zhēng)初期，德軍飛艇曾經(jīng)頻繁跨海出擊，飛抵英國(guó)執(zhí)行轟炸任務(wù)，試圖制造恐慌。但事實(shí)上，受制于飛艇必須在高空飛行方能躲避炮火的弱點(diǎn)，以及當(dāng)年并不精確的轟炸瞄準(zhǔn)技術(shù)，這些轟炸行動(dòng)的戰(zhàn)果都極為有限。

?第一次世界大戰(zhàn)期間，軍用飛艇曾大行其道，這是法國(guó)軍用飛艇使用的武裝吊艙（攝影/苗若玖） ?

到1916年，英國(guó)找到了有效反制飛艇的方法。戰(zhàn)爭(zhēng)促進(jìn)了飛機(jī)性能的迅速提高，使飛機(jī)與飛艇在飛行高度上的差距已經(jīng)不大，這使英軍戰(zhàn)斗機(jī)有可能在德軍飛艇升到安全高度之前，用穿甲彈、曳光彈和燃燒彈等特種彈藥組合射擊，先在飛艇的氣囊上“鉆孔”，使氫氣泄漏，再以其他彈藥引燃。氫氣爆燃引發(fā)的大火，會(huì)燒毀飛艇的氣囊，并融化鋁制骨架，從而徹底摧毀飛艇。英軍的截?fù)艉秃Ｉ蠍毫犹鞖鈳?lái)的損失，使德軍最終放棄了以飛艇轟炸迫使英國(guó)乞和的策略。

盡管如此，在第一次世界大戰(zhàn)之后，飛艇仍在一些發(fā)達(dá)國(guó)家迎來(lái)了短暫的“黃金時(shí)代”。在軍事領(lǐng)域，巨大且飄浮在空中的飛艇被一些人認(rèn)為具有“空中流動(dòng)機(jī)場(chǎng)”的潛質(zhì)，可以搭載若干架小型飛機(jī)執(zhí)行警戒任務(wù);而在民用領(lǐng)域，由于飛機(jī)受制于航程而需要多次經(jīng)停，這使飛艇能夠在遠(yuǎn)程航線上找到用武之地，并憑借其強(qiáng)大的運(yùn)載能力，為旅客提供豪華的乘坐體驗(yàn)。

然而，發(fā)生在1937年6月5日的興登堡號(hào)火災(zāi)事故，徹底宣告了飛艇的衰落。在雷雨天氣里，這艘往來(lái)于大西洋兩岸的巨型客運(yùn)飛艇試圖著陸時(shí)，其氣囊中的氫氣被靜電火花引爆，導(dǎo)致飛艇僅僅半分鐘就被完全燒毀。這起事件令飛艇的安全性廣受質(zhì)疑。此后，隨著第二次世界大戰(zhàn)期間，飛機(jī)性能的又一次飛躍，飛艇終于不再是天空的主角。

?兩次世界大戰(zhàn)期間，飛艇曾被廣泛用于海軍偵察任務(wù)，這是法國(guó)海軍使用的飛艇模型（攝影/苗若玖） ?

飛機(jī)的短板與飛艇的優(yōu)勢(shì)

飛艇強(qiáng)大的運(yùn)載能力使不少科幻作家著迷。19世紀(jì)的法國(guó)著名科幻畫(huà)師阿爾伯特·羅比達(dá)就留下了大量關(guān)于飛艇的科幻畫(huà)作，預(yù)言了飛艇在未來(lái)城市中的種種有趣應(yīng)用，從交通工具到“空中宮殿”，不一而足。

而在20世紀(jì)初的中國(guó)，一些早期的科幻作者也相信，未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)會(huì)以空中力量決定勝負(fù)。而飛艇作為空中打擊平臺(tái)，可以讓中國(guó)在軍事方面“曲線超車”。一些在今天看來(lái)科學(xué)性并不嚴(yán)謹(jǐn)，但對(duì)未來(lái)中國(guó)軍事實(shí)力充滿奇想的“科幻怪譚”式作品，就在這樣的思想指引下誕生了。比如，葉勁風(fēng)在1923年寫(xiě)成的《十年后的中國(guó)》，就暢想一位中國(guó)發(fā)明家基于X射線進(jìn)行研究，研制出了射線武器“W光器”，并將其裝在巨型飛艇上，以此威脅中國(guó)的主要敵國(guó)“哪啊噠”臣服于中國(guó)。

盡管巨型飛艇暫時(shí)淡出了歷史舞臺(tái)，很多飛艇也被拆解，重新變成了鋁材等工業(yè)原料，但人們并沒(méi)有忘記飛艇。并且隨著飛機(jī)進(jìn)入噴氣時(shí)代，人們也逐漸認(rèn)識(shí)到了飛機(jī)的短板，或者說(shuō)重于空氣的飛行器的能力極限。

相較于其他一些主流的運(yùn)輸方式，比如鐵路、公路和海運(yùn)，飛機(jī)的一大優(yōu)勢(shì)在于速度，但與高速度相伴的，則是低運(yùn)量和高成本。到目前為止，世界上唯一可以同時(shí)適應(yīng)戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)任務(wù)，或者說(shuō)既具有遠(yuǎn)程運(yùn)輸能力，又能適應(yīng)野戰(zhàn)短跑道等惡劣起降條件的運(yùn)輸機(jī)，是美國(guó)的C-17“環(huán)球霸王Ⅲ”。它的最大載重量為77噸，在戰(zhàn)場(chǎng)上，這對(duì)應(yīng)著102名傘兵或是一臺(tái)M1A2主戰(zhàn)坦克，這樣的運(yùn)載能力已經(jīng)相當(dāng)?shù)捏@人，但是也不到飛機(jī)最大起飛重量的1/3。不僅如此，所有的固定翼飛機(jī)受制于其原理，都必須保持一定的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)持續(xù)飛行，為此，消耗的燃油量也頗為可觀。

?暢想飛艇應(yīng)用前景的法國(guó)科幻畫(huà)（攝影/苗若玖 作者/阿爾伯特·羅比達(dá)）?

飛機(jī)的這些短板，正是飛艇的優(yōu)勢(shì)。飛艇能夠?qū)崿F(xiàn)飛行，是憑借氣囊中輕于空氣的氣體，它們不必耗費(fèi)燃料就能維持浮在空中的狀態(tài)，因而可以長(zhǎng)時(shí)間飛行，并提供更大的運(yùn)載量。一艘運(yùn)載能力和C-17相同的飛艇，最大起飛重量可能不到100噸，可以說(shuō)運(yùn)載效率相當(dāng)高。雖然飛艇的速度遠(yuǎn)低于噴氣式運(yùn)輸機(jī)，但如果執(zhí)行不太追求速度的運(yùn)輸任務(wù)，比如軍隊(duì)換防，那么它們的運(yùn)載量?jī)?yōu)勢(shì)就可以發(fā)揮出來(lái)了。

美國(guó)軍隊(duì)曾經(jīng)進(jìn)行研發(fā)的“海象”運(yùn)輸飛艇（目前受制于經(jīng)費(fèi)和技術(shù)儲(chǔ)備暫時(shí)擱置），以及其他一些類似的設(shè)計(jì)，就是為這種大運(yùn)量的遠(yuǎn)程運(yùn)輸任務(wù)做準(zhǔn)備。與20世紀(jì)初或更早一些時(shí)候出現(xiàn)的飛艇的設(shè)計(jì)思路相比，這些構(gòu)想中的現(xiàn)代運(yùn)輸飛艇有些會(huì)使用扁平的氣囊結(jié)構(gòu)，讓這樣的氣囊部分扮演機(jī)翼的角色，以獲得更大的升力。而材料技術(shù)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域的進(jìn)展，也使這些飛艇有可能擁有更高的時(shí)速，甚至達(dá)到200千米/時(shí)，也就是與高鐵列車的時(shí)速相當(dāng)。在這樣的情況下，傳統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)扣除降落、加油、維護(hù)和再起飛的時(shí)間，其相對(duì)于飛艇的速度優(yōu)勢(shì)會(huì)進(jìn)一步縮小。

戰(zhàn)爭(zhēng)中，在缺乏跑道或者跑道被破壞的情況下，垂直起降能力會(huì)成為維持軍事運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ?。飛艇在可以實(shí)現(xiàn)垂直起降的飛行器中，擁有最大的運(yùn)載量。到目前為止，運(yùn)載能力最強(qiáng)的直升機(jī)是俄羅斯的米-26光輪，最大載重量為20噸，而同樣具有垂直起降能力的飛艇，卻可輕易突破這一數(shù)值。

?第一次世界大戰(zhàn)時(shí)的德國(guó)飛艇和輕巡洋艦（計(jì)算機(jī)制作的3D圖像）

同溫層里打造“飛行堡壘”

飛艇的飛行原理還意味著它可以成為軍事偵察平臺(tái)，用來(lái)填補(bǔ)戰(zhàn)略高空偵察機(jī)和偵察衛(wèi)星之間的空當(dāng)。

我們知道，地球大氣從低到高被劃分為5層，分別是對(duì)流層、平流層（同溫層）、中間層、熱層和散逸層，越向高空，則大氣越稀薄。受制于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，絕大部分飛機(jī)都只能在對(duì)流層或平流層的下部飛行，例如綽號(hào)“同溫層堡壘”的美國(guó)B-52轟炸機(jī)，其升限也只有1.5萬(wàn)米，剛剛夠得到平流層的底部;除了極少數(shù)特殊設(shè)計(jì)的試驗(yàn)飛機(jī)，曾經(jīng)真正服役過(guò)的有人駕駛且飛行高度能夠突破3萬(wàn)米的軍用飛機(jī)，僅有美國(guó)的SR-71高空偵察機(jī)和蘇聯(lián)的米格-25截?fù)魴C(jī)。

但是，飛艇憑借氣囊提供的浮力，可以輕易飛得更高，因此有時(shí)，甚至能夠替代一部分偵察衛(wèi)星的作用，成為理想的偵察平臺(tái)。當(dāng)然，這樣的平臺(tái)也可兼做民用，利用平流層空氣稀薄的特點(diǎn)，開(kāi)展多種科學(xué)研究，比如在飛艇上架設(shè)一架天文望遠(yuǎn)鏡，其成本要比發(fā)射同樣口徑的太空望遠(yuǎn)鏡低得多，但觀測(cè)效果僅略有差距。

中國(guó)科幻作家鄭軍的長(zhǎng)篇小說(shuō)《決戰(zhàn)同溫層》，就展望了飛艇在軍事和民用兩方面的廣闊前景。在這部小說(shuō)里，中國(guó)建造了一艘由多個(gè)氣囊組合而成的巨型飛艇，停留在3萬(wàn)米的高空作為科研平臺(tái)，供世界各地的科學(xué)家開(kāi)展各項(xiàng)研究，特別是氣象學(xué)領(lǐng)域的前沿課題。但一個(gè)自稱“科學(xué)先知”的極端組織劫持了這艘飛艇，并試圖依托這個(gè)平臺(tái)制造臭氧層空洞，來(lái)迫使世界各國(guó)政府交權(quán)。當(dāng)被劫持的飛艇朝上海沖去的時(shí)候，人們一時(shí)對(duì)它束手無(wú)策，因?yàn)榻夥跑姷闹髁?zhàn)斗機(jī)殲-11的實(shí)用升限也不到2萬(wàn)米，使機(jī)載武器難以對(duì)飛艇構(gòu)成威脅。最后，一名曾登上這艘飛艇考察的技術(shù)軍官挺身而出，冒險(xiǎn)搭乘了一個(gè)和飛艇所用型號(hào)相同的氣囊升空，成功爬升到巨型飛艇的上方，并以機(jī)槍擊破若干個(gè)氣囊，導(dǎo)致飛艇操縱失靈并暫時(shí)降低高度，這才為空軍飛行員接下來(lái)的進(jìn)攻提供了機(jī)會(huì)。在小說(shuō)結(jié)尾，這艘巨型飛艇最終被擊落，但小說(shuō)中描述的艱苦戰(zhàn)斗過(guò)程，也恰恰說(shuō)明了飛艇在現(xiàn)實(shí)生活中的軍事應(yīng)用前景。

2005年上映的美國(guó)科幻電影《絕密飛行》，則展示了飛艇在軍事領(lǐng)域的另一種可能性，即作為空中加油平臺(tái)。目前，世界上絕大多數(shù)的空中加油機(jī)都是由大型運(yùn)輸機(jī)或者轟炸機(jī)改裝而成，在運(yùn)載燃料升空的同時(shí)，這些飛機(jī)本身也會(huì)消耗燃料。但是，如果讓一艘巨型飛艇攜帶大量的燃料升空，并懸浮在某一處，那么它就幾乎無(wú)需消耗燃料來(lái)維持飛行，最多只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的姿態(tài)調(diào)整。不過(guò)，這樣的設(shè)計(jì)也面臨新的問(wèn)題，那就是接受加油的飛機(jī)必須具有垂直起落（懸停）的能力。盡管從目前的技術(shù)水平來(lái)看，噴氣式飛機(jī)為實(shí)現(xiàn)垂直起落消耗的燃油是相當(dāng)驚人的，但隨著未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及質(zhì)量較輕的無(wú)人戰(zhàn)機(jī)的出現(xiàn)，或許有助于解決這一難題。

相比于這些較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的設(shè)想，飛艇目前在戰(zhàn)場(chǎng)偵察和巡邏方面已經(jīng)有了一定的用武之地。由于飛艇氣囊中沒(méi)有什么金屬，加之飛艇發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲通常比飛機(jī)要小，因此飛艇有著“全方位”的“隱身”性能。在清剿恐怖分子和游擊隊(duì)等不對(duì)稱戰(zhàn)爭(zhēng)中，以及搜尋販毒網(wǎng)絡(luò)這樣的警用領(lǐng)域，飛艇的隱蔽能力都具有優(yōu)勢(shì)。在英國(guó)不久前試飛的Airlander 10飛艇上，我們已經(jīng)能看到這樣的應(yīng)用趨勢(shì)。