现代飞艇 人类的第五类运输系统

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飞艇――作为一种以空气浮力为主要升力源的另类航空器，自其19世纪中诞生以来，已有150余年的历史了。展望未来，在一个新时代，飞艇将在诸多方面有大的发展，或者说将有三个方面的发展趋势，即传统“全浮力式”中／小型低空软式飞艇，将在媒体、广告、工业架线、集会造势等方面大范围地走向普及；世界热门在研的平流层(高空侦察)“全浮力式”飞艇，将在20～100千米近太空“安营扎寨”，扮演其区别于卫星和地面装置的独特高空侦察角色；而0～3000米中／低空“部分浮力式”现代型运输飞艇，将诞生诸多型号，成为主宰人类特殊运输领域的“巨无霸”，甚至将引起人类运输领域的一场革命，创造继火车、轮船、飞机、汽车四类传统运输系统之后的“人类第五类运输系统”。

本文以将对人类运输历史具重大革命意义和重大影响的第三方面发展趋势，即“部分浮力式”的“现代型运输飞艇”，来阐述世界飞艇的未来发展。作者认为飞艇未来发展之广、之猛烈，甚至可能是“爆炸”性的，将是最具代表性的“现代型运输飞艇”。

据我国飞艇业内专家预测，早则3～5年，晚则5～10年，世界将诞生崭新概念的运输飞艇。它们将突破传统飞艇发展的诸多“瓶径”，实现载荷数十吨、数百吨，可独立操控飞行，实施“点－点”和“最后1千米”运输功能。该类运输型飞艇，无论在军事上、国民经济上都具有极其丰富的应用前景，特别是在民用方面更加广泛。

突破发展“瓶颈”

众所周知，20世纪30年代的大型运输飞艇，以德国齐柏林设计的“兴登堡”号为代表曾一度辉煌，甚至形成了跨洋飞行的飞艇航空公司，定期实现洲际航行。但终因艇囊充以氢气的“兴登堡”号的震动世界的爆炸，而消沉了几乎半个世纪。实际上，影响运输飞艇发展的“瓶颈”除氢气作为浮升气体易爆炸因素外，还包括有传统飞艇复杂的使用维护工程，以及抗风能力等方面的弱点。

传统飞艇属于轻于空气的“全浮力型”，靠空气静升力升空飞行，它的起飞、着陆均需大量地面人员牵引、“压舱物装卸”和系留塔系留等复杂操作，否则就将自然升空飞逸。以著名的“兴登堡”号飞艇为例，其起降需要200名地勤牵引“伺候”，“停泊”时还需高大的系留塔系留，无法独立地操控飞行执行任务。

未来的现代型运输飞艇，则在总结历史发展经验与教训，继承传统“全浮力型”飞艇理论与技术基础上，以崭新的设计理念形成一种新型运输飞艇。这类新型运输飞艇完全是另外一种情况，将可以不依赖飞艇基地条件，独立操控地执行飞行任务。

崭新的静／动升力组合设计理念组合已成熟的全浮力软式飞艇、飞机、直升机气动设计理论与技术，实现静升力／动升力相结合的升力组合。氦气艇囊产生的静升力占总升力的60％～70％，动力系统垂直矢量，以及短距起降产生的艇体翼和小动翼产生的空气动力升力占30％～40％。使得现代型运输飞艇的静／动升力比一般都大于1，形成一种“部分浮力式”飞艇。

新颖合理的飞艇气动布局该类飞艇最为典型的气动布局之一，是在传统“橄榄型”，飞艇气动布局基础上，将若干个传统“橄榄型艇囊”几何地连贯在一起，来实现“扁宽型”气动布局设计。在同等有效载荷下，其几何尺寸、迎风面积、飞行阻力比传统飞艇成倍减小，为提飞艇高飞行速度、节能、增大有效载荷等方面创造了条件。

以英国“天猫”200型飞艇为例，其垂直起降状态有效载荷为145吨，当短距起降时，其足球场大小的艇囊翼面迎风运动，产生巨大空气动力升力，有效载荷可达200吨，相比垂直起降载荷增加55吨之多。

动力系统组合　传统飞艇的动力系统，一般仅承担飞行推进功能。现代型运输飞艇，将装备4～6台动力，实现三个方面的功能，即飞行推进、产生动升力和姿态操控。

空气悬浮(气垫)着陆系统技术　在借鉴已成熟的“气垫船”理论与技术基础上，采用“气垫”与反“气垫”方向的地面“真空”吸附技术。飞艇着陆时，空气悬浮裙包容的空气排向地面，飞艇平稳接地。“停泊”时，系统反向吸气，将飞艇吸附在地面上，解决传统飞艇“停泊”时需将飞艇系留在庞大系留塔上的地面维护问题。

微重量(略重于空气)的总体设计　动力装置的“加权”，飞艇主副气囊容积合理分配，使得飞艇空重略重于空气，即所谓“微重量”设计的概念。例如，有些典型的现代运输飞艇在研型号空重约为300千克。这就为解决传统飞艇起飞／着陆时的“压舱物”装卸、地面人员牵引等复杂的操作问题提供了条件。

创造绿色航空平台

“部分浮力式”飞艇采用的新的设计理念使其具备多种优异的性能，如安全性、更大载荷、超长航程和垂直起降功能等，成为了当代最具发展潜力的绿色航空器。

这类飞艇艇囊充以惰性气体氦作为其浮升气体，排除了氢气易爆炸的可能。“加权”的动力系统提高了飞行速度，从传统的100～150千米／小时，提高到150～250千米／小时。因而，飞艇的操控性能得到提高，使其抗风能力由传统抗5级风增强到6～7级，甚至8～9级也能安全着陆。飞艇飞行中即使出现多台发动机空中停车，艇囊撕裂等险情，仍可以有足够高度和时间进行特情处置，因此特别适于对航空器安全要求极高的城市飞行。

由艇囊静升力+艇体翼动升力+动力装置驱动的旋翼动升力等形成新的组合升力，使之具有运载数十吨、数百吨，甚至上千吨的有效载荷空间，因而创造了运输超大、超重载荷的航空器功能。

另外，其60％～70％的升力由巨大囊体内浮升气体形成的静升力获得，不靠消耗能量实现，只有30％～40％的空气动升力靠消耗发动机能量产生。这种节能的结果，使得现代型运输飞艇获得了能以天计或以周计的超长航时，同时具有5000～10000千米，甚至20000千米的超长续航能力。

同时，由于其具有巨大的组合升力空间，并采用空气动力悬浮裙(气垫)着陆技术，使其具有垂直起降和长时间空中悬停的功能。可垂直落在平地、草地、沼泽地、雪地或水面。在复杂的山区，只要有不小艇水平平面几何尺寸的地面，就可以实施起飞／降落。

创造第五类运输系统

由于其采取如前所述的微重量、空气悬浮(气垫)着陆，以及“加权”动力系统等设计，具有较强的独立操控飞行能力，避免了传统飞艇过分依赖基地维护资源的弱点。使其具有独立操控“点点”运输和“最后1千米”运输的独特功能。这就开辟了不受地面状态影响的“无障碍空中走廊”，这一点在实用工程上具有极其重大的意义。

传统航空(海上)运输模式是：始发地－始发车辆陆运－始发航空港(始发海港)－到达航空港(到达海港)－到达车辆陆运－到达目的地。现代型运输飞艇航运模式，则完全省去了中间4个路径环节，飞艇直接到达始发地装货，直接飞行到达目的地卸货。这是现代型运输飞艇

系统工程及其运行网络的巨大经济性优势。

据测算，因其能“门”到“门”运送货物，吊运货物时又无需包装，仅此一项就能节约运输成本20％以上，其总运营费用约为飞机的四分之一～五分之一，直升机的十分之一。越是大载荷运输，这种运输飞艇的优越性越为明显，据俄罗斯飞艇专家计算，对于超大尺寸／超大重量的货运，其运营效益将为传统运输的20倍以上。

与之相比，直升机也具有“点－点”运输功能，但其载荷小(世界最大的米-26直升机仅为20吨)，航程、航时短(1000千米、4～5小时)。所以，该类飞艇也是对直升机功能不可替代的重大补充。

从发展战略上看，现代型运输飞艇不像火车要建设通往全国各地的铁路和星罗棋布的火车站，不像飞机航运要建设全国布局的豪华航空港，不像汽车陆运要建设通往全国的国道、高速路，不像水运需建庞大的港口那样，它无需庞大土地和投资，只需建设豪华航空港土地和资金的几十分之一，建设若干个适当的(甚至是豪华型的)飞艇基地就可以了。这可以大规模节约国家宝贵国土资源和庞大的资金。

一旦这种空中运输模式创建完成，世界就诞生了全新的“第五类运输系统”，对于人类运输系统是一场革命性发展。

多个领域显身手

新型航空客运与旅游观光　可以实现舒适豪华环境下的空中客运，并能将豪华宾馆、空中会议服务、娱乐观光集于一体，创造崭新空中旅游模式。

日本近年从德国购买1艘新型“齐柏林”NT型运输飞艇，在东京城市核心区周围的东京湾晴海地区、东京北部的琦玉县正式启用，从事空中旅游运行，可搭乘12位乘客。该飞艇在10分钟内就能升至500米高度，在上面可鸟瞰整个东京美景，堪称日本第一高楼的“天空之树”也能一览无余。

特种载荷与恶劣环境运输　可实现超大载荷／超大尺寸货物运输、特殊地区的运输，如卫星、巨型火箭、桥墩、电梯、电站设备、船闸、大型水力发电机组、反应堆、大批量燃煤等，不经包装就可直接吊运到目的地。

欧盟集团为推动超大载荷、超大尺寸运输，还专门成立了有德、英、中、俄等多国参加的大型运输飞艇的指导委员会，意在世界范围催进该类飞艇早日诞生。2004年在中国北京举办了第四届世界飞艇会议，联合国粮农署官员也参加了会议。这表明现代型运输飞艇的需求是世界性的。据闻，欧洲超大载荷运输的市场需求，每年的增长量达20％之多。

航空抢险救灾　可实施空中指挥、跨“路障”的“最后1千米运输”、第一时间“零距离”救助，同时，还可实时提供空中巡视图像传输、通信与通信中继等。

当特大洪涝、地震、冰冻、森林火灾发生，以及遇到灾害中常见的山体滑坡、桥梁坍塌、堰塞湖等次生灾害时，现代型运输飞艇能第一时间将救灾人员、物资等运抵灾害中心。返回时，则将各“孤岛”的伤员直接运送到任何距离的医院救治，这就解决了各类自然灾害形成的“孤岛”的通信、救助的难题，对机、直升机是有效的功能补充。

实时、鲜明的信息获取　这包括：现代数字化城市动态图形信息项目，特别是动态信息应急测绘和地理国情监测等项目。这些需求也将推动飞艇遥感信息系统产业化，为国家测绘地理信息局提供新技术、新装备保障。该类飞艇将对“构建数字中国、监测地理国情，发展壮大产业、建设测绘强国”的总体战略做出独特贡献。

为警务航空、“非战争军事行动”添翼　冷战结束后的新国际环境下，发展了“非战争军事行动”的任务概念，突出了社会的警务以及非战争军事行动结合执行和平时期任务的功能。

在警务航空、“非战争军事行动”航空任务方面，这种飞艇装备能承担起大规模自然灾害的灾情观测、人员抢救、重伤员快速运送，以及紧急事故指挥员、专家等人员运送等任务。飞艇可为警务与“非战争军事行动”创造得力的空中平台，可极其有效地实现任务目标。

中国遂行非战争军事行动方面，一次次闻令而动，抗击南方雨雪冰冻灾害，汶川、玉树抗震救援，舟曲特大泥石流抢险救灾，支援北京奥运会、上海世博会，亚丁湾、索马里护航，赴利比亚撤离受困同胞，执行联合国维和等任务中，全军和武警部队联合，圆满完成了一系列非战争军事行动急难险重任务。如果有现代型运输飞艇的参与必将是“如虎添翼”。

难得的发展机遇

值得指出的是，现代型运输飞艇极其适合幅员辽阔、地理环境复杂、自然灾害频发的中国国情，在中国积极发展将具有更加独特的战略意义。

“现代型运输飞艇”建造工程非常符合国家正在极力推动的“战略性新兴产业”的五项政策特征，即具有广阔的市场前景、资源消耗低、带动系数大、就业机会多、综合效益好。

仅以中国的省府、直辖市与360个专属区建设急需的航空抢险救灾基地为例，如每个基地配备两艘飞艇，就将需要近800艘，这是一个庞大的数量。

飞艇本体建造及其相关工程的启动和发展，将影响诸多方位发展，造成多方位“增长点”。如先进复合材料、艇囊织物、氦气产业、飞艇动力产业、飞艇空气悬浮发生器产业、飞行操纵系统需求的各类艇载仪表、设备系列等。以飞艇需求的航空燃气涡轮发动机为例，如果我国未来5-10年能形成系列现代型运输飞艇群，其所需的动力规模将不亚于、甚至超过我国干线客机的规模，约需1200台，这将给我国商用航空发动机产业带来新的巨大拉动。

此外，还将带动次生相关产业的投资建设与发展，如“现代型运输飞艇”科研院所建设、飞艇建造基地建设、飞艇飞行基地建设、飞艇运营企业建设、飞艇医院为代表的飞艇各类“方舱”建设，以及飞艇体育俱乐部建设等。该系统的发展，还将推进航空飞艇理论与技术、航空高等教育飞艇学科及专业的发展，以及新一代飞艇人才群体的诞生等。

当今世界，现代型运输飞艇发展状态，给予中国以极好的发展机遇。我国飞艇专家们预测，该类飞艇群在世界诞生可能在2012-2020年间(少则3-5年，多则5-10年)。该类飞艇核心技术虽然有相当难度，但其理论与技术都是可以“看的见，摸得着”的，我们完全有条件突破这些技术难关。中国只要“不失时机”地起步，完全可以不再走飞机、直升机曾被世界落下几十年的老路。

现代型运输飞艇属于节约能源、低碳排放的绿色航空器，其工程研制资金投入小，研制周期短，仅为同载荷飞机、直升机的几分之一，有利于中国实现跨越式发展。

事实上，当前世界上还没有一种这类飞艇的型号投入大规模运行。究其原因，与其说是“技术”，不如说是“经济”的原因。中国应发挥自己经济、金融优势，不失时机地将其列入“国家战略性新兴产业发展规划”，以便抓住大好机遇，打造创新型的航空产业链，为中国建设强大新型航空运行产业链，推动国民经济发展战略添砖加瓦。