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STARRE VARTAN
洛克希德馬丁號(LOCKHEED MARTIN,美國的一家航空航天公司)
1928年10月11日,當乘客們從德國弗里德里希港起飛,開始了世界上第一次直達大西洋的飛行時,他們並不是乘坐飛機,而是登上了一架前往新澤西州納斯萊克赫斯特的齊柏林飛艇,並在四天後成功著陸。
20世紀30年代,人們通過搭載飛艇穿越北大西洋和南大西洋的方式很是盛行,有德拉格的充氫硬式飛艇和包括興登堡號在內的幾艘德國齊柏林飛艇。1937年5月6日,興登堡號飛艇嘗試在萊克赫斯特停靠時起火,造成36人死亡。
興登堡號災難標誌著飛艇作為一種受歡迎的旅行方式,在其短暫盛行期之後迎來了戲劇性結束。然而,廉價的化石燃料使飛機成為比飛艇更快、更便宜的選擇。即使興登堡號沒有使飛艇工業衰落,科技的進化也會使飛機取代飛艇。
然而,如今運輸部門正在尋找可以減少碳排放的運輸方式,飛艇正試圖捲土重來。雖然它們的速度仍然比噴氣式飛機慢,但對於那些不需要在數小時內到達的貨物(然後在倉庫里存放幾天或幾周)來說,稍微慢一點的速度也無妨。
去年,位於奧地利拉克森堡的國際應用系統分析研究所(IIASA)的科學家們進行了一項研究,發現飛艇可以在對抗全球變暖運動中發揮作用。全球約四分之一的二氧化碳排放來自交通運輸,其中船艇只約占3%。
這項研究建議利用噴射氣流,即那些在地球大氣層中蜿蜒流動的氣流,來使用充了氫氣的飛艇或氣球運輸貨物。利用高風速和穩定的方向,研究人員發現「充氫飛艇或氣球還可以攜帶氫氣,與傳統運輸相比,燃料需求更低,旅行時間更短。」
為什飛艇的回歸是有意義的呢?
飛艇還有一個巨大的運輸優勢:飛機至少需要跑道、飛機庫和道路來運送貨物,而飛艇不需要。雖然早期的飛艇依賴於上述類似的基礎設施,但新一代的巨型飛艇可以從一個地方飛抵另一個地方,在任何地方降落,包括冰原、海灘、草地、沙漠,甚至水面上。
這種不需要跑道等設施就可以到達目的地的能力,吸引了私人企業和政府將目光重新聚集到飛艇上。此外,氣候變化會對基礎設施產生破壞,如越來越頻繁地發生的洪水和火災,而飛艇可以不依賴公路或鐵路,直接向受災嚴重的地區運送緊急物資。
那麼,為什麼人們花了這麼長時間才重新啟用這種古老的交通方式呢?
著陸問題
大約1930年,齊柏林飛艇飛過自由女神像
在飛艇的全盛時期,需要一個系泊結構附著在地面上,然後一隊強壯的人抓住附著在上面的繩索才能使飛艇著陸。目前為止最高的飛艇系泊桅杆在帝國大廈的樓頂上。1931年,工程師們為了給格拉夫·齊柏林飛艇提供服務而在摩天大樓頂上加高了200英尺。(事實上這只是一個傳說,只是帝國大廈管理者為宣傳做的文案,加高200英尺只是為了保住當時世界第一高樓的地位)但事實證明,儘管位於市中心比位於萊克赫斯特的著陸場更方便,但這個位置風太大(並且還有些高),而乘客要從跳板上走過,因此不適合著陸。洛克希德馬丁工廠的混合飛艇項目經理鮑勃·博伊德(Bob Boyd)說,不管怎麼說,系泊桅杆自提出就不是一個好主意。他說:「桅杆無法讓飛艇保持固定的對地姿態,相反,飛艇會迎風航行,即使很小的陣風,也會使飛艇上下漂浮。」「這使得裝卸貨物有難度。」
如果我們想在減少化石燃料排放方面有所作為,我們還需要比過去更大的飛艇;畢竟飛艇越大,它能攜帶的東西就越多。設計一個多10倍長和多10倍寬的飛船,可以多運載1000倍的貨物。但這意味著需要更寬、更高的桅杆,所需的花費更昂貴,也更不便於攜帶。
洛克希德馬丁公司的氣墊著陸系統(ACLS)使用了氣墊船技術,使其混合動力飛艇能夠在各種非光滑的表面著陸,包括水面。根據Boyd所述,「幾位熟知氣墊船工程和輕型軟結構製造的設計師」使用了二十多年時間裡設計出來ACLS系統,在艇下面使用了三個氣墊,讓飛艇可以漂浮在地面上。
飛艇底部氣墊上的手指囊,可以與地面形成一個封閉空間,使得飛艇可以滑行並越過一些小的障礙物,如岩石等。飛艇可以靈活地選擇著陸地,並且對基地的長期影響很小。最重要的是,飛艇到達它的著陸位置後,它可以翻轉氣墊,這樣飛艇就可以「抓住」陸地、沙子、冰或水的表面。
最初,借鑑氣墊船技術並不是那麼容易。Boyd說,這個想法來自於設計團隊的一些年輕工程師,他們之前一直在與一種更傳統的著陸方式作鬥爭,即類似於飛機使用輪子著陸的方式。
「一開始,」Boyd說,「我們試著用這些方程來計算一些巨大的齒輪卡車的尺寸,但很快意識到我們犯了一個簡單的錯誤。著陸實際上並不是由重量決定的,而是由飛艇下降時的動量決定的,而飛艇下降的動量比它的重量要大得多。」著陸技術也是一個「關鍵的突破,它極大地降低了著陸系統的質量,使其達到一個可行的規模,」 Boyd說。一般情況下,飛艇攜帶著起落架,但這既增加了整體重量,也增加了不均勻分布的重量,這兩種增加都不是我們想要的。
Boyd說:「ACLS系統沒有這個問題,因為大的飛艇底部氣墊也大,而氣墊壓縮了空氣,像活塞一樣,分散了重力。在設計重量時,要考慮氦氣的壓力作用,而負載被分配到艇身的各個部位,使重量分布均勻,所以它不會影響艇體。」
飛鯨
其他公司正在使用不同的技術來解決著陸問題。總部位於法國的飛艇公司「飛鯨」(Flying whale)製造的LCA60T飛艇,能夠載重60噸。它不需要考慮著陸問題,因為它根本不著陸。(編者:我的天啊)「飛艇將貨艙門將打開,釋放有效載荷」飛鯨的銷售主管米歇爾·雷諾(Michele Renaud)說,「不需要基礎設施或平坦地區」。
這意味著這艘飛艇將「致力於在難以到達的地區,比如山區,以及任何缺乏基礎設施的地方執行任務」。但是為了提供一些服務、補充燃料或更換飛艇上的船員,它也需要停泊在公司的專用機場。」
飛艇在承載各種貨物方面具有無限潛力,以及能在救援工作中發揮重要作用。也許有一天,它們會像被飛機接手之前一樣被人們廣泛使用。如果能有這麼一天,那就是因為使用了這些新的著陸技術。
來源:原創 杜千仟 浮空飛行器
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