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未来飞艇发展趋势:航时长载重大多功能一体化

美国空中巡航概念飞艇效果图。

未来飞艇发展趋势:航时长载重大多功能一体化

与其他航空器相比,飞艇具有留空时间长、载重量大、污染小、使用维护成本低、起降场地要求低等优势,是目前航空发达国家研究的热点之一。本文重点介绍了美国、英国、法国及俄罗斯对新型对流层飞艇的研制情况。

各国对流层飞艇的研究现状

美国:目前,美国俄亥俄飞艇公司正在加紧研制一款集**货运能力、高效能、低成本于一体的浮空器——Dynalifter(PSC)。与传统飞艇一样,Dynalifter通过气囊内的氦气所获得的净浮力来克服重力,利用发动机提供的动力来克服空气阻力。但与一般飞艇不同的是,Dynalifter外形与飞机相近,带有机翼,因此在起飞过程中可通过氦气和在跑道上加速来获得升力。这种独特的设计使其具备两大优势:省油和着陆滑行距离短,耗油量仅为相同大小喷气飞机的三分之一,并且可在1200米滑跑距离内着陆。

目前,一架长35.6米的Dynalifter缩比样机已经建成,并通过了FAA的审核,它可搭载2名乘员。最终投产的Dynalifter尺寸将达到长约300米,载重量250吨。俄亥俄飞艇公司目前已经收到了20份订单,首批飞艇将用于人道主义任务,如运送水处理系统。同时该公司还正就Dynalifter的军事潜力与美国五角大楼探讨相关合作事宜。 2010年5月,由美国E-Green技术公司研制的“子弹”580飞艇成功升空。该飞艇长71.6米,是目前世界上已升空的最大飞艇,其充气时间约6小时,可垂直起降。该飞艇采用了全新的设计技术,如外囊体采用新型凯芙拉纤维,其强度比钢强10倍,但结构外的厚度仅为1.6毫米,并使用生物燃料。“子弹”580的飞行速度较慢,适合于旅游观光和运载货物。由于“子弹”580能够在一个区域留空达一周之久,因此具有多种潜在的军事和民用用途,如导弹防御、气候观测、通信中继等。

2010年6月,美国陆军与诺斯罗普·格鲁门公司签订了为期5年、价值5.17亿美元的合同,研制长航时多情报飞行器(LEMV)技术验证机。根据合同,诺·格公司将在18个月内,完成LEMV的设计、研制和试验,然后将1艘LEMV飞艇运往中东地区的军事基地进行联合军事效能评估。

作为一种可回收并重复使用的多任务平台,LEMV将携带战区现有的情报、监视与侦察设备,在战区前沿上空的某个位置长期留空,为战区指挥官提供应急的情报、监视与侦察信息。此外,LEMV还具备作为空中运输工具的潜力。与有人驾驶飞机或无人机相比,LEMV的优势是留空时间长,其留空21天完成的侦察任务相当于12架MQ-9无人机完成的侦察任务总和。但LEMV的不足是没有自卫能力,只能部署在没有敌方威胁的空域。美国陆军希望于2012年年初在阿富汗部署LEMV飞艇,并在战场服务大约3年半。

英国:2010年,英国伦敦的Seymourpowell公司提出了空中巡航的概念,即乘坐飞艇去旅行,并计划生产名为“空中巡航”(Aircruise)的概念飞艇。这类飞艇将选择太阳能和氢燃料电池作为动力装置,且内部设施一应俱全。空中巡航概念的目标是研制一种飞艇,使之能运载100名旅客,在37小时内从伦敦抵达纽约,用不到4天的时间从洛杉矶抵达上海。有舆论称,这种方式或许将引领未来奢华旅游的新潮流。

法国:2008年,法国马萨德公司成功设计出了一款名为“载人的云”的新型概念飞艇。该飞艇分上、下两层,上层设有20间豪华客房,每间均配有露台和全景及一个SPA和酒吧间;下层设有餐厅、图书馆、休闲室和健身馆。因此,该飞艇也被称为“飘浮在空中的旅馆”。 该飞艇的动力系统采用尾部的螺旋桨推进器以及两台可用于垂直起降的助推发动机,以保证飞艇可在数天内环绕地球一周。这款飞艇只需添加气体燃料就可以巡航数天。飞艇有望于2020年投入生产。

俄罗斯:目前,俄罗斯设计了一款名为“SHa-10b”的概念飞艇,可以快速、安全地将人员及货物运送到偏远地区。根据设计,该飞艇可携带大约2.5吨货物,而运输成本仅为16美分/千米。该飞艇采用了新型静浮力控制系统和防冰装置,飞艇框架及囊体采用碳纤维等先进材料,并计划采用新型动力装置、导航设备及先进的导弹技术等。据称,该飞艇可在任何天气下、在不同高度(从2000~12000米)以150~450千米/时的速度从俄罗斯加里宁格勒飞到远东地区。

未来飞艇的发展趋势

从目前国外飞艇发展的情况来看,未来飞艇的发展趋势主要体现为以下几点:

长航时:续航时间长是飞艇与其他航空器相比最显著的优势。目前,常规飞艇大都采用航空发动机作为动力装置,因此,飞艇载油量在一定程度上决定了飞艇的续航时间,但载油量越大并不意味着续航时间越长。未来,飞艇将在空气动力设计上不断改进(如采用浮升一体化布局形式等),从而提高飞艇的升阻比,同时采用诸如太阳能与燃料电池组合供电等方式,最终使飞艇续航时间不断增长。

大载重:未来,飞艇的载重能力将不断提高,达到百吨以上。这种**型载重飞艇不仅可搭载更多的乘客进行长途旅行,而且可在发生类似汶川大地震的突发事件时用作转移伤员的交通工具。另外,一旦发生战事时,还可以利用大载重飞艇进行远距离空投部队、装备及各类保障设备。

更环保:在越来越提倡环保的今天,飞艇将更趋向于采用环保燃料,如利用气体燃料、藻类生物燃料以及太阳能电池等提供动力,以减少环境污染。

多功能一体化:随着现代飞艇技术的不断发展,飞艇的功能不断完善。在民用运输领域,飞艇内的设施越来越齐全,舒适性越来越高。在军用领域,在飞艇上可搭载不同的任务电子设备,并建立集预警探测、情报侦察、指挥、控制及通信于一体的C4IR系统,这也是军用飞艇发展的重要方向。


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