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主题:茗谈120:“百舸舰” -- 本嘉明

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家园 茗谈120-4:红蜂

(一)

在公元1900年之前,人类就发明了充氢气的飞艇。

但早期飞艇有一个难题没解决,就是飞艇一升空,高度越高,外界大气压越低,就要通过阀门放掉一些气囊里的氢气,以免气囊膨胀爆裂。但气放掉之后,就再也无法升高了。

法国的查理教授和罗伯特兄弟于1874年制成了一种装有空气房的氢气球,解决了问题。这种气球,外面是一个大的丝质胶囊,里面有一个小气囊,小气囊上有一个气体阀门。外囊充氢气,内囊用来充空气。这个小气囊就叫“空气房”。气球在升空之前,先将“空气房”充进空气。当气球升到一定高度后,就将“空气房”打开,放出一部分空气。外囊膨胀后,“空气房”就因受挤压而缩小,使外囊膨胀的压力有所减小,以保证气囊不致胀破。这一发明,解决了气球升空的一大难题,是飞艇发展史上的重大突破。此后,“空气房”很快便在所有飞艇上使用了,并一直使用至今。

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1910年6月22日,第一艘齐柏林硬式飞艇正式从德国法兰克福飞往杜赛尔多夫,建立了第一条定期空中航线。担任首航运输任务的是“Lz--7”号飞艇,它一次可载24名旅客,有12名乘务员,飞行速度为每小时69--77公里。

“飞艇之父”齐柏林逝世后,公司接班人艾肯纳博士提出了一个大胆的计划:建造环球飞艇,开辟欧美长途客运。艾肯纳设计的环球飞艇确实很大,飞艇长237米,最大直径30.5米,可充10.47万立方米的氢气,本身重量为118吨,载重53吨,用5台柴油发动机作动力,最大速度每小时193公里,于1927年7月建成。为纪念齐柏林,特地将这艘飞艇命名为“格拉夫齐柏林”号,由他的女儿主持了建成典礼。

1929年8月8日,“格拉夫齐柏林”号飞艇开始了一次伟大的环球飞行,从美国的新泽西州出发,经过德国、苏联、中国、日本,于8月26日回到洛杉矶市。整个航程历时21天7小时34分。

齐柏林号飞艇环球飞行的成功大大促进了商用飞艇的发展。据统计,在20世纪20至30年代,美国建造了86艘,英国建造了72艘,德国建造了188艘,法国建造了100艘,意大利建造了38艘,苏联建造了24艘,日本也建造了12艘。这是飞艇的鼎盛时期,所以人们把这期间称作飞艇的“黄金时代”。

1929年德国制成的大型飞艇“兴登堡号”,长245米,直径超过41米,总重206吨,曾10次往返飞行于美国和德国之间,共运送旅客1000多人。英国和法国也先后参照齐伯林式飞艇制造了本国的大型飞艇R─100号和阿克隆号。这时的飞艇大都使用氢气作为浮升气体,易燃易爆,很不安全。1937年, “兴登堡”号在美国新泽西着陆时因静电火花引起氢气爆炸,35人遇难。

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1920年代,美国海军曾将飞艇用作“飞行的航空母舰”。在两面夹洋的有利位置下,飞艇编队能够迅速跨越海洋,运送战斗机编队去打击敌人。这是一个很有争议的理念,海军建造了USS Akron和USS Macon去验证这一理念。这两个巨无霸飞艇在其内部载有四架战斗机,并在所谓的“着陆钩”挂有第五架。

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1942至1944年间,美海军在“军用飞艇机组训练项目”中大约有1400名飞艇驾驶员和3000名辅助机组人员受训,并且飞艇军事人员由430名增加到12400名。美国飞艇是由位于俄亥俄州阿克伦市的固特异(Goodyear)橡胶制品公司下属的工厂生产。从1942直至1945年,该公司为美国海军供应了154架飞艇。

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这些飞艇的主要任务是在美国沿海巡逻和护航。它们也用作护航指挥中心(指挥船只的运动),并且还在进行海上搜索救援任务时使用;还有空中摄影和侦察、海上布雷和排雷、伞兵运输和部署、货物和人员运输。它们在执行任务时,在所有美国空中部队中拥有最高的出勤率,达到了87%。

在战争期间美军有532艘舰只被潜艇击沉。然而,约89,000航次(有飞艇护航的舰只)没有一艘被击沉。飞艇使用深水炸弹与潜艇作战,偶尔也使用其他机载武器。它们能够追逐速度较慢的潜艇并进行轰炸直至将潜艇炸毁。另外处在水下的潜艇没有办法发现飞艇的接近。

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战争期间只有一架飞艇被德国潜艇击落。1943年7月18日至19日夜间,一架K级飞艇K-74正在佛罗里达的海岸线巡逻,使用雷达发现了漂浮在海面上的一艘德国潜艇。K-74号飞艇实施攻击行动,但德国潜艇率先开火。当飞过潜艇时,K-74上的深水炸弹因故障没有投下,而为了精确投弹而过于低飞,使飞艇自己受到了敌火力的严重损坏,气囊破损失压,失去了一台发动机,最后在水上着陆,没有人员丧生。

尽管同飞机相比,飞艇的起始造价高昂,体积大而笨,操纵不便,速度较慢(但仍比船快),易受风力影响;但飞艇也有其突出的优点,如垂直起降,留空时间长,可长时间悬停或缓慢行进,且不因此消耗燃料,噪音小,污染小,经济性好,而且随着飞艇广泛使用了氦气填充,安全性也大大改善。根据计算,用飞艇运送一吨货物的费用,要比固定翼飞机少68%,比直升机少94%,比火车少一半。这使得美国的军方和民间在今天又掀起了开发新一代飞艇的热潮。

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2012年8月8日星期二,美国陆军新一代长航时多情报载具(LEMV)成功完成了首飞。

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此前不久,2011年7月,洛克希德-马丁公司为美国陆军承建的HALE-D飞艇,在花掉了1.5亿美元后,首飞不足3小时就坠毁在森林里。

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民用试验飞艇Dragon Dream则进展顺利,该艇长70米,总重14.5吨,硬质艇身。它的特色,是氦气只提供了全艇浮力的2/3,另1/3靠飞行时机翼和艇身气动外形所产生的升力。

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(二)

在飞艇的研制,生产领域,也有中国公司的身影,比如上海达天公司,临沂猎鹰飞艇科技有限公司等。达天已经能生产40米长的无人软质飞艇。

我的建议,是举国家之力,合作研发一款大型无人长航时飞艇,我们就叫“红蜂”吧。

俄罗斯的浮空雷达所用的Au-21飞艇,其实是固定的高空气球,因此形状粗短,美国“截人司”的飞艇也一样。“红蜂”兼顾到“固定浮空”和“飞行巡逻”,因此艇身扁平,有短翼和电力驱动的螺旋桨,机身总体积比Au-21略大,减去动力部分的重量,最大净载荷2.5吨。

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“红蜂”与Dragon Dream一样,也是硬质艇,有龙骨。动力部分类似于“混动汽车”,由一台柴油发电机发电,供螺旋桨转动,推动飞艇自主飞行。

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“红蜂”最大的特色,在于可以任意更换“蜂巢”(母船)。“红蜂”飞到哪条军舰的上空,垂下缆索,舰上人员捞起缆索后,像电源插头一样插入舰上的接口,既固定了飞艇,也开始为飞艇供电(此时飞艇上的发电机停转,节省柴油),飞艇上的雷达等器件开始工作。这里干完了,飞艇收起缆索,又飞往下一个“蜂巢”。这样,多数军舰只要有接口就行,少数军舰才配备可以接收飞艇的系留塔。

“红蜂”上搭载的,可以是大功率搜索雷达,也可以是小型雷达+导弹,2.5吨的载荷,比对海攻击战斗机差不到哪里去。

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“红蜂”第二个特色,是可以多艇对接,形成15吨左右的载荷,携带一枚DF-21或DF-26中程导弹,在内陆高空战备值班。

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“红蜂”第三个特色,是用旧了也不浪费,修补后,艇身涂一层纳米加强涂料,然后飞到近地轨道,积少成多,组接成“中转空间站”,小型无人航天机由大型运输机带到空中,航天机起飞,到达“中转空间站”补充燃料,再向月球或“天宫”飞去。

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