货运飞艇现身,小型机场运营商开心了
澳大利亚新南威尔士大学的研究生毕业生Craig Neal，概述了货运飞艇运营对机场的潜在影响，并讨论了这项技术在不久将来的出现和机遇。
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飞艇是一种利用空气动力学和静浮力（浮力由比空气轻的气体产生）的飞行器，这是旧技术的创新利用。
这种技术早于重于空气飞行器出现50年，还保持了最长单乘客飞行的记录长达47年之久，直到在1975年B747SP型号的飞机问世才将其打破。
兴登堡的图片我最爱用这张：大海牛
当人们听到飞艇这个词时，脑海中涌出的第一个概念便是Hindenburg飞艇，但是Hindenburg遇难已经超过80年了，一些飞艇或者其他的飞行器在技术上都有显著的发展。飞艇可能被认为是陈旧的技术，但是现代的飞艇系列都是采用当今世界航空航天工业中是先近的技术。这些飞艇利用轻质聚合物形式的材料科学技术应用在球囊和碳纤维框架上，还有矢量推力推进器发动机和现代航空电子设备。现代飞艇技术运作的最佳例子是Zepplin NT和DZR、Goodyear的联合协作，主要用于旅游景区飞行和视频拍摄。这些飞艇利用现代技术实现比过去飞艇更好的成本效益、飞行速度更快、更安全的运行，充分展示了这种现代运输方式的潜力。
飞艇不太可能在乘客运输能力上有目的性地挑战传统的比空气重（HTA）的飞机，然而，飞艇却非常适合进行货物的运输，因为飞艇在飞行速度上优先级不高，还能提供更具成本效益的服务。货运飞艇是货物运输的一种新兴模式（专为货物运输和处理设计），多年来已经出现了许多理论设计和用途。但现在看来，最终将会出现把理论设计带入实际生产的领域——Lockheed Martin公司的LMH-1已经签署了24艘飞艇的生产意向书，有望从2019年初开始生产。货运飞艇有很多型号设计，不过最近几年发生了一些变化：现在有几家制造商在演示模型，而在英国制造商HAV的背景下，全尺寸演示号“Airlander”是目前世界上最大的（按长度计算）飞机。
airlander
下面表1给出了货运飞艇和最大的HTA货机之一波音747-8F在规模设计上的比较：
表1：飞艇设计与B747-8F的规模比较
那么，为什么在最近几十年里都还没有生产技术上的突破，我们却还极有可能在不久之后（接下来5年内）看到货运飞艇的出现？
航空工业现在正处于转折点：
技术进步以更快的速度整合到运营的各个方面。
无人机技术的快速发展，迅速推出并在运营中获得好势头。任何人都会发现航空的未来是在遥控或者半/全自动操作中：这只是一个时间问题，而不是它会不会发生。
由于公司和消费者的意识逐渐提高，航空运营又重新关注对环境的影响。
持续关注方法效率（例如：每个系列的飞机设计都致力于提高燃油效率），然而在产生革命性的改变之前，目前只有这么多的增量演变。
世界各地的基础设施挤压，特别是在航空领域，我们是否能够在每一个需要的地点建设机场，还是要巩固和关注中转站，利用二级港口和其它交通工具进一步分配人员和资源？
飞艇具有更高的成本效益（相比于旋翼式和固定式翼型飞机），因为它们大部分升力由浮力提供，而不是由空气动力学提供升力，因此燃料的燃烧比率显著地下降。
鉴于飞艇的垂直起降（VTOL）能力，以及在无设施的地面（包括沙滩和水面）上起飞的能力，他们具有从许多不同基地（例如机场、海港等设施）运作的潜力。
他们有潜力与其他新兴技术有效的结合起来，比如无人机，以此来增强两个平台的能力，并提供更显著有效的组合式服务，如搜索和救援以及应对灾难，还有货物在高密度区域的储藏和分配（比如一个由亚马逊提出并获得专利的概念）。
最后，与传统飞机相比，他们具有更大的潜力来承担和接受远程驾驶或者自主操作，并进一步结合发展环境效率（例如太阳能技术将照射在飞艇表面上的太阳能电池板与电池和电动柴油机结合起来）。
所有这些因素都展现了货运飞艇的优势，比如：
货运飞艇的运营对机场有什么影响？
货运飞艇将具有从各个地点运行的能力，但最有可能（鉴于管理考虑）的首次运行地基地将是传统的机场设施。大多数机场运营者都对飞艇的运行不熟悉，除非机场恰好是为了货运飞艇而存在的，比如德国南部的Bodensee Airport Friedrichshafen。现代的货运飞艇旨在与现有的机场基础设施相结合，并以与现有的货运飞机相似的方式在机场运行（他们具有相似的地面处理要求，如加油和货物交换），甚至还具有垂直起降（VTOL）能力。
机场运营者面临的最大挑战可能就是停机坪，特别是在未来5-10年间，大型货运飞机将陆续投入使用。从上面表1可以看出，226吨的Aeroscraft ML868是波音747-8F的三倍，这将呈现出一些重大的停机问题。然而像现在的飞机一样，为了最大限度地增加收入，他们将需要有效资源的高利用率和时间的快速周转，因此停机时间将会最少化。根据飞艇的设计，可能还需要一种方法来稳固停靠的飞艇，比如用于稳定Zepplin NTs的移动塔，然而一些现代设计飞艇如Lockheed Martin LMH-1和Aeroscraft采用了主动着陆垫，当他们着陆时，与地面接触的地方提供吸力来确保飞艇停放时的位置。
Aeroscraft ML868
像HTA飞机一样，货运飞艇也需要保养和维修的机库空间，也需要具有类似的计划需求。然而，从表2可以看出，在世界各地目前一些飞艇艇库惊异于空间大小上存在的明显差异，这是由于航空工业的巨大比例和历史重要性。
由于飞艇艇库的比例巨大，大型机场将不太可能再建设新设施，即使有空间的富裕。新设施（艇库和相关基础设施）将建设在空间更大的二级机场，有能力兼容飞艇在机场的运行。
表2：运作中的飞艇艇库名单
那么，我们会在哪个地方首先看到货运飞艇的运行？
货运飞艇的成本将会在空运和陆运水平之间，LMH-1等较小型号成本将更接近传统固定翼飞机成本，Aeroscraft ML868等较大型号成本将更接近陆地运输。这意味着，尽管货运飞艇仍然需要在价格上进行完善，他们还需要依据自身独特的能力（例如，垂直起降能力、从无设施地面运行的能力、比直升机更大的运行范围）来与其他运输工具进行区分，并且最初目标可能是针对采矿业、石油和天然气行业进行的高成本运作。根据Lockheed Martin LMH-1的首批将部署飞艇的运营商（直线航空和混合空运货运）的报告，我们可能首先在加拿大/阿拉斯加和非洲看到这些飞艇，这与瞄准高成本运营，进入困难或偏远地区的目标一致。
LMH-1
机场运营者的机遇
虽然飞艇的外形在特定的高成本市场首次亮相，但飞艇一旦建成，由过渡时期转向国内国际主流货运时期，仍具有巨大的潜力。目前有一种500吨型号的飞艇设计，这将使其运营成本大幅降低，达到船运的成本水平。这些更大型的飞艇有能力使货物在国际间的运输方式发生革命性的变化，并且可能显著地增加机场运输货物的数量，比传统的空运货物体积更接近于海港口。
对于那些空间不充足的机场和那些有计划发展货运和联合货运设施的机场，这些机场当前的机遇便是规划和建设机场基础设施，包括货运飞艇的设施，有潜力进行维护和设施培训。
货运飞艇是一种新兴航空技术的例子，有潜力通过新增/增加货物量运输来增加收入，并对机场产生积极影响。有意向成为航空货运或联合货运枢纽的机场，有机会成为该项技术的早期主导者，通过与货运飞艇运营者合作来塑造这种新型货运模式的未来。由于这种模式有能力与其他道路、海路、铁路以及传统航空运输方式进行竞争，有潜力成为机场吸引新的货运活动和相关商业业务的新兴运作模式，为机场带来货物数量和经济的成倍增长。
本文是一篇国外研究生的论文，并不代表本号观点，特此声明。