飞艇正在悄悄归来…… / 开普饭

by Ryan cooper.

目前，交通运输排放的温室气体量已经超过了发电厂的排放量，成为了美国温室气体排放的最主要来源。更糟糕的是，零碳运输技术还只是处于早期阶段，特别是在航空旅行和航运方面，这就占了排放量的巨大份额，而且这个份额还在不断增加。

蒸汽男孩

蒸汽朋克迷和气候问题上的鹰派人物都想知道：飞艇怎么样呢？在研究了一段时间之后，我得出了一个初步的结论，即飞艇确实可以在零碳排放运输中发挥重要作用，但可能不会以浪漫的豪华旅行的形式出现。飞艇最擅长的是大载重的运输。

飞艇是一种拥有巨型蒙皮结构，并往蒙皮内充入轻于空气（通常是氢气或氦气）的气体来提供大部分或全部升力的飞行器。它有三种基本类型：非刚性（小型飞艇），或半刚性（部分支撑结构），或刚性（完整支撑结构）。还有一种是混合型飞艇，它比空气稍重一些，使用传统的机翼或旋翼来提供升力和控制。

固特异已退役的GZ-20是软式飞艇（非刚性）

固特异的新一代飞艇是齐柏林的NT07，半刚性结构

历史上著名的兴登堡号属于刚性结构飞艇

混合式飞艇：airlander

飞艇有几个重要的优点。第一个是，飞艇有提供升力的蒙皮结构（即内部轻于空气的气体形成的气球结构），不需要花费燃料来维持飞行。其次它具有低速起飞的可操作性，这意味着它不像飞机那样需要很多的基础设施保障：例如，没有跑道，或者对于混合动力飞艇只需要一条很短的跑道。第三个是很大的运载能力：理论上，最大的设计可以运载500吨或更多的货物，与最大的货机处于同一等级。第四个是可以运载很大体积的货物：一个重载飞艇必须非常的大，因此，相应地它能够容纳巨大的货舱。

如果你需要让一些东西在一个地方驻空停留很长一段时间，并且还很便宜，基本上没有比飞艇更好的选择。事实上，利用飞艇进行监视、视频直播、广告、天气数据收集等已经是一个中等规模的行业。

然而，飞艇也有很大的缺点。到目前为止，最大的缺点是阻力，重载飞艇的蒙皮结构比最大的飞机还要大很多倍，其阻力跟速度的平方成正比。虽然飞艇漂浮只需要提供较少升力，但在以高速公路的速度（德国著名的格拉夫齐柏林飞艇最高速度为128英里/小时，但在20世纪20年代和30年代横穿地球时，它巡航速度约为70英里/小时）行驶时，飞艇前进所需的能量巨大，这完全降低了它的效率优势。而且飞艇的尺寸本身也是个问题。飞艇需要很大的体积才能发挥作用，而在机场或港口停靠许多架飞艇是很棘手的问题。

作为体积较大、相对脆弱的物体，它们也比飞机更易受天气影响——尽管这对现在的天气预报来说不应成为一个问题。

内部浮升气体的选择也是一个特别棘手的问题。作为一种技术物质，氦在客观上是有优势的，在不可燃的情况下提供几乎和氢一样多的升力。然而，氦气要比氢气贵得多，而且作为一种不可再生的资源，它应该为科学研究更多地保留下来。（你需要大量的氦气来填满一艘大型飞艇。）

兴登堡号（其充满氢气的蒙皮着火）的巨大破坏，基本上使民用飞艇旅行的项目终止。然而，这更多的是由于媒体对该事件的过度报道，而不是由于客观危险本身而终止的。惊悚的新闻短片、照片和令人心碎的现场广播掩盖了当时飞机旅行也相当危险的事实（更不用说大部分兴登堡乘客实际上幸存下来了）。当时，民用飞机飞行中发生了大规模的伤亡事故，而且还会继续发生，这通常是由于燃料着火，并在飞机坠毁后将所有人活活烧死造成的。但它们并没有以同样的方式被报道，因此也没有造成极度危险的印象。与此同时，由于政府监管机构、飞机制造商和航空公司在飞行方面表现得非常出色，飞机坠毁率降到了接近零的水平，公众开始正确地认为飞机的风险很小。

氢气是风险更大但更便宜的选择，但最终几乎可以肯定的是，必须将飞艇技术发展到没有任何危险的程度。如果飞机能携带数万加仑的高度易燃燃料在周围飞行，那么我们就应该能够研究出如何驾驶氢气飞艇。

无论如何，所有这些都指向了飞艇的一个特殊的使用案例：以比货船更快但比飞机慢的速度，通过使用可持续的生物燃料、燃料电池和电动机（在后一种情况下，甚至可能是基本上由太阳能驱动，如果他们已经研究透如何使用太阳能，一个大的外壳上铺满太阳能电池就可以产生大量的能量）将重型或大型货物直接从一个点移动到另一个点。

飞艇不能像飞机那样快，它们永远不能运载那些在时间上敏感的货物，也不能与客机竞争。他们可能是最好的飞行速度约30-70英里/每小时，以保持阻力较小。但这也比集装箱船要快得多——事实上，为了节省燃料，航运公司已经开始将他们的大型船舶的时速降低到12-14英里。飞艇对于需要跨海运输的中等紧急货物特别有用，因为它们可以跳过港口瓶颈。

飞艇可能最擅长把货物直接从制造地运输到目的地，特别是在偏远地区运送非常大或笨拙的货物。例如，使用大型设备的伐木和采矿公司通常必须在工厂测试后拆卸机器，将（仍然很大的）单个部件部分运送到火车和大型卡车上，然后将它们全部运回现场。所需的费用、时间、劳动力和资源是巨大的。但是，一个重载飞艇可以装载组装好的物品，在需要的地方直接把它放下，然后在完成后再把它吊起来。想象一下，把一大捆风机叶片直接带到风电场施工现场，而不是一个接一个地小心地从州际公路上搬运它们。

大尺寸涡轮叶片陆运

洛克希德马丁公司正在开发一系列的混合动力飞艇，并在此基础上出售它们，据报道，洛克希德马丁公司已经获得了一份价值4.8亿美元的意向书，打算出售其中12艘。

洛克希德马丁的LMH-1飞艇

理论上，一些航线中相当大的一部分货物可以用这种方式进行运输。一项关于香港和美国以及欧洲之间运输的研究发现，飞艇可以取代多达一半的“专用货运飞机”能力。而且，由于货机通常是空中最古老、效率最低的机型，用零碳排放的飞艇替代它们将是特别的好。

国内达天飞艇公司牵头组建的“平流层飞艇联盟”联合研发的宽艇体平流层飞艇即载重样艇正在试飞。

中国航天科工068基地双椭球体飞艇

在纸面上，这一切听起来都不错。但这需要持续的投资和政策的关注。新技术总是要爬上开发和实现的阶梯，这意味着随着更好地实践，更多的误解将被消除和更多的供应链也将建立起来。我们曾经在爬上梯子时走了一段相当长的路——亲眼目睹了格拉夫齐柏林飞艇，它在被报废之前行驶了100多万英里，包括一次环球旅行——但从那时起，许多进展都已经丢失了。至少，这意味着政府将提供大量的研发经费来推动新产业的发展。但如果这发生了，结果可能会是一个巨大的，非常安静的成功。