飞艇的兴衰

飞艇的兴衰

气球是人类发明的第一种实用航空器，但是人类不满足于仅仅是飞起来，还希望实现有目标的飞行。气球在飞行时，驾驶员只能控制气球的飞行高度，要选择飞行方向和实现远距离的气球飞行，必须依靠气流的推动。由于天空中风向变化无常，气球飞行往往不能到达预期的目的地，这就影响了飞行的安全和气球应用的推广。为了克服气球的缺陷，对气球的飞行进行操纵和推进，这样飞艇出现了。早期的飞艇被称作“可操纵的气球”，在气球的吊篮上装上一台发动机，再安装上螺旋桨，飞艇就制成了。飞艇是装有发动机的气球，利用空气浮力起升，利用发动机推进。飞艇是人类发明的第一种载人的可以控制动力的飞行器。

实际上，在实现气球飞天以后，人们就发现用气球作为实用航空器是十分困难的，因此也就有人探索改进气球的飞行性能，使它能定向飞行。要解决的主要问题是飞行动力和飞行的稳定性问题。气球发明的第二年，1874年就有人提出飞艇的设计，以后出现了不少大胆的尝试。首先，出现了椭球形的气囊，用它代替球形气囊，可以减少飞行阻力。有的设计者在飞艇上安置了人力驱动的螺旋桨，试图驱动气球的飞行。各种设计方案层出不穷，但是几十年的努力都没有获得成功。原因是没有找到合适的动力装置，用人力是无法推动飞艇飞行的。飞艇的发展在等待动力技术的进步。

1852年，法国人吉法德终于获得了成功。吉法德是一位精通蒸汽机技术的工程师。1851年，他为自己制造了一台小型蒸汽机，功率2．2千瓦，重量160千克。以现代技术的眼光来看，这台蒸汽机的重量－功率比是大得惊人了，也就是说，它是相当笨重的。可是在当时的技术水平下，它却算是相当精巧的。吉法德的飞艇气囊为枣核形，长44米，最大直径12米，采用煤气为浮升气体。气囊下安置吊篮，上装自制的2．2千瓦的蒸汽机，推进用的螺旋桨由蒸汽机推动，在飞艇的尾部安装了一块三角形的风帆用作舵面。

1852年9月24日，吉法德将他庞大的飞艇运到巴黎马戏场，他就在这里起飞，吉法德驾驶着人类第一艘飞艇飞上了天空，他的时速约8千米，飞行了28千米，在巴黎附近的特拉普斯降落。这是人类第一次成功的载人可控动力的飞行。

图2－7　吉法德的飞艇

以后，由于内燃机的发明，有了更适合飞艇使用的动力装置。19世纪末20世纪初，由于新的技术革命提供了新的动力技术和铝合金大规模冶炼技术，为飞艇技术的再一次革新创造了条件。德国人齐伯林(1838—1917年)所创造的“硬式飞艇”，成为飞艇技术的新的象征。

1838年，齐伯林出生于德国的一个伯爵家庭。19岁入伍，30年后成为陆军中将，后退役回家。退役后，齐伯林不满足安逸的生活和已经取得的成就，他将全部精力投入到了飞行事业。1887年，齐伯林开始设计制造硬式结构飞艇。到1906年，经过近20年的努力，齐伯林的工作取得了巨大的成功。他制作的飞艇，艇身全部用铝制框架，飞艇的强度、刚度和承载能力大大提高。另外，齐伯林还将飞艇的整个气囊分为十几个小气囊，这不仅是飞艇结构上的需要，而且使飞艇的安全性大大提高，这样即使有个别气囊发生破裂，也不会使整个飞艇失去全部浮升力。另外，齐伯林还对保持飞行稳定的装置、操纵装置和飞艇内部结构进行了全面的改进。

1907年，德国政府对齐伯林飞艇发生了兴趣，他们看到了飞艇在军事和运输上的实用价值，政府投资50万马克进行新型号飞艇的试飞。1908年9月，齐伯林组织的试飞持续飞行了37小时，航程3500千米，创造了飞艇飞行的新的世界纪录。

图2－8　齐伯林和他的飞艇

1909年，齐伯林创办了世界上第一家民用航空公司——德莱格飞艇公司，从而完成了飞艇从发展阶段到实用阶段的过渡。从1909年到1914年第一次世界大战爆发，德莱格公司共在德国国内运送旅客3．4万余人次，总航程17万多千米，总飞行时间3000多小时。

为期4年的第一次世界大战使飞艇技术更加成熟，发展速度超过了以往的几十年。大战中，交战各国共建造了几百艘飞艇，德国建造的飞艇中有88艘为齐伯林式硬式飞艇。战争期间，随着地面防空武器射击高度的不断提高，对飞艇的飞行高度和速度都提出了新的要求，军方要求齐伯林设计制作气囊容积更大的、飞行高度更高的飞艇，齐伯林不断设计制作了新型号的飞艇，并创造出飞艇飞行高度的新纪录。可以说当时展开了地面防空武器和飞艇设计制作的一场竞赛。与此同时，飞机技术迅速发展，很快显示出了巨大的优越性，齐伯林的飞艇在战争中最终还是被击败了。

战后，飞艇在远程重载运输方面一度显示出重要的实用价值，当时的飞机在这方面是望尘莫及的。英国、美国、德国都生产过大型硬式飞艇。1936年，齐伯林公司制造的20万立方米的巨型飞艇，成为飞越大西洋定期航运的重要工具，可以承载50个人和10吨货物，航程1250千米。但是，同日益发展起来的活塞式运输机比较，飞艇速度低、机动性差、体积庞大，在大风中难以控制，故在激烈竞争中处于不利地位。1937年5月6日，世界上最大的飞艇，齐伯林公司的“兴登堡”号在跨洋飞行到达目的地时，发生起火，飞艇焚毁，造成36人死亡。从此，人类航空历史上的飞艇时代结束了。

20世纪70年代，飞艇技术又开始受到人们的青睐，一些国家正在研究现代化的新型飞艇。这主要原因是新型轻质、高强、不透气材料的出现和微电子技术的发展，为飞艇的现代化提供了条件;同时，这也是能源问题和环境问题的综合要求。飞艇燃料消耗低，大约只是飞机的1/5～1/15;飞艇飞行的噪声污染比喷气式飞机要小;它的载重量大;飞行速度又在火车和汽车之上。

目前，人们还热衷于小型飞艇，它可以乘载警察，以便在空中监视地面交通，可以吊装商业广告、空中摄影、电视转播大型体育比赛场面等等。

未来的飞艇会依赖它自身的特点和优势，在人类航空领域占有一席之地。