飞艇是否该发展

目前飞艇已成为我国航空作战平台上的另一选择。它的作用主要有电子战、侦察、预警、指挥监控、运输、攻击等方面。下面就谈谈这方面内容。在二战初期，飞艇开始用于侦察、炮火定位、海岸巡视等方面，但战后被飞速发展的飞机所淘汰。飞艇节能、无污染、不需跑道、造价低、维修方便等优势在当时为何不被认可？为何今天各国又想起了飞艇？

王玉山：主要是其安全性。“兴登堡”号及之后的几次事故使得飞艇大幅度降温，长时间低迷，因为当时氦气还未工业化，只能用氢气。20世纪中期以后特别是70年代以后天然气大量开采，其一种伴生物就是氦气，于是氦气可以进入工业化生产。飞艇应用了几十年后，制造工艺如流线型、废阻减小、氦气纯度等都提高了很多。另外其很多功能别人代替不了。对飞艇首先认识到的是经济性。飞机造价越来越高，军费难以承受。飞艇建造费很低，美国“哈维”侦察飞艇售价才50万美元。其耗能也小。高空飞艇可用太阳能电池，中低空飞艇可用燃料电池，对燃料的消耗少很多。另外其留空时间长，所以经济性突出。留空时间长还给其带来了作战优势。

传统上，电子战飞机一直是主要的电子侦察手段。比如1967年6月5日，以色列经过密集的电子侦察后，对苏伊士运河地区23个防空雷达站进行电子压制，因而在2小时内摧毁埃及空军机场上320架飞机中的300架。这种侦察要靠电子侦察机飞临别国边境，或沿边境往返飞行，或作矩形航线飞行，才能侦察清楚。但受续航时间拖累，几个小时就得收工。如果用飞艇去干这事就方便很多。一是飞艇可以飞得很高，二是速度可以调得很小，甚至可在空中悬浮而无需更多动力，留空时间就可以很长，这就能得到昼夜间的全部信息，也就用不着往返飞行或作矩形航线飞行。此外，飞艇的艇身比飞机要大，上面装备的各种频谱的电子设备就可以间距更远一些，使自身干扰更小。而且飞艇需要的场地很小，远低于飞机跑道的要求。还有一点是飞艇载重大，可载更多的设备和人员，处理信息量更大更及时，人员还可轮换。

飞艇没有躲闪能力，如何对付导弹及地面轻型防空火力威胁？

王：对付导弹和敌机主要靠主动干扰，飞艇的前后都可带干扰机。对地面轻武器主要靠高度来避开。飞艇与飞机的作战空域不同。预警飞艇主要在临近空间（简称近空间）工作，这是20千米到100千米高度的空间，其空气密度是地面的7%，压强是地面的5.5%。航空器进入不了此空间。但卫星、航天飞机等又高过了此空间，所以其间最适合的平台就是飞艇。美国是最热衷于这种飞艇的，主要用于国土防空。这个高度的飞艇比较安全，在临战前、战斗中和战后的侦察中都处于明显优势。它可长时间随时获得敌电子参数的情况，以便确定敌部署情况。

从预警看，飞艇是否应只装雷达波发送设备，而将接收设备装在别的飞艇上或地面上，这样利于探测隐身飞机。

王：一般还是发送设备和接收设备都装。接收设备设置在别处也不容易能正好接收到隐身飞机的反射信号。

从运输角度看，飞艇的优势是经济性，一些计算结果表明用飞艇运送1吨货物的费用，比飞机省68%，比直升机省94%，比火车省50%。但是其速度慢，如何看？

王：飞艇速度确实较慢，一般就在100千米/小时上下，目前我们国内已经生产的飞艇是长40米左右、约2 000立方米的软式飞艇，航速每小时也就80千米。在这个领域，我们与国外的差距不像飞机领域那样大。飞艇有两点优势是飞机代替不了的。一是承载力大。一些武器如激光、粒子束、频谱武器，它们的发生器都很笨重，飞机一般承受不了，但装在飞艇上就没难度，当然具体一些技术如瞄准问题还需解决。第二就是能门到门的吊送到位。

郭允良：这确实是它的绝活。比如神6的运载火箭发动机，用铁路运超宽，现有飞机中只能用A380分两次运送，一次就150万欧元。而且还不知道当地的机场能否起降A380。如果用上百米长的飞艇，一次就能门到门的运到。

王：飞艇的安全性也好。目前未发现有人驾驶飞艇出事故。飞艇内外压差很小，因为若压差太大对织物材料强度要求太高，所以飞艇一般都是充起形来即可。这样，即使氦气泄漏也泄漏得较慢。即使艇囊被剐有一定撕拉，也能继续飞行，起码能留出充分的处理落地的高度和时间。有的飞艇艇囊是类似救生服的网格状单元体，只会造成局部泄漏，安全性更好，当然重量会增大一些。

对于飞艇的速度低，确实会带来一些弊病。比如要升高到20千米处的近空间，在北半球会遇到西风带。西风带是地球自转带来的，在12～18千米高度层无时无刻不存在，风速在60～70米/秒，远超过12级风力。飞艇要穿过这个西风带，其100千米/小时的速度只相当于28米/秒。比如从北京起飞，即使往西抵抗西风带飞行，到达预定高度后也可能已到天津方向了。但是到了18千米高度以上，西风带就没有了，此时风力才5米/秒，所以飞艇在努力达到此高度以后才能开始往其预定方向飞行。其它航空器速度快，遇不到这问题。

是否所有飞艇都工作在此高度？

王：战略型的电子战、侦察、预警、指挥监控类型的飞艇需要到此高度，战术型飞艇不需要。运输类型的飞艇则完全不需要，3 000米以下即可。因为随高度增加，空气密度减小，浮力减小，载重就减小，所以运输类飞艇不能太高。

郭：大体上的概念，1立方米的氦气可以有1千克的载重（这是指在低空，随着高度增加，这个载重比率会减小），所以很适合战略空运的需要。高空飞艇、中低空飞艇一般都是软式飞艇。因为它们不需要载重太大。软式结构轻，但像美国设想搞的那种巨无霸级别的飞艇必须用硬式结构。

飞艇一般用什么材料制造？很多飞艇有副艇囊是什么意思？

鸿钧：多数软式飞艇的艇囊是用涂有涂料的织物和薄膜夹层材料制成的。一般飞艇下部还胶接有内部或外部副气囊，是装压缩空气的。副气囊中的空气与艇囊中的氦气是隔绝的，有软管和阀门与外部空气连通。飞行中可以改变副气囊空气量来补偿艇囊体积变化，保持恒定压力。副气囊有空气泵，如遇艇囊出现氦气泄漏时，可及时向副气囊充空气，直到艇囊保持原有形状。

副气囊可以外置和内置。外置方案维护容易，容易更换，但增加了重量。而且当飞艇出现复杂运动时，难以控制隔开的副气囊的随动位置。另外，这种方案使艇囊的充氦气空间内部表面积有所增加，使用中可能增加氦气泄漏几率。

内置的副气囊一般紧靠在艇囊内表面的下表面。因为空气密度比氦气大得多，所以副气囊里的空气总是流向最低点，就像水和油的混合一样。设计时必须考虑这种效应的后果。当飞艇作俯冲时，副气囊的空气如果向前流向最低点，则浮升气体就会朝后运动来填补空位，这样飞艇浮升力中心就会向后移动。如果不将副气囊的晃动限制住，会严重影响飞行员纠正飞艇姿态的能力，而使俯冲姿态越来越陡。

郭：副气囊在艇囊的下面也有利，因为对敌方炮弹攻击造成氦气泄漏的可能最小。

副气囊一般为多大合适？

鸿：这要看飞行的最大高度和大气环境温度。一般说其最大容量约占艇囊总体积的25%～40%。副气囊和艇囊都应保证在充满气时稍有一点松瘪，以减小蒙皮织物承受的压力。

飞艇的形状是否可为任意椭球体？是否有最理想的构型？

郭：圆球形状的艇囊具有最佳的静升力效率，如做不到也应采用圆弧面，以使表面应力最小。在相同体积下，常规流线型比其它一些像扁豆形等设计要好。

飞艇在地面休整时如何保证其不升空？是否采用放气的方法？

郭：一个近40米长、2 000立方米的飞艇充一次氦气就得10万人民币，放了太浪费。另外艇内氦气与外部大气压差不大，即便放也太慢。一般用系留的方法，比如将艇首的系留环系在系留塔上，允许其自由漂浮及转动，这样可减小艇囊受力。大型飞艇在地面还有滑行轨道，系留状态时让其转动。但风力在7级以上时就要进艇库，这样还可防冰雹和霜冻。

运输型飞艇如何装载部队？完全靠外部附加舱室么？附加舱室要增大，艇体体积也应增大，这样其成本就上去了。

郭：运输一般靠外部吊舱。由于速度低，所以吊舱的空气阻力不是主要矛盾。如果载重增加1吨，艇的体积大致得增加1 000立方米。所以即使装很大载重的吊舱，艇体体积也会远大于吊舱体积。两者不是成正比。但艇囊体积的增大与成本的增大不是线性关系。飞机等航空器随载重增加而导致的体积增加主要是结构和燃油等，而飞艇是空涨着的。当然飞艇体积大到一定程度也会导致成本的拐点出现，但它毕竟比飞机的成本对重量的敏感度要低太多。

运载用吊舱，发动机也用吊舱，它们是否分开设置？

鸿：对软式飞艇来说，一般是单个吊舱。过去的硬式飞艇一直采用分开设置，这利于把载荷分散到艇囊的下表面。分开的吊舱还能使发动机的噪声和振动与乘客区隔开，推进器和着陆装置也会有较大的布局空间。

从飞艇的飞行角度说，把许多系统放到一个吊舱中最方便，从结构与阻力方面考虑也最有效，但是悬挂质量集中易造成艇囊变形。对于进行长时间飞行的飞艇，还要对各发动机吊舱予置飞行中的维修口，以便及时处理情况。

尾翼在艇体上的位置如何确定？

鸿：尾翼越靠后，力臂越大，翼面就可小一些。但越靠后艇体直径越小，前面钝形艇体产生的不良气流会在尾翼引起很厚的紊流附面层，又需要大面积的大展弦翼面来克服这种影响。此外，越靠后艇体直径越小，影响到它支撑尾翼的能力，需要较大的尾翼连接面积、连接头和尽可能加强的艇尾，以分散它们的载荷。

还有一点，尾翼越靠后，超重尾翼将越有效，需要艇首有较大的配重来平衡。

飞艇上操纵翼面的效率是否像飞机那样高？

鸿：尾翼的可操纵面积一般约占总面积的25%。操纵翼面应能在约25°角范围活动，但在约30°位置上有限动块以防失控。另外还有锁止机构，当飞艇在地面系留时防止叶面运动。

飞艇尾部一般用钢索操纵系统，很便宜而且简单。但由于飞艇的挠性和长度因素，有时会操纵失效。飞艇的操纵载荷有时会很高，并往往与大的操纵运动耦合，对飞行员会造成很大的工作负荷。特别是在紊流时，会严重降低飞行员的体力。目前飞艇采用的遥控技术能保证飞行员发出的翼面运动度数信号可靠地作用在操纵翼面上。

飞艇艇首是否与艇囊材料一致？在顶强风前进时能否不变形？

郭：对软式飞艇来说，一方面是材料加强，一方面是结构加强。加强构件就像轮辐一样从艇首中心毂连接件向外辐射，沿艇囊延伸足够远，使其能支持载荷。一般这种艇首结构件占艇囊全长的8%左右。另外，在飞艇地面系留时，飞艇可能发生意外的不可控运动，所以还设有强度高的艇首帽，防止艇首与系留装置撞击时艇囊表面被刺穿。艇首帽大约为艇囊直径的10%～15%，还可用于装载飞艇附加压舱物或附属物等。

飞艇是否需要起落架？

郭：大多数飞艇只有一个起落架。早期飞艇用的是空气袋，在与地面接触时提供缓冲，还能使飞艇在水上稳定漂浮。

实际上，“着陆”对飞艇来说不是适合的术语。因为飞艇在离地很近时实质上仍保持着在空气中的漂浮，从来不是真正的着陆。飞艇的起落架称作缓冲器可能更恰当。对于需要附加气动升力升空的重型飞艇，在起飞和着陆时需要多轮起落架以减小地面阻力，如果再不具备转向推进器，起飞就需要在地面短距滑跑，以使它向上倾斜的艇囊和尾翼翼面上产生气动升力。此外，还有一种方式是用起落架当“弹簧”，弹跳地离开地面。但对大型飞艇来说，这种方法需要大量地面勤务人员协助。在着陆时为防止飞艇又被弹离地面，还要有反冲阻尼器。而且起落架反冲的速率必须与飞艇的弹跳模式频率协调，否则在返回地面时，其吸振器可能还处于压缩状态。

鸿：因为飞艇很大，操纵性差，所以在地面移动和起飞落地时都要使飞艇对正迎风方向，不能侧风起飞。一般说，飞艇的起落架应能实现360°自由转动，以便飞艇调整方向。飞艇着陆落地过程中往往带有坡度，地面风大时也会产生坡度，这时起落架多反而对艇的安全不利。带坡度落地，严重时会折断起落架，造成危险。这就是为什么一般软式飞艇只有一个起落架。

飞艇对发动机、推进器和能源一般都有什么要求？

郭：中低空软式飞艇一般用活塞式螺旋桨发动机或燃气涡轮螺旋桨发动机。这两种发动机耗油都较低，适于低速飞行。近空间空气稀薄，比如运8上用的涡桨-6发动机必须得40千克/秒的进气量才能工作，所以在近空间工作的飞艇不能用一般的发动机，只能用太阳能和燃料电池。大型战略运输用的飞艇可以用燃气涡轮螺旋桨或喷气发动机。

鸿：早期飞艇的推进器一般只承担飞艇推进作用。现在的飞艇对动力要求较高，比如需要发动机发电和提供液压动力，风扇向副气囊充气，操纵翼面的作动器，座舱空调，以及为不同任务的雷达、绞车提供动力等。从安全出发，还要求具有多台发动机，一台失效后余下的仍能以较大功率值运转，或能及时起动备用发动机。但携带备用发动机必然减少载荷。有一些飞艇采用的方法是，在艇体尾部装航空涡轮螺旋桨发动机，它只在飞艇高速冲刺或紧急状态时使用。与活塞式发动机相比，涡轮螺旋桨发动机重量轻，但耗油率相对高些。执行长续航时间任务的飞艇，选择活塞式是合适的，但对于短距离运输的飞艇来说，往往需要较高的飞行速度，续航时间也不长，可以选择航空燃气涡轮发动机。

为了让飞艇在上升时能急剧爬升，在下降时有更好的进场性能，在低速时能有较好的机动性，有的飞艇的推进器能很快旋转几十度。

推进器是否可随意设计在艇首、尾、中部？

鸿：硬式或半硬式飞艇安装动力系统有一定选择余地。螺旋桨装在艇尾有两点好处。首先可吸走沿艇体产生的附面层，使飞艇前进所需的功率减小。另外螺旋桨会产生绕艇体的流动气流，加速附面层流动，减少了艇囊表面的气流分离，进而减少了艇体的型体阻力。虽然为此会增加飞艇的复杂性、重量和惯性矩，但仍值得考虑。还有的方案是在艇首和艇尾都装推进器。这些推进器都能转向，提供俯仰或偏航力矩。

飞艇的螺旋桨，有的是带涵道的，有的是不带涵道的，有何区别？

鸿：在飞艇低速飞行条件下涵道螺旋桨更好。相同马力下，涵道风扇的推力比螺旋桨要大，但飞行速度越高，这个优点越不明显。涵道螺旋桨工作噪声也较低，但成本和重量及涵道结构阻力增大是其缺点。

飞艇是用航空煤油么？

鸿：一般航空活塞式发动机可用轻柴油，航空涡轮发动机用航空煤油。对飞艇来讲，氢气燃料也是方向之一，因为它热值突出，但与一般航空油箱比，氢气容器重量体积很大，费用昂贵得多。如果能找到安全存储方法还是很好的。

飞艇在悬停执行任务时若突遇阵风怎办？是用发动机反推来抗衡么？

郭：12千米以下的高度，风力是随天气随时变化的。在这段空域，飞艇比其它航空器要敏感，要随时关注天气情况，太恶劣时就不能放飞。上去以后要随时收集分析气象信息，所以飞艇的驾驶员最好具备气象员的水平。

预警飞艇面临的威胁之一是反辐射导弹。飞艇上能否装小型火箭，情况紧急时将雷达关机，然后靠火箭反推迅速移出反辐射导弹的记忆位置？

王：不用火箭。它自身的发动机就能转向。对付反辐射导弹一般靠反导导弹。

飞艇和高空系留气球哪种更适合作为预警平台？

王：系留气球升不到很高。缆绳若长达12千米，本身重量将很大，强度还要很高，没法做到。目前最高的系留气球也就3 000米。非系留的高空气球多利用西风带随波逐流，而飞艇是完全可控的。

飞艇是否只能预警？如兼指挥职能，其人员生活设施能否适应相应的天数？

王：完全可以做到。它的吊舱完全可保证上面的人员生活一周甚至一个月，现在正研究更长的工作天数。

飞艇一般要建造百米以上级别的才有作战价值，而且关键是上面要装众多人员设备，这样其是否还有成本优势？

王：比如说45米级别、4～6人的侦察型飞艇，从研制到样机出来，人民币要3 000万。这方面美国也在起步阶段，国内外差距不大。比起战斗机，飞艇的制造难度、研制周期短些，投资规模低很多，我们在这方面能实现跨越式发展，但如再耽误十年就又被抛远了。

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