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浮空器技術 “南天門計劃”的冰山一角?
送交者: 一劍破天 2026年05月28日15:26:00 於 [軍事天地] 發送悄悄話

獨具優勢的浮空器

浮空器泛指比空氣輕的各類飛行器,而高空氣球和飛艇則是其中的代表。世界上第一隻大型熱氣球是在1783年6月由法國的蒙哥爾費兄弟發明的,從此以後人類便開始利用氣球進行探空活動,各種各樣的氣球相繼問世,到了20世紀初,氣球的飛行高度已達到2萬多米。飛機的出現曾經讓氣球一度被冷落,但後來又逐漸回歸。1947年9月,美國人用塑料薄膜製成了一個850立方米的氣球,載着30千克重的宇宙探測儀器,首次成功進行了宇宙線探測飛行,之後氣球作為運載工具被越來越廣泛地用於各種科學實驗。

飛艇則是氣球技術與操縱技術和推進技術的有機結合,一戰的爆發使飛艇技術完全成熟起來,在一戰中各國對飛艇的軍事應用也達到過高潮,但由於飛艇飛行速度慢,抗風能力差,再加上所填充的氫氣易燃的缺點,其地位逐漸被飛機所代替,1937年5月6日“興登堡”號飛艇失事後,飛艇逐漸被天空所遺忘了。

近幾十年,一些關鍵技術如蒙皮材料技術、氣球超壓技術等有了很大突破,各型浮空器的性能大為提高,已能在高空停留數月乃至一年,其巨大的軍用價值再次引起了各國的重視。

相比於傳統航空器,浮空器具有很多獨特的優點,以平流層飛艇為例:

首先和軍用飛機與衛星相比,平流層飛艇的生產成本相對低廉。高空長航時無人機的價格往往為上千萬美元,預警機和衛星的價格甚至達到了數億美元。相比之下,一個40米長的小型軟式飛艇的價格約為200萬美元。而且與軍用飛機相比,平流層飛艇的最大優勢是可以滯留於空中。飛機在空中的飛行時間通常以小時來計算,而飛艇則是以天甚至月來計算,這使得它能夠長時間持續工作。

其次與其他航空器相比,平流層飛艇相對安全。和一般人想象中的那些一戳就炸的氣球不同,飛艇的囊體內外壓差小,即便是受到炮火攻擊,內部填充的氦氣泄漏速度也比較慢,通常可以有充裕的時間返回基地或着陸,不會立刻導致災難性後果。而且平流層飛艇雖然個頭不小,但重量輕、結構疏鬆,可採用無金屬骨架的軟體結構,且需要的動力很小,因此飛艇的外部信號特徵,尤其是雷達截面積和紅外輻射強度都很容易採取措施以降低,一定程度上達到了隱身的效果。再加上目前的技術使得平流層飛艇能夠處於20千米以上,這樣的高度已超過了現在世界上大多數作戰飛機的攻擊高度和地空導彈的射高。

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浮空器在載荷選擇上更為靈活

同時在偵查和通信方面,平流層飛艇也是獨具優勢。就載荷能力而言,平流層飛艇可以設計得很大,一般長度均在150米以上,可以在氣囊中攜帶大型雷達天線,而此雷達天線的形狀和尺寸幾乎不受限制,另外還能容納巨型高分辨率光學望遠鏡和一系列其他遙感設備,以及目標追蹤器、通信設備、電子戰設備等。

執行偵查任務時,平流層飛艇站得高看得遠,在20千米以上高度飛行的平流層飛艇,其雷達對地面偵察覆蓋面積可達1200平方千米。而且平流層飛艇不但飛行速度比飛機慢,還能在目標地域上空懸停,在飛艇上安裝的雷達之類的傳感器能更容易探測到小型目標。相較於衛星,平流層飛艇的飛行高度低,從而能以更高的分辨率進行拍照攝像。

如果飛艇作為空中通信平台,平流層通信比地面無線電通信覆蓋面積大,電波不會受到地面建築物的干擾;與衛星通信相比,飛艇距離地面近,電波的往返距離短,能量損失小,傳播時間大大縮短;平流層通信對地面終端所需功率要求小,有利於終端設備實現便攜、手持和小型化。所以平流層飛艇可部分承擔衛星的功能,是未來太空衛星的有效替代和補充,又被稱為偽衛星。

另外平流層飛艇不需要固定的機場和跑道,具備垂直起降功能,只需要簡單的開闊地即可,適於部署在地形複雜的山嶺和海島地區,戰場適應能力強。

大國競逐的新賽道

鑑於浮空器的諸多優點及軍用價值,目前很多國家均展開了此類裝備的研製。

如20 世紀 90 年代後,美軍開始研發哨兵系列預警飛艇。1996年美陸、海軍開始實施搭載預警探測裝置的浮空器進行巡航導彈先進概念技術驗證(ACTD)試驗,並於1998年4月正式啟動搭載搜索、跟蹤雷達對巡航導彈進行預警、探測、跟蹤的“聯合對地攻擊巡航導彈防禦用網絡傳感器系統”(JLENS) 計劃,後續不斷加強對其的升級、改造,2014 年完成人員培訓和戰鬥部署。

而俄羅斯對於浮空器也是青睞有加。2024年12月2日有消息稱俄羅斯公司 Dolgoprudny 自動化設計局(DKBA)將與鮑曼莫斯科國立技術大學合作開發尖端的長持續時間平流層氣球平台。據悉,氣球將配備自動氣壓平衡系統,可調節氣球內部的壓力,根據外部溫度、壓力和高度的變化保持其形狀和高度。該項目的核心目標是開發一個體積容量高達5000立方米的系留氣球綜合體。該平台將配備供電系統和絞車,以便在高海拔地區安全高效地部署和操作。

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英國Airlander10飛艇

英國的飛艇技術在世界上也位於前列。在2016年8月17日,英國Hybrid Air Vehicles(混合空中飛艇公司,簡稱HAV)研製的全球最大飛行器Airlander10完成了它的首次試飛。Airlander10身長92米、寬44米、高26米,載重量達10噸,飛艇內部填充了130萬立方英尺的氦氣,能夠在空中手動航行連續5天時間,無人自動航行則可以連續兩周時間不間斷,適用於緊急救援、空中監管、旅行載客和物資運輸等應用場景。

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“祥雲”AS700飛艇

中國在浮空器領域同樣不落於人後。2015年10月,北京航空航天大學、北京南江空天科技股份有限公司共同完成了近空間飛艇“圓夢號”的較長時間留空飛行試驗,實現了可控飛行與完好回收,同時開展了近空間寬帶數據傳輸、語音圖像傳輸、對地觀測與空中態勢感知等初步應用試驗,標誌着中國在近空間飛艇研製領域邁入世界先進行列。2024年8月21日,由中國航空工業集團特飛所自主研製的“祥雲”AS700載人飛艇首次跨越湖北、湖南、廣西三省區,完成首次跨省區長途轉場飛行。資料顯示,“祥雲”AS700飛艇最高飛行高度為3100米,最大飛行速度可達100千米/時,通常飛行速度60~80千米/時。據介紹,飛艇有兩台發動機,一次加油700升可飛行700千米,最多可乘坐10人。

而根據此次的報道,印度DRDO於5月3日在中央邦謝奧布爾試驗場完成了平流層飛艇的首飛試驗,任務歷時62分鐘,飛行高度17千米,成功測試了氣囊壓力控制、緊急泄壓等關鍵系統。該飛艇由輕質複合材料氣囊、高效太陽能板及微型電子設備等組成,可在17~22千米的平流層高度飛行,能承受平流層極端低溫與低壓環境;採用自主發電太陽能電池板和輕質推進系統,具備在特定區域連續數周乃至數月留空能力。該飛艇基於DRDO在氣象氣球與系留氣球領域的技術積累,融合其導彈防禦項目紅外和傳感器系統成果,將彌補傳統預警機續航不足及衛星軌道固定的局限,有望徹底革新印度的情報、監視與偵察能力。據悉印度空軍目前重點關注該飛艇對邊境大面積區域的持久低成本監視能力:該飛艇通過搭載先進紅外傳感器和雷達系統,可從平流層高度清晰地監視低空巡航導彈、隱身戰機及無人機蜂群威脅,向地面攔截器和空中作戰平台實時傳輸目標數據,補充增強S-400防空系統、“阿卡什”導彈、“陣風”戰鬥機及其他未來高空偽衛星,為印度構建多層防空網絡。

航空艦隊或不再是幻想

筆者認為,未來浮空器可能發揮的作用將不止於以上。在2022年初,航空工業瀋陽所取得專利的機載內埋垂髮裝置設計被曝光,一同被公布還有該設計的專利申請資料。相關資料顯示,這個所謂機載內埋垂髮裝置很像是把戰艦上的垂髮系統給搬到了飛機上,用了2組並列布置,每組12聯裝的方案,按照沈飛所自己的說法,這種新垂髮可以裝填導彈,當飛機在傳統的前向攻擊能力外,還能擁有更多方向攻擊能力,提升了飛機在空戰當中的作戰效能。在筆者看來,一旦垂髮系統和浮空器相結合,那麼距離“航空戰艦”就不遠了。

其實在早年前,筆者就在自己的書中提到過以重型飛艇這類浮空器為基幹,打造航空艦隊的設想,當時或許有些天馬行空,但如今隨着浮空器技術的發展以及機載垂髮裝置的加持,科幻也是能夠成真的。

在具體設想中,航空艦隊可以仿照航母戰鬥群的編制:

如預警飛艇裝備有大功率預警雷達和相應電戰指揮設備,與數艘高空無人飛艇一併停留在高空,利用其占位高的優勢為艦隊提供預警指揮和電子支援,監視空情並為己方火力指示目標,充當艦隊的大腦和耳目,預警飛艇的反隱形能力尤其出眾,因為隱身飛機的隱形重點多放在鼻錐方向,其次考慮側面和尾部,至於頂部採取的隱身措施通常較少,從上方實施俯視探測,再加上居高臨下探測面積大,更易於發現隱身目標。

而戰鬥飛艇將裝備相控陣雷達、垂髮系統(裝填遠程對空導彈及對陸攻擊導彈等武器),主要擔任遠程防空反導和對地攻擊,充當艦隊的堅盾和長矛。

同時,由於無人機技術的不斷發展,相應的無人機“空中母機”已經誕生,土耳其的“阿納多盧”號更是已經成為了世界上第一艘無人機航母,因此在艦隊中肯定要有能夠運載並收放大量無人機執行各類作戰任務的母艦飛艇,在作戰中發揮部分航母的作用。

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美國曾計劃建造運載力為500噸的“海象”運輸飛艇

另外,運輸飛艇則可以在內部預留大塊空間用於容納貨物和人員,底部艙門設置起重機傳送帶等裝卸設備,背部加裝可容納垂直起降飛行器的甲板。其作用是運載登陸部隊和補給物資,既可直接降落裝卸,也可通過垂直起降飛行器實施垂直登陸或在空地和艇際間轉載。另外,也可以參照AC—130炮艇機模式,通過強化飛艇內部結構,使其能承受武器後坐力,同時安裝裝甲,火炮,機槍,投彈倉,電子對抗設備等。在取得制空權的情況下,利用其浮空能力和所載多種武器及巨額彈藥,將猛烈火力長時間像“鍋蓋”一樣扣在敵方陣地上,如“空中炮艦”般貼身支援地面部隊。此類飛艇也可以長期部署于敏感地區上空,執行鎮暴、平亂、維持治安等任務。而這些“大氣球”如果裝備完善的醫療設施,就可以成為空中醫院,在搶險救災中充當發糧發藥、救死扶傷的“愛心天使”。

出于謹慎考慮,每艘空中戰艦都應裝備一定數量的近防武器用於自衛,也可選擇搭載數架小型垂直起降飛行器用於艇際通勤(如以色列曾被曝研製過“飛騾”新概念垂直起降無人機,該無人機取消了傳統的旋翼,由升力風扇驅動,體積小,重量輕,操作靈活,可在建築物間穿梭)。

無疑,航空艦隊如果成真,那麼在軍事領域必將掀起新一輪的變革,屆時很多軍事理念都將改寫。

保衛人類文明的“空中要塞”

另外在筆者看來,浮空器在爭奪制天權方面也具有積極的意義,甚至會成為未來“太空戰艦”的雛形。

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浮空器可以把火箭等載荷帶上高空發射

一方面,浮空器在宇航發射領域的潛力是不可忽視的。在各種發射運載火箭的方式中,使用空中平台將火箭“提”到高空再發射已經不是什麼新聞了。而相比於飛機,氣球、飛艇等能達到更高的高度。研究表明,在空氣稀薄甚至沒有大氣環境的高空發射火箭,可以有效降低空氣阻力和重力損失,而且能讓發動機噴管能在最優條件下工作,所以能夠將載荷入軌所需的速度增量降低8%。此外,高空的低溫環境發也降低了對火箭的防熱系統的要求,從而能夠簡化防熱系統,實現火箭結構質量的優化。因此浮空器可以作為各種運載火箭、彈道導彈、高超飛行器的發射平台,為相關方增加進入太空的路徑。

另一方面,在反導反高超作戰領域,浮空器通過搭載先進的雷達和探測設備,能夠實現對來襲導彈或高超飛行器的超視距探測,為防禦系統提供更多的預警時間。與相比傳統的地面雷達和衛星相比,浮空器具有更高的靈活性和適應性,能夠針對特定區域進行重點布防,有效彌補地面雷達和衛星探測盲區。同時,浮空器還可以搭載攔截導彈或定向能武器,對來襲敵方導彈或者臨空的低軌衛星實施直接攔截。由於浮空器位於高空,其攔截導彈的發射路徑更短,能量損失更小,有利於提高攔截成功率。由此不難想象,未來航空艦隊如果變為現實,那麼即使是面對外星侵略者也是有一搏之力的,這或許就是“南天門計劃”真相的一部分吧。

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