| 飛艇,正在捲土重來! |
| 送交者: 一劍破天 2025年01月23日20:04:35 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
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飛機,真的是一種非常奇怪的運輸工具。 在燃燒了大量的燃料之後——約占全球總碳排放的2.5%——只是為了將自己留在空中。欸,難道留在空中就沒有別的更省的辦法嗎? 當然有啊,那就是飛艇。今天我們就聊飛艇,但不是過去的飛艇,而是未來的飛艇。 朋友們肯定會說,飛艇,不是一個過時的技術嗎。我要麼只在黑白電影裡見過它,要麼就只見過塗在它身上的廣告,它會是交通運輸的未來?別懷疑,還真有。 因為傳統的交通運輸方式,在當今的環境之下,面臨的壓力越來越大了。我們先來看看目前最主流的幾種交通運輸方式各有哪些優缺點:飛機,也就是空運,速度快,但它會耗費大量的燃油,產生大量的碳排放,而且運輸成本昂貴,尤其是大規模貨物運輸時效率不高。 船隻,也就是海運,它非常適合大量貨物的長途運輸,成本較低,但速度較慢,通常需要數周才能跨洋運輸。鐵路和卡車,也就是陸運,它們通過地面運輸提供了不錯的速度和靈活性,但它們需要完善的基礎設施,例如道路、鐵路等,這些都花費昂貴而且也限制了其在偏遠地區的應用。 而當下全球的主基調是什麼,是節能減排、是降本增效,是對低成本、長續航和大容量的不斷渴求對不對,飛艇恰好就填補了這些空白。它憑藉其依賴輕質氣體升空的特性,幾乎不需要依靠大量燃料,相比飛機減少了約90%的碳排放。這種環保優勢自然就使其成為各大物流公司和環保倡導者的關注焦點。它比船快,也比飛機便宜,可以以極大的成本和速度優勢跨洋運輸,尤其適合需要節省成本但不太追求時效的貨物運輸,這就使得它在許多行業,如電子產品和快速消費品中具備了競爭力。而對於那些缺乏基礎設施,難以通過地面交通到達的地方,飛艇的“浮游能力”使其成為一種理想選擇。它可以跨越山脈、森林、沙漠,甚至可以直接在水面上着陸,省下了很多基礎建設的費用。 這麼一盤算,是不是覺得飛艇又香了。其實過去,飛艇沒能在大規模商業應用中出現,的確是有很多自身的問題的,但現代科技在多個領域的進步卻讓飛艇煥發了新的生命力。 比方說大型化與結構的優化。飛艇的設計與普通飛機不同,升力主要依賴於氣體的浮力。更大體積的飛艇能夠容納更多輕氣體,如氫氣或氦氣,這意味着它們可以攜帶更大的貨物。隨着飛艇尺寸增大,升力與體積的立方成正比,而阻力僅與表面積的平方成正比。這種“立方平方優勢”意味着越大的飛艇,單位能耗越低,效率越高。 而通過現代材料科學的發展,飛艇的結構重量也進一步得到優化,使其能承載更多的貨物,而自重卻更輕。現代飛艇通常使用氦氣或氫氣作為浮力源,結合太陽能電池板等清潔能源技術,能夠大大降低其在飛行中的能耗。這使得飛艇成為一種綠色、低排放的運輸工具,特別適合需要長時間懸浮的任務,如環境監測和氣象研究。 過去的飛艇容易受風力影響,尤其是在低速或近地操作時難以保持穩定。如今,飛艇配備了多方向的螺旋槳和計算機控制系統,能夠更好地應對風力變化,保持穩定飛行。通過實時數據反饋,飛艇可以進行精確的飛行調整,保證其在任何情況下的飛行安全。 已經有不少公司迫不及待的開始嘗試了。英國的 Hybrid Air Vehicles 公司正在開發一款名為 Airlander 10 的飛艇。這艘飛艇的造型非常獨特,以至於有人開玩笑的將其稱為“飛行的屁股”,當然,這個造型不是為了仿生而仿生,而是為了更好的利用空氣動力學。 它可以通過這樣的外形產生高達一半的升力,於是將飛艇與飛機的優點融合在了一起,非常符合Hybird的設計理念。Airlander 10 的吊艙也是模塊化設計的,既可以運貨也可以運人,而且是非常豪華的運人——計劃中的首次旅行不晚於2026年......如果看視頻的你恰好是個土豪的話,算我給你提個醒,得趕緊搶票去了,價格也不貴,一個標準間也就20萬美元。 但你怎麼能只訂個標間呢,好歹也得再搭個豪華套間嘛,標間我來住,算是替大家體驗一把。 當然也不是所有公司都把目光集中在豪華旅遊上,也有想着干正事的,比如法國的Flying Whales,它們計劃用飛艇來運輸木材。法國擁有豐富的自然資源,就比如木材。 但是,他們的許多森林都不通公路,所以即便是砍伐了,他們實際上一根也拿不到。那怎麼辦呢,Flying Whales 就正在研發一艘200米長,載貨量達60噸的飛艇,專門在這些偏遠森林的上空盤旋,吊起木頭、裝進貨艙、運往文明世界,變成木材。法國政府恨不得這些飛艇明天就起飛,所以大力資助了這家公司。 但是,不管是 Airlander 還是 Flying Whales,想要起飛真的會一帆風順嗎?沒那麼簡單,它將面臨許多技術上和觀念上的挑戰。 比方說那60噸的載貨,你想過沒有,當飛艇卸載這60噸的貨物後,不就意味着它馬上就輕了60噸嗎。那原本提供了這額外60噸浮力的輕質氣體就會帶着飛艇快速上升,使其難以控制呀。這個問題,是目前飛艇技術遇到的一個重要瓶頸。突破瓶頸的方式有幾個,但還需要繼續等待。最簡單的方法是通過排放輕質氣體來降低升力。但這個方法的問題是,大多數現代飛艇都使用氦氣。為了抵消大約60噸的重量,你需要釋放大約54000立方米的氦氣。這麼多氦氣值多少錢?大約幾十萬美元——因為氦氣十分稀缺。所以,放氣並不是一個實際可行的選擇。 那改用螺旋槳來讓飛艇降落呢?哎呀,這樣又會消耗大量的燃料,既然這樣我幹嘛一開始用飛艇呢,直接用直升機不就好了嗎。所以真正的可行方案是壓縮——當輕質氣體處於氣態時,它的密度小於空氣於是會上升;而當它被壓縮時,它的密度則會大於空氣,於是開始下降。所以通過壓縮輕質氣體,就能很好的控制飛艇的浮力。可這也不簡單,還記得我們在談論的是一艘數百米長的大傢伙嗎。 它裡面裝着的,是非常非常多的輕質氣體,所以你需要一台性能極其強大的壓縮機,它必須要在短時間內壓縮大量氣體才行。可惜的是,這樣的壓縮機還沒有被研發出來。所以短期方案是:壓載物。即用一個重量來替代另一個重量,比方說咱們想運輸60噸的木材,那好,在出發之前,先裝上60噸的水,到了取貨地,一邊倒水一邊裝貨,貨裝完水也倒完了,就正好替換了這60噸的載荷。簡單粗暴但是有效,也算是一種古老的智慧吧。 當然,輕質氣體的選擇也是個問題。雖然氫氣具有更高的升力和更低的成本,但它的易燃性仍然讓許多人心有餘悸。興登堡號的災難給人們留下了深刻的負面印象。即使現代技術使得氫氣使用更加安全,公眾對於氫氣飛艇的接受度仍然較低。氦氣雖然安全,但成本高且供應稀缺,這也是目前限制飛艇大規模商業應用的一個關鍵問題。還有大型飛艇的製造與基礎設施問題, 建造一艘數百米長的飛艇需要極其龐大的製造空間,現有的製造機庫甚至無法容納如此巨大的飛艇。如何建造、維護這些龐然大物,是現代飛艇製造商面臨的另一個巨大挑戰。此外,填充如此大體積的輕質氣體也需要特殊的設施和嚴格的安全措施。 或許,飛艇的回歸不會像想象中來的那麼快。但是頂着巨大的環保壓力和巨額的利潤誘惑,它幾乎一定是會回來的。未來,或許我們真的會如科幻中的場景一樣,在天空中看到這些“空中鯨魚”再次游弋,成為全球運輸網絡中的一環,為更加環保、高效的未來貢獻力量。 |
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