飞艇,正在卷土重来!

360影视 2025-01-15 21:04 1

摘要:因为传统的交通运输方式,在当今的环境之下,面临的压力越来越大了。我们先来看看目前最主流的几种交通运输方式各有哪些优缺点:飞机,也就是空运,速度快,但它会耗费大量的燃油,产生大量的碳排放,而且运输成本昂贵,尤其是大规模货物运输时效率不高。

飞机,真的是一种非常奇怪的运输工具。

在燃烧了大量的燃料之后——约占全球总碳排放的2.5%——只是为了将自己留在空中。欸,难道留在空中就没有别的更省的办法吗?

当然有啊,那就是飞艇。今天我们就聊飞艇,但不是过去的飞艇,而是未来的飞艇。

朋友们肯定会说,飞艇,不是一个过时的技术吗。我要么只在黑白电影里见过它,要么就只见过涂在它身上的广告,它会是交通运输的未来?别怀疑,还真有。

因为传统的交通运输方式,在当今的环境之下,面临的压力越来越大了。我们先来看看目前最主流的几种交通运输方式各有哪些优缺点:飞机,也就是空运,速度快,但它会耗费大量的燃油,产生大量的碳排放,而且运输成本昂贵,尤其是大规模货物运输时效率不高。

船只,也就是海运,它非常适合大量货物的长途运输,成本较低,但速度较慢,通常需要数周才能跨洋运输。铁路和卡车,也就是陆运,它们通过地面运输提供了不错的速度和灵活性,但它们需要完善的基础设施,例如道路、铁路等,这些都花费昂贵而且也限制了其在偏远地区的应用。

而当下全球的主基调是什么,是节能减排、是降本增效,是对低成本、长续航和大容量的不断渴求对不对,飞艇恰好就填补了这些空白。它凭借其依赖轻质气体升空的特性,几乎不需要依靠大量燃料,相比飞机减少了约90%的碳排放。这种环保优势自然就使其成为各大物流公司和环保倡导者的关注焦点。它比船快,也比飞机便宜,可以以极大的成本和速度优势跨洋运输,尤其适合需要节省成本但不太追求时效的货物运输,这就使得它在许多行业,如电子产品和快速消费品中具备了竞争力。而对于那些缺乏基础设施,难以通过地面交通到达的地方,飞艇的“浮游能力”使其成为一种理想选择。它可以跨越山脉、森林、沙漠,甚至可以直接在水面上着陆,省下了很多基础建设的费用。

这么一盘算,是不是觉得飞艇又香了。其实过去,飞艇没能在大规模商业应用中出现,的确是有很多自身的问题的,但现代科技在多个领域的进步却让飞艇焕发了新的生命力。

比方说大型化与结构的优化。飞艇的设计与普通飞机不同,升力主要依赖于气体的浮力。更大体积的飞艇能够容纳更多轻气体,如氢气或氦气,这意味着它们可以携带更大的货物。随着飞艇尺寸增大,升力与体积的立方成正比,而阻力仅与表面积的平方成正比。这种“立方平方优势”意味着越大的飞艇,单位能耗越低,效率越高。

而通过现代材料科学的发展,飞艇的结构重量也进一步得到优化,使其能承载更多的货物,而自重却更轻。现代飞艇通常使用氦气或氢气作为浮力源,结合太阳能电池板等清洁能源技术,能够大大降低其在飞行中的能耗。这使得飞艇成为一种绿色、低排放的运输工具,特别适合需要长时间悬浮的任务,如环境监测和气象研究。 过去的飞艇容易受风力影响,尤其是在低速或近地操作时难以保持稳定。如今,飞艇配备了多方向的螺旋桨和计算机控制系统,能够更好地应对风力变化,保持稳定飞行。通过实时数据反馈,飞艇可以进行精确的飞行调整,保证其在任何情况下的飞行安全。

已经有不少公司迫不及待的开始尝试了。英国的 Hybrid Air Vehicles 公司正在开发一款名为 Airlander 10 的飞艇。这艘飞艇的造型非常独特,以至于有人开玩笑的将其称为“飞行的屁股”,当然,这个造型不是为了仿生而仿生,而是为了更好的利用空气动力学。

它可以通过这样的外形产生高达一半的升力,于是将飞艇与飞机的优点融合在了一起,非常符合Hybird的设计理念。Airlander 10 的吊舱也是模块化设计的,既可以运货也可以运人,而且是非常豪华的运人——计划中的首次旅行不晚于2026年......如果看视频的你恰好是个土豪的话,算我给你提个醒,得赶紧抢票去了,价格也不贵,一个标准间也就20万美元。

但你怎么能只订个标间呢,好歹也得再搭个豪华套间嘛,标间我来住,算是替大家体验一把。

当然也不是所有公司都把目光集中在豪华旅游上,也有想着干正事的,比如法国的Flying Whales,它们计划用飞艇来运输木材。法国拥有丰富的自然资源,就比如木材。

但是,他们的许多森林都不通公路,所以即便是砍伐了,他们实际上一根也拿不到。那怎么办呢,Flying Whales 就正在研发一艘200米长,载货量达60吨的飞艇,专门在这些偏远森林的上空盘旋,吊起木头、装进货舱、运往文明世界,变成木材。法国政府恨不得这些飞艇明天就起飞,所以大力资助了这家公司。

但是,不管是 Airlander 还是 Flying Whales,想要起飞真的会一帆风顺吗?没那么简单,它将面临许多技术上和观念上的挑战。

比方说那60吨的载货,你想过没有,当飞艇卸载这60吨的货物后,不就意味着它马上就轻了60吨吗。那原本提供了这额外60吨浮力的轻质气体就会带着飞艇快速上升,使其难以控制呀。这个问题,是目前飞艇技术遇到的一个重要瓶颈。突破瓶颈的方式有几个,但还需要继续等待。最简单的方法是通过排放轻质气体来降低升力。但这个方法的问题是,大多数现代飞艇都使用氦气。为了抵消大约60吨的重量,你需要释放大约54000立方米的氦气。这么多氦气值多少钱?大约几十万美元——因为氦气十分稀缺。所以,放气并不是一个实际可行的选择。

那改用螺旋桨来让飞艇降落呢?哎呀,这样又会消耗大量的燃料,既然这样我干嘛一开始用飞艇呢,直接用直升机不就好了吗。所以真正的可行方案是压缩——当轻质气体处于气态时,它的密度小于空气于是会上升;而当它被压缩时,它的密度则会大于空气,于是开始下降。所以通过压缩轻质气体,就能很好的控制飞艇的浮力。可这也不简单,还记得我们在谈论的是一艘数百米长的大家伙吗。

它里面装着的,是非常非常多的轻质气体,所以你需要一台性能极其强大的压缩机,它必须要在短时间内压缩大量气体才行。可惜的是,这样的压缩机还没有被研发出来。所以短期方案是:压载物。即用一个重量来替代另一个重量,比方说咱们想运输60吨的木材,那好,在出发之前,先装上60吨的水,到了取货地,一边倒水一边装货,货装完水也倒完了,就正好替换了这60吨的载荷。简单粗暴但是有效,也算是一种古老的智慧吧。

当然,轻质气体的选择也是个问题。虽然氢气具有更高的升力和更低的成本,但它的易燃性仍然让许多人心有余悸。兴登堡号的灾难给人们留下了深刻的负面印象。即使现代技术使得氢气使用更加安全,公众对于氢气飞艇的接受度仍然较低。氦气虽然安全,但成本高且供应稀缺,这也是目前限制飞艇大规模商业应用的一个关键问题。还有大型飞艇的制造与基础设施问题, 建造一艘数百米长的飞艇需要极其庞大的制造空间,现有的制造机库甚至无法容纳如此巨大的飞艇。如何建造、维护这些庞然大物,是现代飞艇制造商面临的另一个巨大挑战。此外,填充如此大体积的轻质气体也需要特殊的设施和严格的安全措施。

或许,飞艇的回归不会像想象中来的那么快。但是顶着巨大的环保压力和巨额的利润诱惑,它几乎一定是会回来的。未来,或许我们真的会如科幻中的场景一样,在天空中看到这些“空中鲸鱼”再次游弋,成为全球运输网络中的一环,为更加环保、高效的未来贡献力量。

来源:科学火箭叔

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