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中国应大力发展大型飞艇救灾有大优势

发布日期：2008-06-13
中国应大力发展大型飞艇救灾有大优势
图文并茂再论飞艇在救灾中的优势
前段时间（5月25日）我发表了一篇“论飞艇在抗震救灾中的作用”的文章，引起了大家的热烈讨论和关注，其中有支持的意见也有反对的意见。而不支持该文论点的朋友们的意见，主要集中在以下几点：
1．认为飞艇体积庞大，不适合在山区使用，随时有撞山的危险，不但不能救人，连自身安全都难以保证；
2．认为飞艇抗风能力极差，不能在如汶川这样的地形上以及这样的气候条件下使用；
3．认为飞艇的升限根本不能满足要求，即在海拔3000米的高度上已近极限，无法靠近像汶川这样的区域；
4．认为飞艇速度太慢，无法承担像应急救援之类的任务；
5．认为飞艇由于体积庞大，对降落地点要求远高于直升机，因此，不能使用在如汶川这样的狭长地形上。
对于以上的意见，我觉得可能在前文中对于飞艇的描述不具体，且没有相应数据及图片的解释和支持，使得大家不能较具体的认识和了解文章中所描述的飞艇的型式和基本的性能，以及使用特点，因此，在本文中，我将以图文并茂的形式加以描述，并敬请感兴趣的朋友指正。
1．我们此文中所讨论的是现代大型硬壳式飞艇在（以下简称其为飞艇）。
2．飞艇是一种轻于空气的航空器，它与气球的最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。
3．艇体气囊内充以密度比空气小的浮升气体（氢气或氦气），借以产生浮力使飞艇升空。
4．从图中我们可以得知，在飞艇内布置了很多大气囊，现代飞艇内的气囊为多囊，即在每个大的气囊内均布排列着许多的小气囊，因为使用了如高强度纤维织物，所以即使是多气囊也可以做得很轻巧，不会导致增加过多的重量。
5．本图中所示只是飞艇的一种结构型式：

6．飞艇内多气囊（大气囊）以及气囊内多气囊（小气囊）的设置，使得飞艇具有非常优良的安全性能，众多小气囊的破损甚至几个大气囊的破损，均不能对飞艇安全造成致命的打击。
7．现代飞艇基本上采用氦气作为填充物，具有安全、阻燃等特点。因为飞艇主要是借助空气浮力进行升降，所以，要想获得足够的浮力，飞艇的体积就必须要做得大一些。
8．我们可以进行一些简单的计算，从而获得一些飞艇的数据：
⑴．我们以上图中的飞艇型式进行计算：假设飞艇中的大气囊直径为20米，则单个气囊体积为4188.8m³，氦气密度：0.1786Kg/ m³，重量为4188.8m³?.1786Kg/ m³≈748Kg；海平面的空气密度：1.293Kg/ m³，该气囊排开空气的重量为4188.8m³?.293Kg/ m³≈5416Kg；由此，我们计算出该气囊在海平面产生的理论浮力为：5416-748＝4668 Kg。图中所示共16只气囊，可以产生的理论浮力为74688 Kg。
⑵．上图飞艇的尺寸：170米（长）?8米（两旋翼，艇宽48米）?2（高、不带集装箱）。从上述计算可知，像这样大的飞艇，如果在大气囊的空隙中再增加一些气囊，那么理论浮力至少可以提高到100吨以上。
⑶．飞艇的自身重量（包括飞艇框架结构、推进及姿态控制系统、导航及控制系统、起重系统、燃料系统、太阳能电池板、供电系统、液氦储存和供气排气系统、生活系统等等），按照齐柏林飞艇进行类比计算，考虑到新材料的大量使用及先进制造工艺的应用等因素，其自身重量约为30吨左右。
⑷．考虑飞艇是低速飞行器以及目前发动机的先进水平，所以，携带10吨燃油应该可以满足3000KM／30节的需求。其最高速度可至60节以上。（因为飞艇从某种意义上来说，其在天空中航行就如同小舰艇在大海中航行一样，所以，其速度用节表示。）
⑹．从上面我们可以计算出该型飞艇的在海平面的有效浮力近60吨。
⑺．因为飞艇是轻于空气的飞行器，那么，理论上飞艇的升限可以到达大气层的极限位置。
海拔与气压间的关系大约是下面这个数学式:
海平面=760mmHg是设定为标准状况.
据此,
海拔m 气压 mmHg
1000 670
2000 591
3000 520
4000 460
5000 404
6000 356
7000 314
8000 277
⑻．根据上面所列出的数据，我们得知，假设我们设定的飞艇正常巡航高度为5000米，那么，在该高度时，飞艇的有效浮力肯定比海平面时低，约为：760：404＝60：？，求得？＝31.9吨。也就是说，当图中所示飞艇承载的重量＜31.9吨时，就可以在满载燃料的情况下在5000米的对流层中飞行。同理，760：520＝60：？，？＝41；也就是说，当图中所示飞艇承载的重量＜41吨时，就可以在满载燃料的情况下在3000米的对流层中飞行。
⑼．下面是飞艇可以飞行的风力概略计算：
风级和符号名称风速（米）* 陆地物象海面波浪浪高（米）
0 无风 0.0-0.2 烟直上平静 0.0
1 软风 0.3-1.5 烟示风向微波峰无飞沫 0.1
2 轻风 1.6-3.3 感觉有风小波峰未破碎 0.2
3 微风 3.4-5.4 旌旗展开小波峰顶破裂 0.6
4 和风 5.5-7.9 吹起尘土小浪白沫波峰 1.0
5 劲风 8.0-10.7 小树摇摆中浪折沫峰群 2.0
6 强风 10.8-13.8 电线有声大浪到个飞沫 3.0
7 疾风 13.9-17.1 步行困难破峰白沫成条 4.0
8 大风 17.2-20.7 折毁树枝浪长高有浪花 5.5
9 烈风 20.8-24.4 小损房屋浪峰倒卷 7.0
10 狂风 24.5-28.4 拔起树木海浪翻滚咆哮 9.0
11 暴风 28.5-32.6 损毁普遍波峰全呈飞沫 11.5
12 飓风 32.7-36.9 摧毁巨大海浪滔天 14.0
13 ---- 37.0--41.4
14 ---- 41.5--46.1
15 ---- 46.2--50.9
16 ---- 51.0--56.0
17 ---- 56.1--61.2
注：本表所列风速是指平地上离地10米处的风速值。
注：13～17级风力是当风速可以仪器测量时用之。
如上表所列数据，参照飞艇的巡航速度和最高速度，飞艇能够在6级风的天气情况下进行正常飞行。
9．根据第8项中的计算我们可以得知，像图中所示飞艇的各项数据如下：体积投影接近一个标准运动场内场，最大重量近100吨；5000米承载＞30吨、5000米承载＞30吨、海平面载荷60吨；巡航速度30节，最高速度60节；能够在6级风时正常飞行；满载燃料10吨。
10．根据国家气象局提供的汶川地区天气情况：5月的风力不是很大。

汶川县情概况：
汶川县位于四川省西北部、阿坝州境东南部的岷江两岸。是阿坝州的南大门，有“川西锁钥”和“西羌门户”之称。是大禹的故乡。县城-威州镇，居县北部杂谷脑河与岷江交汇地，海拔1326米，距省会成都159公里，距州府马尔康204公里。县境东西宽84公里，南北长105公里，总面积4084平方公里。东北部为龙门山脉所控，西南部受制于邛崃山系。地势由西北向东南倾斜，西部多分布海拔3000米以上的高山，四姑娘山海拔为6250米；东南部漩口地区的岷江出口处海拔仅780米。

从其地形上看，直接降落有一定的困难，但并非不能完成，犹其是飞艇可以通过起重机进行器材和人员的垂直输送工作，飞艇可以在距地面60米以上的高度进行集装箱的整体吊放，最大的集装箱尺寸接近15??米，该型飞艇最多可运载4只，也可以运载同等重量的工程设备。亦可用于现场起吊。

11．现代飞艇对于飞行姿态的控制有了非常有效的控制手段，如图示中的4台主发动机以及8台辅助发动机，可以由飞行控制计算机进行控制，由于飞艇承载能力强，可以加装多种探测设备和控制设备，以综合利用雷达、红外线等多种探测手段及时探测飞行区域的地形地貌以及气候包括风力、风向、风速以及GPS定位等数据，通过飞行控制计算机进行综合处理，并根据飞行人员指令要求控制飞艇上各发动机协调工作，完成飞行乃至于空中姿态的控制，以目前的控制技术，应该有实现的可能，而且可能性比较大。
12．至于飞行速度的问题，通过上述论述，现在应该问题不是太大，像这么大型的飞艇可以安家的地方主要是中心城市，然后辐射到周边地区。作为空中指挥（通讯、观测、探测）、救援、吊运平台，可以做成功能模块吊舱，定期保养调试，需要的时候可以保证在1小时内完成定位安装，以确保可以及时赶往受灾地区。一般情况下，可以根据500公里为半径的区域进行飞艇的布置。在平时，可以将飞艇及机组作为观光使用，即节约经费，又可以保证飞艇随时保持良好的工作状态。
13．对于城市救援，飞艇同样可以发挥重要作用。因为城市的高楼林立，参差不齐，地形地貌非常复杂，导致城市的风力、风向非常紊乱、不定，如果高楼一但发生火灾，需要消防救援，此时，飞艇可以作为有效的载水工具，依靠其装载的先进飞行控制系统和探测系统，可以进行空中救援或是消防灭火。飞艇的稳定性和大装载能力是其它飞行器所不具备的。
14．对于飞艇而言，因其表面积非常大，可以在上面安装非常多的太阳能电池组，其输出功率非常大，配合可靠的畜电系统，可以用于飞艇的设备用电甚至是起重机的用电，可以大大节约燃料的消耗（作为观光飞艇使用时，甚至只需使用电动机进行飞行驱动）减少平时对于空气的污染以及使用成本，还可以大大延长留空时间。在灾区的夜晚，可以做为大型的空中照明，对于重点区域的抢险救灾工作以及安定人心均有非常好的效果。
因此，综上所述，如果我们掌握了先进的现代化大型硬壳式飞艇，那么，我们在抗击灾害中就多了一个非常有效的手段，对于时间就是生命的抗灾救援工作，将可以发挥其重要的作用。建议我们的国家大力发展飞艇技术！

来源：
http://mil.tiexue.net/content_448362.html