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大屁股的背后隐藏着关于飞翔的另一种可能充气飞艇制造

来源: 发布时间:2023-06-17 56 次浏览

  早些年,有部眠眠很喜欢的科幻美剧,叫做《危机边缘》(fringe),大概从第三季开始,主角们发现了另一个平行世界,那个平行世界的地球上,80%都和我们这个地球差不多,但也有一些明显的差异,比如下面这样的景象:

  在《危机边缘》里是这样解释的:某个历史节点的偶然性,会对后来的世界产生巨大的影响,但又不会完全影响到宏观而言的时间线,这大概就是……历史的行程吧(笑……)。

  今天眠眠想聊的,就是上图里那种,曾经在上世纪初的欧洲红极一时,却又以不可思议的速度迅速消亡的黑科技:飞艇。然而,或许没有太多人注意到,这种技术可能会在不远的未来复兴,重新改写关于飞翔的历史。

  虽然古希腊宗师阿基米德早在公元前245年,就发现了浮力定律,但直到启蒙运动之后,才有人真正考虑到利用它来实现飞翔的梦想。

  1670年充气飞艇制造,被称为“航空之父”的神父弗朗西斯科·拉纳·德·泰尔(AnthonyFrancescoLanadeTerzi)提出了一个名为“空气船”的设想,通过给船身的四个大铜球充气,或许让它可以浮在空中。然而充气飞艇制造,他没有考虑到大气压力会导致铜球变形的问题,因此这个设想只能在真空中实现。

  直到1783年,一对法国造纸业出身的蒙哥尔费兄弟(Montgolfier)利用麻布和纸造出了热气球。这标志着“你是想上天啊?”再也不只是一句骂人的话。人类终于有了款可以上天的飞行器。

  一年之后,一位法国军官兼数学家芒斯纳埃(JeanBaptisteMarieMeusnier)想到,热气球只能升空,之后就只能像大海里的小船一样随波逐流了,如果把气球改造一下,加上一个螺旋桨推进器,再把形状从球形改为更符合空气动力学的椭球形,也许就能创造出一个可以在空中水平移动的飞行器了。

  没错,这就是艘飞艇的雏形。可惜的是,芒斯纳埃没有足够的经费实现这个设计,因此真正制造出艘飞艇的,是另一对法国人,罗伯特兄弟。

  然而罗伯特兄弟的飞艇也有着自己的问题,因为没有设计泄气阀门,当飞艇上升到高空时,空气压力导致气囊撕裂。直到1852年,又双叒叕一个法国人亨利·吉法尔(HenriGiffard)次设计成功了人类史真正可以上天的飞艇,从此名垂航空史。(法国人是有多么想上天啊……)

  然而问题很快又来了,这个靠蒸汽机为动力的飞艇,它飞不快啊……(毕竟蒸汽朋克它只是个科幻设定……)

  于是,波技术革新开始了,随着电动机和内燃机的发明,飞艇装上了新型的动力装置。1884年,法国人……查尔斯·瑞纳德(CharlesRenard)制造的“法兰西”号飞艇,完成了次全程可以操控的飞行,飞艇的时代终于来临了。

  随着飞艇的不断发展,对它的体积也有了更大的要求:只有更大的飞艇,才能飞到更高的空中,承载更多的货物。然而矛盾在于,越高的空中大气压力也越大,当时的飞艇气囊的材料是由不透气的编织物制造的,这种“软式飞艇”很难逃脱不被撕裂的命运,也因此发生过不少事故。

  在这个时候,一名德国人提出了一个全新的理念:也许我们并不需要一个完整的软式结构,我们也可以来硬的。他创造性地设计出了一种硬式结构:气囊框架完全由刚体的金属制造,气囊的内部再放进去很多小的氢气气囊,就可以大大增强气囊的强度。

  这个牛逼的德国人,叫做费迪南德·冯·齐柏林伯爵(FerdinandvonZeppelin)充气飞艇制造,没错,也就是的“齐柏林飞艇”的。

  理念虽然出来了,但是问题也是存在的:刚体结构所需要的金属,必须非常轻才可以。所幸这个时代,有一种新的黑科技金属可以大规模生产了,这就是……现在毫不稀奇的……铝。

  1891年,贵族出身的齐柏林结束了自己的政治生涯,把全部的能量都投入到了硬式飞艇的制造上。通过建立了“飞艇飞行推进协会”,他筹集到了桶金,并于1900年试飞了自己历时9年精心打造的硬式飞艇:LZ-1号充气飞艇制造。

  LZ-1号的长度达到128米,直径11.2米,浮力气体为氢气,飞行压力高度400米。在气囊与蒙皮之间有间隙空间,减少氢气摩擦。为了防止超热所致超压,还在气囊上侧设置排气阀。飞艇由两台的戴母勒(Daimler)电机驱动,为了飞艇的起降,齐柏林还在斯坦茨湖上建造了浮动厂房,使得飞艇可以直接降落在湖面上。

  不过眠眠认为,任何一项新科技的量产化之路,都不会一帆风顺,无论是乔布斯的iPhone,还是马斯克的特斯拉,在初代产品中都会有各种问题充气飞艇制造。齐柏林的硬式飞艇也是如此,初期建造的LZ-1、LZ-2号,在技术上都存在各种缺陷,直到1906年研发的LZ-3号飞艇才终于一鸣惊人。

  这艘划时代的飞艇在艇首和艇尾各安装了一个驾驶舵,又在飞艇的两面安装了两扇翼状平面,终于成功达到了技术预期。多次的成功试飞表演,更是为齐柏林收获了更大的潜在客户:德国政府。可以说,正是由于当时手握经济大权的德国政府的全力支持,才让齐柏林飞艇在后来大放异彩。

  首先,当时的德国举国上下充气飞艇制造,都寻求一种民族认同感。我们刚刚也看到,飞艇技术基本都是法国人搞出来的,但是此一时彼一时,自从1871年俾斯麦统一了德意志帝国之后,德国人非常需要唤醒本国的民族意识。

  因此才会看到,在LZ-3号进行的多次飞行表演中,包括德国内政部、陆军部、海军代表,甚至是皇太子等政界要人都进行了参观,他们都对这种速率可靠、飞行时间长、载重量大的新式玩意产生了极大的兴趣,并且非常愿意砸钱。

  其次,当时的德国教育体制,提倡教学和研究并行,对学术引导的创新非常看重。而且还有着一大批专业技术人才,包括齐柏林本人也是在这样的环境下成长的。这一批人才毕业后很快成为了各种工程师,为德国的工业发展注入了新鲜血液。正是拥有这种人才库,才让硬式飞艇技术能够快速发展。

  最后的一点,如今看来当然也很明了……那就是,人家德国想打仗啊。可以说,在整个一战时期,没有任何一个像德国那么狂热地追求新的战争技术,从他们二战时拼命研发坦克作战就能看出来了(关于这一点,眠眠还曾经写过一篇文章总结一二战中德国人开发的黑科技。)更何况,在那个飞机才刚刚被莱特兄弟发明出来的20世纪初,飞艇这种能实现空中打击的新玩意,毫无疑问谁掌握了谁就能拥有更强的制空权。

  1908年,齐柏林在政府的帮助下,创建了“齐柏林基金会”和“齐柏林飞艇公司”。一年之后,他又创办了世界上家民用航空公司——“德意志飞艇运输公司”,这标志着飞艇从发明阶段到实用阶段的过渡。

  一直到一战爆发前夕,“齐柏林飞艇公司”共生产了从LZ-5到LZ-25号共计21艘飞艇,“德意志飞艇运输公司”共飞行了273600公里,安全运载了超过350000位乘客。可以说,齐柏林的硬式飞艇在商用领域开启了“飞艇商业时代”。

  甚至在齐柏林本人离世之后,齐柏林飞艇公司依然兴旺。继任他的雨果·埃克纳(HugoEckener)更是一手把公司打造成为了一个商业帝国。

  随后充气飞艇制造,从德国经过日本到巴西和北美的定期国际飞艇航线也相继开通,通过大型客运飞艇建立起大西洋两岸的空中客运走廊。甚至是1929-1933年的大萧条时代,这两条航线仍然生意兴隆。

  1931年,齐柏林伯爵号飞艇成功进行了北极科学考察,之后多次往返北极。1933年的芝加哥世博会特别邀请齐柏林伯爵号进行访问,美国还为此发行了纪念邮票。从1928年到退役的1937年,“齐柏林伯爵号”飞艇先后做过650次飞行,载客18000人无事故。

  其实早在次世界大战爆发前,德国军方就对飞艇有着很强烈的兴趣。他们认为至少两点可以通过这玩意来实现:一是高空预警和侦察,二是对敌方地面目标进行轰炸。而在当时,虽然其他也投入了飞艇在军事上的运用,但他们大都采用的是软式飞艇,只能实现反潜艇和海岸巡逻的作用。至于真正的旗舰机硬式飞艇,咳咳……只有德国人才拥有这种技术。

  一战爆发之后,德国人就利用飞艇频繁地穿越战线执行轰炸和侦察任务。但是当时战争初期,齐柏林飞艇存在一个致命问题:它的飞行高度太低了,一般仅有2000米左右,因此不断地被敌方的地面炮火和飞机击落。

  怎样解决这个问题呢?其实只有一个办法,那就是把飞艇做得更大,让它可以上浮到更高的空中。可以说,整个一战期间,就是一场飞艇上浮高度和高射炮射击高度的大比拼(这个后面眠眠再讲)。

  于是,1915年时齐柏林公司又研发了更加庞大的新产品——LZ-38号飞艇。它的气囊容积比战争初期的飞艇增大了约7000立方米,达到32000立方米。大尺寸带来的好处自然多多:LZ-38号飞艇的飞行高度提高到了3000-3300米,更高甚至可达3500米。

  大块头还有另一个好处:它可以携带更多的炸弹了……LZ-38的载弹量达到了2到3吨,这相当于当时一个轰炸机中队的载弹量。

  提升是立竿见影的。从1915年春到1916年,新式的齐柏林飞艇共生产了21艘,它们如同空中的巨无霸,被德国军队不断派往西部和东部战线。从伦敦、巴黎,到安特卫普、明斯克,战场上很多大城市都挨过它们的轰炸。以至于当时在伦敦街头的人们充气飞艇制造,只要一看到大本钟旁那庞然大物投下的阴影,就会吓得到处逃窜,如同见到了巨型的恶魔……

  怕归怕,实际上飞艇的轰炸能力还是相当有限的。主要的问题就是操控性实在太差了,遇到空中瞬息万变的气流影响,想要精准命中目标就会变得相当困难,更不用说再来个乌云啊啥的……

  虽然英国人从一战初期就坚定地点了发展飞机的科技树,但是他们也看出了飞艇的一些好处:一是相比于当时的飞机,飞艇还算是皮厚肉糙的,气囊上即便挨一梭子子弹也不会立刻坠毁,顶多留一串弹孔罢了。二是飞艇飞行的噪音很小,可以趁着夜晚过去轰炸,不像飞机嗓门那么大,还没飞到人高射炮都准备妥了……

  因此,英国人虽然嘴上不屑,但身体上还是很诚实的,皇家海军也捣鼓了上百艘SS(SeaScout)式小型软式飞艇,主要用于反潜和海岸巡逻。后期英国也造出了自己的硬式飞艇比如R23、R31、R34,当然了,一眼就知道是山寨谁家的……

  当飞艇在战争前期大放异彩时,各种关于飞艇黑科技的构想也层出不穷:比如,有人甚至设想过飞艇和飞机相结合,在庞大的飞艇顶部加装甲板和跑道,使飞机可以在上面起飞降落,这简直是妇联2里空中航母的原型。

  还有人设想,可以把飞艇制造成空中的大型医院,便于伤员和病人的运输,同时,伤员们在顶部的疗养舱里休养,可以吸收到更多的阳光便于康复。

  至于其他的创意,很多都是荒诞不经的,嗯,眠眠就不用说下面这货了:《红色警戒》里的基洛夫飞艇……

  然而,当年看似前途似锦的飞艇,却如同一颗陨落的流星,在一战后期迅速衰亡了。在战后,甚至连一直被看好的飞艇民用运输业务,也飞快地烟消云散。

  虽然没落了几十年,然而就在最近的几年里,原本已经无人问津的飞艇,居然又出现了新的起色。并且,有着十分令人看好的前景返回搜狐,查看更多