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1.5 吉法爾飛艇升空(1852年)

1783年實現熱氣球載人升空之后,各式熱氣球的發展方興未艾,同時人們也開始探索研究有動力的可操縱的航空器,這就導致了飛艇的誕生。

世界第一艘軟式飛艇于1852年問世。它的發明者法國人亨利·吉法爾(Henry Giffard,見圖1-34)于當年9月24日駕駛飛艇升空。首飛飛行了28千米,雖然由于動力不足未能飛回起飛的原點,但這也足以稱為是巨大的成功,是航空史上的里程碑。

圖1-34 吉法爾

吉法爾生于1812年。身為蒸汽機工程師的技術背景,使他較快地解決了飛艇的動力——自己研制成功小型蒸汽機。吉法爾的飛艇(圖1-35)長43.6米,最大直徑12米,氣囊的容積為2497立方米,使用煤氣作為升浮氣體。吉法爾的軟式飛艇的缺點是剛度差、容積小因而運載能力受限。

圖1-35 吉法爾飛艇

使飛艇技術再次升級的開拓者是德國人費迪南德··齊伯林(Ferdinand Von Zeppelin,見圖1-36)。齊伯林是硬式飛艇的發明者和大規模制造者。他于1838年生在德國南部博登湖畔康斯坦茲。20歲起在軍隊服役,直至升任中將。他在年過半百、53歲時突然退役,集中全部精力研制硬式飛艇,百折不撓,做出了蜚聲世界的成績,被德皇譽為“偉大的德國人”。

圖1-36 齊伯林

齊伯林走上研制飛艇之路,竟是從他迷戀熱氣球開始的。齊伯林通過觀察分析認為,熱氣球大有改進余地,必須解決熱氣球不能操縱方向的弱點,并有可能派生出新的航空器以實現人類的自由飛行。

1891年,齊伯林離開軍界,全力投入研制硬式飛艇的工作中。

齊伯林雖然不再年輕,卻雄心不減,他想建造的是不同以往、能夠長途飛行和空中作戰的大型飛艇。他開創了全新的結構——硬式飛艇。艇身全部用鋁合金框架制成,外部是織物蒙皮,整艙用隔框分成十幾個艙室,每個艙室放一個氣囊,整艘艇有十幾個氣囊使飛艇升空。由于飛艇巨大,重量較大,需要安裝較大功率的發動機。

1900年7月2日,他制造出第一艘齊伯林飛艇LZ-1(見圖1-37),在菲特烈港做了首次飛行。LZ-1飛艇頭部為錐形,艇身為圓柱形,全長128米,直徑11.65米。全艇17個艙室,17個氣囊充以氫氣。艇身后部掛有兩個發動機吊艙,裝有兩臺10.8千瓦戴姆勒發動機。飛艇的方向舵共4塊,頭尾各裝2塊。飛艇俯仰操縱由一塊可移動的滑塊控制。這架飛艇堪稱是當時最大的航空器。

圖1-37 第一艘齊伯林飛艇LZ-1,在菲特烈港做了首次飛行

鏈接 飛艇

飛艇是一種輕于空氣、自身帶有推進裝置和操縱系統的航空器。一般由巨大的流線型艇體、吊艙、起穩定控制作用的尾面和發動機組成。艇內的氣囊充以比空氣輕的氫氣或氦氣,從而產生浮力使飛艇升空。按結構形式,飛艇可分為軟式、硬式和半硬式三種;艇體的外形呈流線型以減小航行時的阻力。尾面包括安定面和操縱面,裝在艇體尾部,用來控制航行方向和俯仰姿態。吊艙位于艇體的下方,由骨架和蒙皮制成,供空勤人員乘坐、裝載貨物和壓艙物、安裝儀表設備和發動機等。小型飛艇僅設一個吊艙,大型硬式飛艇則另設發動機吊艙。推進裝置包括發動機、減速器和螺旋槳,為飛艇提供前進的推動力。控制飛艇升降的方法有多種,如改變浮升氣體量、拋掉壓艙物、利用艇體或翼面的升力或改變推力方向等。

首次試飛中,飛艇載客5人,齊伯林和他的總工程師迪爾都登上飛艇升空,飛艇升高300米,飛行15千米。但初次試飛并不完美,降落時飛艇被撞壞。原來反對他的人又開始鼓噪,齊伯林根本不予理會,不但很快修復了飛艇,而且在博登湖上搭建了世界上第一個供飛艇試飛的水上浮庫。10月17日,LZ-1飛艇進行第二次試飛,留空1小時20分,取得了成功。

1906年10月9日,齊伯林研制的第三艘飛艇LZ-3首飛,獲基本成功。這艘飛艇被編入德國航空作戰隊,被命名為“皇家齊伯林飛艇第一號”,德國政府向齊伯林頒發黑鷹勛章和爵位,并給予50萬馬克獎金。齊伯林不滿足已取得的成績,不斷改進,1908年制成第四艘飛艇LZ-4。1908年7月1日,70高齡的齊伯林親自駕駛LZ-4飛艇越過阿爾卑斯山進入瑞士,贏得了全德國的喝彩和歡呼。

齊伯林完成了飛艇從發明到實用階段的過渡。在1910~1914年間,齊伯林飛艇共載客35000人次,飛行273600千米,無一傷亡。齊伯林飛艇在早期的航空運輸中發揮了重要作用。圖1-38為“阿克倫”號飛艇飛越紐約曼哈頓上空。

圖1-38 “阿克倫”號飛艇飛越紐約曼哈頓上空

齊伯林飛艇在軍事上也體現了其價值,在第一次世界大戰中,德國百余艘齊伯林飛艇都被征用為航空武器裝備,對協約國進行轟炸。

齊伯林直至1917年逝世時止,共制造齊伯林飛艇113艘。

使飛艇發展遭受嚴重打擊的是“興登堡”號飛艇的事故(見圖1-39,圖1-40)。1937年5月6日,“興登堡”號飛艇在到達美國新澤西州赫斯特湖航空港著陸時,飛艇忽然起火,點燃了氫氣,使36位乘員葬身火海。從此,充氫氣飛艇退出了商業飛行。

圖1-39 “興登堡”號飛艇飛臨美國

圖1-40 “興登堡”號飛艇起火爆炸

延伸閱讀 現代飛艇的發展

20世紀70年代以后,由于科學技術的進步,古老的飛艇又煥發了青春,不少國家開始研制現代飛艇(見圖1-41)。

圖1-41 現代飛艇

現代飛艇與老式飛艇不可同日而語。許多新技術、新材料的選用使現代飛艇質量輕、氣密性好、飛行性能好。特別是氣源全部采用氦氣,而不再使用易燃易爆的氫氣,這就從根本上杜絕了“興登堡”號災難的重演。

20世紀90年代至21世紀初,隨著科學技術的發展,飛艇性能等提升到一個新水平:留空時間更長、航程更遠、運載能力更大,能在空中長時間懸停和機動飛行,具有良好的低空、慢速和安全飛行能力;而且經濟性好,造價低廉,尤其在當今信息化戰爭條件下,飛艇能發揮其獨特的優勢,因而,飛艇迎來了新一輪發展熱潮。如美國研制的哨兵預警飛艇、反恐巡邏飛艇、海象大型運輸飛艇;俄羅斯反導飛艇、北極探測飛艇;英國的多功能飛艇等紛紛面世。圖1-42為A-N400飛艇,圖1-43為美國洛克希德·馬丁公司飛艇。

圖1-42 A-N400飛艇

圖1-43 美國洛克希德·馬丁公司飛艇

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