平流层飞艇能否再次回归

（来源：科普时报）1900年7月2日，由德国的斐迪南·冯·齐柏林伯爵设计并制造的第一艘硬式飞艇进行首次飞行。选自《Die Eroberung Der Luft》一书的插画。 （视觉中国供图）

 

在之前的几篇文章中，介绍了几种未来旅行工具，从飞行汽车，到时速高达4000公里的超级高铁，再从维珍银河的亚轨道旅行，到马斯克的星际飞船，甚至到可能从科幻变成现实的太空电梯……

现在，再向大家介绍另一个可能的未来交通工具——平流层飞艇，一旦成为现实，那我们好似东方的神仙一样了。在此，就先从兴登堡号飞艇说起。

人类历史上曾经有那么一段时间，看起来似乎飞艇将和飞机一起，在飞行界占有重要的一席之地。可惜，一场壮观的意外让人类走上了飞机这条路。

这场意外就是1937年5月6日，一艘德国的大型载客硬式飞艇——兴登堡号，在第二个飞行季中的第一次跨大西洋飞行时，在新泽西州曼彻斯特镇莱克湖海军航空总站上空尝试降落时，爆炸烧毁。

后来，随着油价上涨和环保意识的抬头，速度慢和节省能源的飞艇，似乎又有了回归的可能。由洛克希德马丁公司和美国陆军合力开发的高空长耐久力示范机——无人驾驶的大型遥控飞艇，2011年从俄亥俄州的Akron起飞进行首航。首航一开始还算顺利，达到约9.75公里的高空。但是随后碰到的技术问题，使它不得不迫降在宾州的森林中。

尽管这架飞艇遭遇了技术困难，洛克希德马丁公司仍然表示对成果感到满意，他们认为高空长耐久力示范机成功示范了现代化的通讯链、动力系统、太阳能发电，以及远端遥控等技术。未来，高空长耐久力示范机的后代们将肩负临时讯号中转站的职责，在敌境上空长时间徘徊，让军队在复杂的地形中依然能保持联络。洛克希德马丁公司正在努力从树林中回收原型机，若干年后那里是否又会出现幽浮的传闻呢？

自从高空长耐久力示范机飞艇那次试飞失败之后，媒体一直没有公开美国方面进行平流层飞艇研究进展的报道，业内人士一度认为，美国方面可能已经放弃了平流层飞艇的技术路线。

让我们认识一下对流层和平流层。

对流层是地球大气层中最靠近地面的一层，从地面向上大约1万米高度以下，是地球大气层里密度最高的一层。它蕴含了整个大气层约75%的质量，特别是90%以上的水汽，是地球大气层中天气变化最复杂的一层，人类在航空中遇到的几乎所有天气变化都出现在这一层。

由于主要被地面加热，大气越往高处温度越低。这里受太阳光照射，在不同区域有气温变化，从而造成垂直方向和水平方向的风，即空气对流，所以叫对流层。

平流层是位于对流层的上方和中间层的下方，从大约1万米到几万米的高度区。平流层的温度上热下冷，随着高度的增加，平流层的气温在起初大致不变，然后迅速上升。在平流层里大气主要以水平方向流动，垂直方向上的运动较弱，因此气流平稳，几乎没有上下对流。飞机主要在平流层飞行。

有很多空气成分如臭氧，可以吸收太阳光当中波长较短的部分，如紫外线等，所以这里高度越升高，温度也越高。由于这里的气流非常稳定，因此被称为平流层。

为何要科普平流层呢，因为前面提及，业内人士一度认为美国方面可能已经放弃了平流层飞艇的技术路线，因为平流层上达到-65℃的高空压力和热条件，风速超过40公里/小时，重力波和太阳辐射在20公里以上。这些条件非常恶劣，不适合大型商业的运营。

随着太阳能、电池和人工智能技术的发展，平流层飞行器（又称为高空平台站、高空伪卫星或高空平台）也能够在生产和规模上安全运行，开始受到越来越多的关注。特别是近年，美国一家民营公司Sceye毫无征兆地放出了平流层飞艇制造方面的消息，选择了新墨西哥州作为其美国平流层飞行基地，用于地球观测和通信。

由Sceye公司开发的、可在近2万米的高空长时间停留约65天的平流层飞艇，可用于监测作物状况、气候变化和人员运输。该飞艇还可以改善无人机、飞机、卫星之间的通信链接，并扩展宽带。

该平流层飞艇采用了大量先进技术，并在国际上包括在中囯专利局都申请了诸多专利。这些专利其中主要是在平流层飞艇的囊体材料、储能电池和总体结构设计等方面，如最引人注目的核心关键技术是平流层飞艇总体设计方面独创的束带式艇体结构。

（作者系加拿大某国际财团风险管理资深顾问，科幻作家）