飞艇技术发展情况综述.doc

飞艇技术发展情况综述
飞艇是由动力推进的轻于空气的航空器,也是浮空器的一种,是利用轻于空气的气体(氢气、氦气、热气等)提供升力。飞艇主要由流线型艇囊、控制用的固定和活动尾翼、乘员或乘客用的吊舱以及推进系统构成。按早期的结构分类方法,飞艇可分为硬式、半硬式和软式结构。现代飞艇技术已经模糊了原先的定义,现代飞艇主要按用途进行分类:无增升类型、部分增升类型和全增升类型。
飞艇发展简史
飞艇起源于1784 年法国,在二次世界大战前已得到了发展及军事和商业方面的广泛应用。和其他飞行器相比,飞艇经历了从无动力到有动力推进,从无人到载人,从近距离飞行到远程飞行,从低空到高空的发展,并在发展中积累和形成了关于飞艇这种飞行器特有的技术:飞艇蒙皮制作和抛锚、系留技术等。由于1937 年“兴登堡号”事件及飞机和直升机的迅速发展,飞艇逐渐退出航空舞台。随着航空技术、材料技术的发展和其他关键技术的突破及20 世纪六七十年代出现的石油危机,在突破老式飞艇技术性能差、安全性能差的缺点后,现代飞艇这一节能的飞行器又迎来了新的发展和应用。目前世界各国飞艇的生产企业主要侧重广告、航拍、旅游观光、大载重运输等低空飞艇的研制生产,另有国家的政府机构向大的飞艇制造厂商和科研机构投资进行高空军用飞艇或超大载重飞艇的研制生产。美国、俄罗斯、英国、日本等国对飞艇的研制生产走在前列。中国华教公司于2004年第一次通过了首个中国飞艇的适航认证,其后有北京北航龙圣飞行器公司。目前我国有20 多家飞艇生产企业和科研机构。
飞艇的特点及用途
由于飞艇与飞机相比飞行速度较低(飞艇速度一般不超过140km/h),起降场地简单,不需要长距离跑道,与直升机相比,载重量大,定点时燃油消耗率极小。所以飞艇可以作为高速和高耗能飞行器的补充,可用于远距离运输、极地探险、石油煤矿勘探、抗灾救险、实况转播、航拍、广告作业等民用领域;也可用于搜救、海岸警卫等军用领域。飞艇与卫星相比主要占有经济方面的优势,又因与卫星相比,其驻空高度低,接收和发射信号的延时短,所以飞艇可以充当卫星完成中继转播、侦察、探测气象等任务。虽然飞艇也有自身的不足,如飞行中对定点和行进的控制、对气囊充气和放气的控制、飞艇回收和修复等技术还没有很满意的理论和大量实践上的指导。综上,凭借留空时间长且耗能少的优势,飞艇具有巨大的经济、军事应用前景和发展的空间。
现代飞艇的发展现状和发展趋势
飞艇在运行中存在的问题主要是这种轻于空气的航空器靠充入气囊中的浮升而得到空气的静升力,因而体积相比重于空气的航空器要大很多。飞艇吊舱及其他附属物的分布主要考虑飞艇纵向和竖向平面内的平衡,对于常规飞艇外形,其外部的气动升力相对于静升力可以忽略。
为了克服飞艇体积大而难于操纵的困难,发挥其留空时间长而耗能少的特点,目前,世界各国都在开展将空气静升力和空气动升力相结合和混合式飞艇(也称组合式飞艇),典型的有飞艇+ 飞机组合,飞艇+ 直升机组合,还有20 世纪七八十年代英国、美国、法国、俄国等国飞艇公司所设计构想、实验或投入使用的飞艇外形,如扁平体飞艇、多艇一体飞艇、透镜状飞艇、箭状飞艇等[2]。组合式飞艇主要用于大载重、远距离运输,依靠飞艇艇囊和其他部分的静升力平衡其自重,利用机翼或直升机产生的气动升力来提升重物,这样飞艇的体积大大减小,操纵性能得到改善,也大大提高了