解密平流層飛艇：如大魚翱翔於萬裡晴空

在宮崎駿的動畫片中，我們常會看到“飛艇”這種飛行器。天空湛藍如海，一枚龐大的橢圓形物體，如同大魚一般，緩緩在空中飛行。真實生活中,飛艇離我們也並不遙遠，現存的飛艇大多分為軍用和民用兩種。隨著科技的不斷發展，“圓夢號”飛艇完成了首次飛行，實現了平流層飛艇的長時間飛行。

平流層飛艇的研發

我們平常見到的低空飛艇，飛行時間短，隻能用於載客。而且，這種低空飛艇對風速的要求比較高，在超過五級風的情況下，一般無法正常運行。平流層飛艇的飛行高度高，這是因為高空的空氣密度低，飛艇迎風行駛所遇到的阻力小。一旦高度超過一萬米，平流層飛艇就會突破雲層﹔在到達兩萬米的高度后，則可以充分利用太陽能驅動飛艇。平流層飛艇是一種可控的飛行器，載重能力強，成本較衛星和大型飛機低廉，還具備一套自主智能控制系統。

平流層飛艇技術先進

平流層氣流較穩定，但環境較復雜，這就對飛艇的設計要求很高。平流層的太陽輻射特別強，同時，臭氧濃度也非常高，飛行條件總體嚴苛，飛艇用材不慎極易導致艙體老化。

這樣的飛行環境，就對飛艇的材料有著很高的要求。“圓夢號”飛艇使用的高強度材料，可以保障飛艇在高空進行長時間停留﹔在設計階段，設計師還將飛艇的骨架、螺旋槳、支架的重量降至最輕。飛艇的材料表面採用了防臭氧、防紫外線的設計，可以保護飛艇不受到高空環境的損傷。另外，飛艇上配備的太陽能電池板也得到了改良，太陽能系統質量輕、效率高。

平流層飛艇前景廣闊

平流層飛艇分為軍用及民用兩方面，應用范圍十分廣泛。以對地成像為例，如果給在兩萬米的高空飛行的飛艇配備一台相機，飛艇就可以對附近的環境進行高分辨率的成像。同時，也可以啟用飛艇上的雷達，穿透霧霾，拍攝地面的景物。

除此之外，平流層飛艇在通信方面的前景也很廣闊。例如，我們可以將飛艇作為通信的中轉站。我們可以先將地面指令發送到飛艇上，然后再由飛艇發到目標飛行器上，這樣一來，我們的通信距離就能得到大幅的提升。如果將其用於出海，4G信號就能延長200km甚至300km的距離，具有這種功能的飛艇，就很有可能成為海事電話的替代品。

（作者：北京航空航天大學副教授、博士生導師祝明）