重载飞艇产品特点初探

刘佳

摘  要：文章以重载飞艇作为研究对象，介绍了国外重载飞艇的应用和发展趋势，分析了国内即将研制的重载飞艇的功能定位。通过比较类推法，以大型运输机为类比对象，化繁为简地分析了重载飞艇的产品研制特点，对后续开展针对重载飞艇研制生产具有一定的实际意义。

关键词：重载飞艇;功能定位;研制特点

引言

2015年7月，中航工业通飞与法国飞鲸控股公司在法国图卢兹签署了战略合作协议，拟面向全球交通运输市场，开展重载飞艇的研发、生产、销售及服务等工作。但据了解，因以往无政策和项目支持，国内浮空器研发单位尚未针对重载飞艇的研制生产开展过实质性研究，也就是说60吨级重载飞艇目前尚无雏形。

文章以重载飞艇为研究对象，通过比较类推法，以大型运输机（伊尔-76飞机）为类比对象，化繁为简地分析重载飞艇的产品研制特点。

1 重载飞艇的功能定位

随着现代化材料、能源和动力、制造工艺等相关技术的发展，现代型重载飞艇具备极好的安全性（采用氦气作为浮升气体）、超大的有效载荷（具有运载100t、数百吨有效载荷的载荷范围）、超大的航时航程、极好的垂直起降功能、可实施独立操控飞行、“点”-“点”的运输功能等独特的功能和特点。但重载飞艇也具有地面维护及保养困难、自身防御能力差、无法提供准时的客运服务等局限性，其在军事和客运方面并不会很出色。因此，分析认为现代重载飞艇的功能定位如下：（1）货运：运输线路的选择上更适合那些没有基础设施或基础设施受损的地区。且更适合运送体积巨大、无法拆卸货物，如卫星、巨型火箭、大型石油钻井平台等的特种运输。（2）起重：目前的起重作业主要由直升机来完成，但其有效载重受限。起重需要极为精确的悬停能力，以及各个方向上都要有很强的控制能力，适合采用全增升装置的重载飞艇，即将有效载荷设计为完全有动力升力负担，以提供控制力来取代压舱物。

重载飞艇在现代运输领域中的应用前景广阔，国外多国已针对大载荷运输飞艇开展了大量工程研究和开发，但相关产品目前均处于在研阶段，暂未正式投入运营。英国HAV公司研制的Airlander 50型重型混合飞艇，艇身长约92米，能携带50吨货物飞行2600海里。其气动布局采用扁宽型气动设计，并采用重于空气的混合式结构。美国AREOS公司研制的ML868飞艇载重达66吨，是目前最大运输机的3倍，但其耗费的燃料却只有后者的1/3，负载飞行距离高达5560公里，飞行时速约220公里。它屬于新式硬式飞艇，艇囊同样为扁宽型气动布局。控制系统采用内置压载控制设计，艇身腹部安装气垫起飞着陆系统。

通过分析现代重载飞艇的独特功能、适应性和局限性等方面内容，可预测出通飞公司和法国即将联合研制的60吨级重载飞艇，其功能定位应为具备货运和起重功能的大型民用运输工具。

2 类比分析重载飞艇的产品特点

从理论和技术上看，可以把重载飞艇理解为“传统飞艇/飞机/直升机”的结合。通过采用类比分析法，从所熟悉的飞机出发，分析两类飞行器在产品设计上的共同属性，可推理出重载飞艇与飞机在某些研制工艺方面也是具有类似属性的，这样有助于“化繁为简”地了解和掌握重载飞艇这一不熟悉的研究对象。同时，需要重点关注的，正是这两类飞行器明显具有不同属性之处，是需要重点研究的研制技术难点，也是突破口。

2.1 重载飞艇的设计特点分析

飞艇按升空高度可分为对流层飞艇、平流层飞艇以及临近空间飞艇;按飞行控制方式可分为载人飞艇（人工操纵飞行或自主控制飞行）和遥控飞艇（自主飞行控制或地面遥控）;按飞艇布局形式可分为常规飞艇和组合式布局飞艇;按重量（尺度）可分为中小型飞艇、大型飞艇和巨型飞艇;按飞艇结构形式可分为硬式飞艇、软式飞艇、半硬式飞艇以及混合式四类。

在升空高度方面，重载飞艇属于对流层飞艇;在飞行控制方式上，由于重载飞艇尺寸大、航程远、飞行高度较低，通常设计为载人飞艇;在布局形式上，为满足大荷载，采用组合式布局更为合理;其重量上属于巨型飞艇。

以大型运输机（伊尔76飞机）为类比对象，列表分析重载飞艇的设计特点，如表1所示。

分析得出，在基本原理、动力能源、系统设计方面，飞机设计的大多理论知识可以应用到重载飞艇上。然而，在材料、结构、起落装置以及压力控制系统设计等方面，两类飞行器差异较大，也是重载飞艇的设计技术难点。

2.2 重载飞艇研制需突破的关键技术

现代重载飞艇在设计方面实际可借用飞机设计的许多相关专业知识和先进技术。但针对重载飞艇的研发，在总体布局、结构、起落装置、压力控制系统、材料等方面具有其特殊性，研制过程中需突破以下关键技术：新概念飞艇总体设计;独立操控起降的空气悬浮（气垫）着陆系统技术;新概念运输型飞艇压力控制技术;飞艇气囊制造技术。

3 结束语

本研究认为，中航工业通飞与法国飞鲸公司即将联合研制的60t级重载飞艇，其功能定位应为具备货运和起重功能的大型民用运输工具。文章通过比较类推法，以大型运输机为类比对象，化繁为简地分析了重载飞艇的产品特点。

分析表明，重载飞艇在材料、结构、起落装置、压力控制系统等方面具有其独特性。本研究为全面了解和掌握重载飞艇的产品特点奠定了一定的基础。同时，文章的分析方法对后续进一步开展重载飞艇以及其他航空产品的研究具有一定的指导意义。

参考文献

[1]郭允良.现代型大型运输飞艇-21世纪国家战略性新型产业之选[A].2011年中国浮空器大会论文集[C].航空工业出版社，2011.

[2]G.A.库利J.D.吉勒特.飞艇技术[M].科学出版社，2008.

[3]航空制造工程手册（飞机装配）[Z].