重載飛艇產(chǎn)品特點(diǎn)初探

劉佳

摘 ?要：文章以重載飛艇作為研究對(duì)象，介紹了國(guó)外重載飛艇的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)，分析了國(guó)內(nèi)即將研制的重載飛艇的功能定位。通過(guò)比較類推法，以大型運(yùn)輸機(jī)為類比對(duì)象，化繁為簡(jiǎn)地分析了重載飛艇的產(chǎn)品研制特點(diǎn)，對(duì)后續(xù)開(kāi)展針對(duì)重載飛艇研制生產(chǎn)具有一定的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：重載飛艇;功能定位;研制特點(diǎn)

引言

2015年7月，中航工業(yè)通飛與法國(guó)飛鯨控股公司在法國(guó)圖盧茲簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，擬面向全球交通運(yùn)輸市場(chǎng)，開(kāi)展重載飛艇的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)等工作。但據(jù)了解，因以往無(wú)政策和項(xiàng)目支持，國(guó)內(nèi)浮空器研發(fā)單位尚未針對(duì)重載飛艇的研制生產(chǎn)開(kāi)展過(guò)實(shí)質(zhì)性研究，也就是說(shuō)60噸級(jí)重載飛艇目前尚無(wú)雛形。

文章以重載飛艇為研究對(duì)象，通過(guò)比較類推法，以大型運(yùn)輸機(jī)（伊爾-76飛機(jī)）為類比對(duì)象，化繁為簡(jiǎn)地分析重載飛艇的產(chǎn)品研制特點(diǎn)。

1 重載飛艇的功能定位

隨著現(xiàn)代化材料、能源和動(dòng)力、制造工藝等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代型重載飛艇具備極好的安全性（采用氦氣作為浮升氣體）、超大的有效載荷（具有運(yùn)載100t、數(shù)百噸有效載荷的載荷范圍）、超大的航時(shí)航程、極好的垂直起降功能、可實(shí)施獨(dú)立操控飛行、“點(diǎn)”-“點(diǎn)”的運(yùn)輸功能等獨(dú)特的功能和特點(diǎn)。但重載飛艇也具有地面維護(hù)及保養(yǎng)困難、自身防御能力差、無(wú)法提供準(zhǔn)時(shí)的客運(yùn)服務(wù)等局限性，其在軍事和客運(yùn)方面并不會(huì)很出色。因此，分析認(rèn)為現(xiàn)代重載飛艇的功能定位如下：（1）貨運(yùn)：運(yùn)輸線路的選擇上更適合那些沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施或基礎(chǔ)設(shè)施受損的地區(qū)。且更適合運(yùn)送體積巨大、無(wú)法拆卸貨物，如衛(wèi)星、巨型火箭、大型石油鉆井平臺(tái)等的特種運(yùn)輸。（2）起重：目前的起重作業(yè)主要由直升機(jī)來(lái)完成，但其有效載重受限。起重需要極為精確的懸停能力，以及各個(gè)方向上都要有很強(qiáng)的控制能力，適合采用全增升裝置的重載飛艇，即將有效載荷設(shè)計(jì)為完全有動(dòng)力升力負(fù)擔(dān)，以提供控制力來(lái)取代壓艙物。

重載飛艇在現(xiàn)代運(yùn)輸領(lǐng)域中的應(yīng)用前景廣闊，國(guó)外多國(guó)已針對(duì)大載荷運(yùn)輸飛艇開(kāi)展了大量工程研究和開(kāi)發(fā)，但相關(guān)產(chǎn)品目前均處于在研階段，暫未正式投入運(yùn)營(yíng)。英國(guó)HAV公司研制的Airlander 50型重型混合飛艇，艇身長(zhǎng)約92米，能攜帶50噸貨物飛行2600海里。其氣動(dòng)布局采用扁寬型氣動(dòng)設(shè)計(jì)，并采用重于空氣的混合式結(jié)構(gòu)。美國(guó)AREOS公司研制的ML868飛艇載重達(dá)66噸，是目前最大運(yùn)輸機(jī)的3倍，但其耗費(fèi)的燃料卻只有后者的1/3，負(fù)載飛行距離高達(dá)5560公里，飛行時(shí)速約220公里。它屬于新式硬式飛艇，艇囊同樣為扁寬型氣動(dòng)布局。控制系統(tǒng)采用內(nèi)置壓載控制設(shè)計(jì)，艇身腹部安裝氣墊起飛著陸系統(tǒng)。

通過(guò)分析現(xiàn)代重載飛艇的獨(dú)特功能、適應(yīng)性和局限性等方面內(nèi)容，可預(yù)測(cè)出通飛公司和法國(guó)即將聯(lián)合研制的60噸級(jí)重載飛艇，其功能定位應(yīng)為具備貨運(yùn)和起重功能的大型民用運(yùn)輸工具。

2 類比分析重載飛艇的產(chǎn)品特點(diǎn)

從理論和技術(shù)上看，可以把重載飛艇理解為“傳統(tǒng)飛艇/飛機(jī)/直升機(jī)”的結(jié)合。通過(guò)采用類比分析法，從所熟悉的飛機(jī)出發(fā)，分析兩類飛行器在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的共同屬性，可推理出重載飛艇與飛機(jī)在某些研制工藝方面也是具有類似屬性的，這樣有助于“化繁為簡(jiǎn)”地了解和掌握重載飛艇這一不熟悉的研究對(duì)象。同時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注的，正是這兩類飛行器明顯具有不同屬性之處，是需要重點(diǎn)研究的研制技術(shù)難點(diǎn)，也是突破口。

2.1 重載飛艇的設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析

飛艇按升空高度可分為對(duì)流層飛艇、平流層飛艇以及臨近空間飛艇;按飛行控制方式可分為載人飛艇（人工操縱飛行或自主控制飛行）和遙控飛艇（自主飛行控制或地面遙控）;按飛艇布局形式可分為常規(guī)飛艇和組合式布局飛艇;按重量（尺度）可分為中小型飛艇、大型飛艇和巨型飛艇;按飛艇結(jié)構(gòu)形式可分為硬式飛艇、軟式飛艇、半硬式飛艇以及混合式四類。

在升空高度方面，重載飛艇屬于對(duì)流層飛艇;在飛行控制方式上，由于重載飛艇尺寸大、航程遠(yuǎn)、飛行高度較低，通常設(shè)計(jì)為載人飛艇;在布局形式上，為滿足大荷載，采用組合式布局更為合理;其重量上屬于巨型飛艇。

以大型運(yùn)輸機(jī)（伊爾76飛機(jī)）為類比對(duì)象，列表分析重載飛艇的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，如表1所示。

分析得出，在基本原理、動(dòng)力能源、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，飛機(jī)設(shè)計(jì)的大多理論知識(shí)可以應(yīng)用到重載飛艇上。然而，在材料、結(jié)構(gòu)、起落裝置以及壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面，兩類飛行器差異較大，也是重載飛艇的設(shè)計(jì)技術(shù)難點(diǎn)。

2.2 重載飛艇研制需突破的關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)代重載飛艇在設(shè)計(jì)方面實(shí)際可借用飛機(jī)設(shè)計(jì)的許多相關(guān)專業(yè)知識(shí)和先進(jìn)技術(shù)。但針對(duì)重載飛艇的研發(fā)，在總體布局、結(jié)構(gòu)、起落裝置、壓力控制系統(tǒng)、材料等方面具有其特殊性，研制過(guò)程中需突破以下關(guān)鍵技術(shù)：新概念飛艇總體設(shè)計(jì);獨(dú)立操控起降的空氣懸浮（氣墊）著陸系統(tǒng)技術(shù);新概念運(yùn)輸型飛艇壓力控制技術(shù);飛艇氣囊制造技術(shù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本研究認(rèn)為，中航工業(yè)通飛與法國(guó)飛鯨公司即將聯(lián)合研制的60t級(jí)重載飛艇，其功能定位應(yīng)為具備貨運(yùn)和起重功能的大型民用運(yùn)輸工具。文章通過(guò)比較類推法，以大型運(yùn)輸機(jī)為類比對(duì)象，化繁為簡(jiǎn)地分析了重載飛艇的產(chǎn)品特點(diǎn)。

分析表明，重載飛艇在材料、結(jié)構(gòu)、起落裝置、壓力控制系統(tǒng)等方面具有其獨(dú)特性。本研究為全面了解和掌握重載飛艇的產(chǎn)品特點(diǎn)奠定了一定的基礎(chǔ)。同時(shí)，文章的分析方法對(duì)后續(xù)進(jìn)一步開(kāi)展重載飛艇以及其他航空產(chǎn)品的研究具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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