今天小編分享的科技經驗：為什麼還有人研究消失在歷史中的飛艇？，歡迎閲讀。
這個曾經活躍于一戰早期的龐然大物，現在早已經完全變成蒸汽朋克的代表產品之一。但現在有不少公司，又開始在研究飛艇，甚至把它作為新時代的交通工具。
所以，為什麼會有人在研究這種已經消失在歷史中的東西呢？今天我們就來聊聊這個既古老又科幻的飛艇。
這是一個普通的氣球 ... 一個氫氣球或是氦氣球，一撒手就飛上天了。
這是一個熱氣球。靠着加熱空氣降低密度的方式，它也能飛起來，不過不算高。它可以載人，不過不算多。它也可以操控，不過基本還是随緣飛。
這是 1852 年，法國人亨利 · 吉法德（ Henri Giffard ）發明的第一艘可操縱的飛艇。他有 44 米長，下方平台上的引擎讓它能夠以 9 公裏的時速飛行。不過僅限順風，逆風它就飛不動了。
這是魔獸裏的地精飛艇。
這是紅警 2 裏的基洛夫飛艇。它攻高血厚，是遊戲中最強的空中部門。相信聽到這句 Kirov reporting，很多老玩家都有心髒驟停的感覺。
這個曾經活躍于一戰早期的龐然大物，在我原本的概念中，現在已經完全變成蒸汽朋克的代表產品之一，和差分機、蒸汽機這些復雜的機器一起，表達一種科幻的機械主義浪漫。
可我發現，現在有不少公司，都在研究飛艇，甚至把它作為新時代的交通工具。
所以，為什麼會有人在研究這種已經消失在歷史中的東西呢？
大家好，今天我們就來聊聊這個既古老又科幻的飛艇。
基礎介紹
在介紹為什麼飛艇可能是未來重要的交通工具之前，得先聊聊它是怎麼興起的，又是怎麼被淘汰的。
這是某個風筝節上的基洛夫飛艇（ 氣球 ）。雖然看起來有些喜感，但飛艇的核心原理還真跟氣球差不太多。
只要給氣球充上比空氣輕的氫氣或是氦氣，氣球就能浮上天。
飛艇也差不多，稍微想得深入一點，我們就能意識到浮力與氣體的體積，也就是尺寸的立方成正比，而飛艇飛行時所受的阻力卻只和頭部的面積也就是尺寸的平方成正比，所以理論上，飛艇越大，它的效率就越高。
這和船只的邏輯是一樣的，這就是為什麼飛艇的英文名是 airship，空中的船。
雖然遊戲裏的飛艇是蘇聯的特殊部門，但歷史上的著名飛艇其實都是德國的齊柏林飛艇。它是由齊柏林伯爵發明的，初代就有 128 米長，比一個足球場還要長。之後，齊柏林系列的飛艇越造越大，最大的興登堡号甚至到達了 245 米長。
要做得這麼大，就不能只像氣球一樣，往裏充氣就行，咱們得給它加上骨架。
通過良好的外部結構支撐，飛艇的形狀會變得相對固定，甚至會在裏面抽成好幾個氣囊。這樣氣囊可以标準化生產，飛艇變大時也只需要多加幾個氣囊就好了，這就是所謂的硬式飛艇。
齊柏林過于有名，以至于一度成為了飛艇的代名詞。像魔獸中的地精飛艇英文名就是齊柏林，可見其影響力。
内部結構
咱們就拿興登堡号來了解一下飛艇的内部結構。
乍一看，飛艇是被氣囊充滿了的，但是由于飛艇實在是太大了，所以只要稍微留出一點空間就足以放置大量的貨物或者是供人使用。由于氣囊會往上浮，所以人類的活動區網域一定集中在飛艇的下方。
興登堡号是一艘豪華的民用飛艇，它的主要活動區網域集中在飛艇的中前部。它有整整兩層的活動區網域，上層供乘客使用，下層供機組成員使用。
乘客的活動區裏有卧室、有餐廳，在餐廳裏甚至還放了一架鋼琴，空間可謂是相當充裕。在活動區的邊緣，還有大面積的窗户可供乘客欣賞美景。
而機組成員除了下層的休息區外，還可以沿着飛艇的中軸線一路走。這條線上有各式各樣的設備，它們都可能需要機組成員的操作與維護。
在活動區前方一點，凸出來的這個部分就是駕駛艙。這個位置的視野不錯，大多數飛艇的駕駛室都在這個位置。
操縱方式
咱們現在知道了飛艇的内部結構，那麼這玩意兒要怎麼操作呢？
飛艇的基礎控制邏輯和飛機類似，通常有一組水平尾翼和一組豎直尾翼，可以用來調節飛行姿态。
不過，飛機能飛起來靠的是高速運動下飛機上下的氣壓差，所以發動機一般專注于提供向前的推力。
但與飛機不同的是，飛艇理論上應該處于浮力和重力恰好互相抵消，縱向合力為 0 的狀态，所以給它一個任意方向的力，它就可以往那個方向加速。
因此，飛艇上的發動機一般都可以 360 度旋轉，能提供任意方向的動力。由于飛艇極大，所以這樣的發動機一般也會有很多個，遍布飛艇的艇身。
于是，操控飛艇的關鍵就變成了怎麼維持這個縱向合力為 0 的狀态。
我們先看起飛階段。
飛艇停在地上的時候，會帶上大量的 " 壓艙水 " 提供重力，讓飛艇不至于自己飛起來。待上下客、裝卸貨的操作完成後，飛艇準備起飛時，只需要逐步放水，放到重力與浮力平衡即可，并不復雜。
真正復雜的是空中階段。
随着飛艇高度的變化，外部的空氣的密度會變，所以提供的浮力也會變。此外，燃料的消耗也會減少艇身的重量，軍事飛艇投彈的操作更是會大幅減少重力，讓飛艇脱離平衡。
任何超重的情況其實都好處理，只要跟地面上一樣放水即可。棘手的是重力不足該怎麼辦。
我們可以先參考一下船是如何調節平衡的。船始終行駛在水上，随着重力的變化，船的吃水深度會自動變化，船就可以自動達成新的平衡。但飛艇飛在空中，體積也不會變，并沒有辦法改變 " 吃空氣 " 的深度。
船的另一種調節方法就是把水裝到船艙裏來增重，這些就是船的 " 壓艙水 " 。不過在空中，能用來增重的就只有空氣了。
飛艇在裝提升氣體的大氣囊内還會有一個裝空氣的小氣囊。通過往小氣囊裏注入壓縮空氣，整個氣囊的密度會提高，所能提供的浮力就會減小。不過這種方法對壓縮機的性能是一個極大的考驗。
除了壓縮空氣這種增重方式外，另一種很直觀的方法就是減少浮力，直接放掉一部分的提升氣體。
但問題是，放水不心疼，氣可一點都不便宜。一噸的水只要幾塊錢，但 900 立方米的氦氣才能提供一噸貨物所需的浮力，這些氦氣需要約 6000 美元，成本相當高。氫氣的價格雖然只有氦氣的 1/20 ，但把氫氣放掉跟空氣混合是有爆炸的風險的。
如果以上兩種方法都不足以解決問題，那就只能靠發動機了，不過讓發動機一直運轉來保持平衡就有點類似于直升機了，聽着就很耗燃料。所以在實際操作中，往往是優先使用前兩種方法，實在不行才靠發動機。
除了這幾種方法，還有一些飛艇把艇身設計成類似飛機的形狀，也能和飛機一樣被動提供一些升力。此外，還有一些人在研究回收燃料燃燒產生的水來增加重量。總之，維持平衡是飛艇相當關鍵的課題。
所以飛艇為什麼沒落了
輝煌
現在，你理解了飛艇是怎麼飛的，感覺其實還不錯。
所以它為什麼會被歷史淘汰呢？
飛艇在一開始被發明的時候，其實是相當無敵的。
1915 年 1 月 19 日晚，德國首次用飛艇對英國本土進行了空襲。這是人類歷史上第一次對有海軍封鎖的國家本土進行打擊，震撼了英國和全世界。
一提到軍用飛艇，相信很多人會有個疑惑：飛艇又大又慢，不是很容易被打下來嗎？
飛艇又大又慢的這個刻板印象可以説是對也不對。
飛艇的大是毋庸置疑的，但慢不慢得看跟誰比。當時飛艇的時速大約為 80 公裏，跟現在的飛機比起來肯定是太慢了。但要知道那時的飛機剛發明出來十幾年，許多飛機甚至還是木質的，性能還不如飛艇呢。
不僅速度不比飛艇快，當時飛機的載重也非常拉胯，幾乎帶不了武器。地面上雙方士兵打得火熱，而空中的飛行員由于互相都知道對方沒有武器，所以還能在飛機上揮手致意，然後 " 遵守交通規則 " 各自靠右飛行。
這一奇景直到某位不講武德的飛行員把手槍帶上飛機後才逐漸減少，在法國把機槍裝在飛機上以後才徹底消失。
總之，當時的航空器所能造成的殺傷極小，所以各國都沒什麼防空火力。
因此，飛艇在那時幾乎就是無敵的。防御高的同時，飛艇還能帶上噸的彈藥，殺傷力也是極強的。紅警裏基洛夫飛艇高攻高血的設定可以説是對當時齊柏林飛艇的準确復刻。
衰弱
不過很可惜，戰争是科技的催化劑，尤其是在武器裝備方面。
飛機在戰争期間飛速發展，性能飙升，幾年時間就提高到了時速 200 公裏以上。而飛艇受限于原理，并沒有辦法大幅提速。
不過更關鍵的是，英國人研究出了針對德國飛艇的戰術。
因為那時的德國飛艇普遍使用氫氣。英國人的戰術是，先用高爆彈摳縫，把氫氣氣囊打爆，讓氫氣和空氣充分混合，然後一發燃燒彈搞定。
于是随着戰争的發展，飛艇攻防兩端都失去了優勢，也就退出了軍用領網域。
不過當時在民用領網域飛艇還是很有優勢的。
那時的民用飛機噪聲極大，空間狹小，且随時可能因為湍流的影響遭遇 30 米左右的突然下降。80% 的民航旅客首次坐飛機時都會嘔吐。而飛艇空間大飛得穩，體驗要好很多。
轉捩點發生在 1937 年，故事的主角就是我們前面講到的豪華飛艇興登堡号。
這艘 245 米長的飛艇當時運營着德國與美國之間的航線，單程票價高達 400 美元，約等于如今的 7000 美元，是各路富豪最棒的奢侈消費之一。
不過在 1937 年 5 月，興登堡号第 13 次飛往美國時，意外發生了。
在它準備降落時，頂部突然起火，火勢迅速蔓延，10 秒就吞沒了大部分的艇身， 34 秒後整艘飛艇就徹底化為了一團火球。現場本身有無數的記者和民眾想要一睹興登堡号的英姿，沒想到最終見證到了這樣驚悚的一幕。
但其實飛艇并沒有想象中的那麼不安全，氫氣飛艇齊柏林伯爵号（ Graf Zeppelin ）保有着 160 萬公裏安全運營的記錄，有過環球飛行，也曾飛越過北極。
即使是在興登堡号慘案中，97 名乘客和機組成員中有 62 人都活了下來，生還率高達 64%，情況并沒有這麼慘烈。當時飛機的安全性并不比飛艇高，但這并沒有妨礙飛機的發展。
随着民航系統一次次從血淚中吸取經驗教訓，以嚴格的流程和系統性的安全管理，讓飛機成了最安全的交通方式。
只是興登堡号飛艇的慘案在視覺上過于震撼，民眾才對飛艇產生了過大的恐懼。自此以後，飛艇就被冠上了不安全的印象，退出了歷史的舞台。
為什麼現在又開始研究飛艇了 飛艇沒有那麼不安全
但是如今 80 年過去了，人們對于飛艇的恐懼逐漸消失，而材料學、安全理念、工程能力的進步，有好多人都開始有信心能駕馭住這樣的龐然巨物。
如果安全不再是問題，飛艇就變成了一個運力極強的長距離點對點的運輸手段，而且靈活性極強。
飛艇運輸的靈活度是可以和直升機相媲美的。它的起降不需要太多的基礎設施的配合。不需要公路、不需要碼頭，只需要有一片空地就能完成起降。
由于不需要能量來維持飛行狀态，飛艇可以持續在空中飛行好幾天，這點上的靈活度甚至還要高于直升機。在擁有直升機的靈活度的同時，飛艇的運載能力又是遠超直升機的。
我們前面一直在説飛艇很大，但大家可能還是對它到底有多大沒有一個很直觀的印象。
這是飛鲸 ( flying whales ) 公司設計的飛艇，它的艇身有 200 米長， 50 米直徑。
而它的貨艙有 96 米長，8 米高，7 米寬。
我們有時能在路上看到這樣的，裝着兩個貨櫃的大貨車。這樣的一個貨櫃的大小是 6.1M × 2.44M × 2.59M，内容積約為 25 立方米。一個鞋盒的大小大約是 0.009 立方米，所以一個貨櫃大約可以裝下 2750 雙鞋子。
而飛艇的貨艙，即使用最笨的方法放，也可以堆下 90 個貨櫃，這就相當于 45 輛大貨車。全部用來裝鞋子的話，那就是将近 25 萬雙。這個運力是相當恐怖的。
就像我們前面説的，飛艇的效率和尺寸成正比，以現在的技術，完全可以把飛艇尺寸做的更大，當你的尺寸進一步加大，比如 400 米、500 米甚至更長，它的運載成本甚至能跟海運拼一拼。
面對尺寸超标的物體，飛艇還可以像直升機一樣吊着它走。
此外，在裝卸貨時，飛艇完全可以懸停在空中完成操作，還不會像直升機一樣刮起大風。
這意味着，飛艇甚至不用落地就能完成超大型物體的運輸。這是它獨一無二的優勢。
除了一次性能運的東西夠多以外，飛艇的運輸速度也是一點也不慢的。雖然飛艇總給人一種笨重的感覺，
但巡航時速可以達到 120 公裏，這已經比大多數高速路上的貨車還要快了，它的運載成本甚至能跟海運拼一拼。
總之，飛艇擁有超越汽車的速度，超越直升機的靈活度，卻只要類似于海運的運輸成本，綜合性能可以説是遙遙領先。
我們常説科技發展是個圈。
人的需求不斷在變化，有許多曾經因為各種各樣的原因被淘汰的事物，也許并不是當時最需要的，但随着其他外部因素發生變化，工程和材料學技術的進步，在适當的時候，時機成熟，也許曾經的落後技術就能變成新的未來發展方向。
而對于我們來説，也想着萬一這個方向可行，以前只有在小説電影裏能看到的飛艇走進現實，也能坐一次，也算是圓了一次蒸汽朋克夢。
撰文：伏魔
