資料圖：由于使用成本低廉，續(xù)航力強(qiáng)，美國近年已開始重啟多項(xiàng)大型飛艇研究項(xiàng)目

大型運(yùn)輸飛艇是指載重量在數(shù)噸，甚至百噸以上的飛艇。飛艇飛行速度比飛機(jī)低，但遠(yuǎn)高于一般車輛和船舶，而且可隨處起降和空中懸停，具有其他運(yùn)載工具無法比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。因其載重量大、續(xù)航時(shí)間長、飛行平穩(wěn)、研制成本低、部署靈活、無需專用機(jī)場等獨(dú)特優(yōu)勢，能在執(zhí)行海洋(特別是南海)維權(quán)巡查、環(huán)境保護(hù)監(jiān)察、人員與貨物運(yùn)輸、特種貨物轉(zhuǎn)運(yùn)等方面發(fā)揮較大的作用。在國防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)具備持續(xù)有力的支援保障能力和復(fù)雜多樣的非戰(zhàn)爭任務(wù)能力，是我國未來重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)品。

世界各國目前在研的大型運(yùn)輸飛艇以混合式飛艇為主，新概念飛艇為輔。混合式飛艇結(jié)合了傳統(tǒng)飛艇和飛機(jī)的特點(diǎn)，將傳統(tǒng)飛艇的靜升力與飛機(jī)的動(dòng)升力兩類優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，既依靠艇囊氣體產(chǎn)生靜升力，又通過囊體和翼面等產(chǎn)生動(dòng)升力，具有飛行速度快、運(yùn)載能力強(qiáng)等性能優(yōu)勢，主要包括流線型艇體、推進(jìn)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和吊艙等，吊艙通常安裝在艇體下方，用于搭載人員和裝載貨物進(jìn)行運(yùn)輸。新概念飛艇則以其獨(dú)特的使用模式或設(shè)計(jì)理論，滿足一些特定的功能，從另外角度解決大型運(yùn)輸飛艇設(shè)計(jì)使用關(guān)鍵技術(shù)。

在目前研制的大型運(yùn)輸飛艇中，Pelican和LEMV是混合式的典型代表，SkyLifter是新概念的典型代表，都正處于蓬勃發(fā)展階段。鑒于大型運(yùn)輸飛艇良好的發(fā)展勢頭，本文對(duì)大型運(yùn)輸飛艇發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的市場分析，并分析評(píng)估了可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險(xiǎn)事項(xiàng)。

大型運(yùn)輸飛艇發(fā)展現(xiàn)狀

目前美國在國防部的資助下正開展Pelican和LEMV等項(xiàng)目。澳大利亞SkyLifter公司的大型運(yùn)輸飛艇處于演示驗(yàn)證階段。英國HAV公司回購了LEMV驗(yàn)證艇，正在進(jìn)行改型和飛行試驗(yàn)。

Pelican飛艇

Pelican混合飛艇被認(rèn)為是美國國防部預(yù)研局(DARPA)三項(xiàng)早期項(xiàng)目的延續(xù)：海象飛艇項(xiàng)目、靜態(tài)重量控制(COSH)項(xiàng)目以及浮力輔助升力飛行器項(xiàng)目(BAAV)。Pelican混合飛艇項(xiàng)目于2008年啟動(dòng)，由美國航空航天局和國防部出資研發(fā)，Aeros航空公司為主承包商。Pelican飛艇為縮比演示驗(yàn)證艇，驗(yàn)證的關(guān)鍵技術(shù)包括：剛性外殼可變浮力(RAVB)技術(shù);使飛艇運(yùn)行不依賴壓艙物;剛性輕質(zhì)復(fù)合外部結(jié)構(gòu);低速/懸浮敏捷控制系統(tǒng);高度自動(dòng)化的地勤技術(shù)，無需地面人員直接參與。

Pelican是目前世界上正在研發(fā)的體積和載重能力最大的大型運(yùn)輸飛艇之一?？傮w積約為1.7萬立方米，內(nèi)部承重結(jié)構(gòu)由輕質(zhì)牢固的碳纖維制造，外部還覆蓋一層堅(jiān)硬的剛性碳纖維板，外部和內(nèi)部的承重結(jié)構(gòu)之間設(shè)計(jì)安裝有多個(gè)非剛性的氣囊隔膜艙。飛艇在飛行時(shí)，其艇身上的多個(gè)氣囊隔膜艙將會(huì)被充入氮?dú)?，以提供升力。該?xiàng)目在2013年1月完成原型機(jī)制造，并開始進(jìn)行組裝測試和艇庫內(nèi)試飛，9月份開始艇庫外試飛，但在10月份由于艇庫崩塌導(dǎo)致飛艇輕微受損。

LEMV

LEMV是第一艘用于操作部署的混合飛行器，采用了空氣靜升力、動(dòng)升力(最大30%)和矢量推進(jìn)組合方案，以實(shí)現(xiàn)在更大“超重”狀態(tài)下起飛，以及在更大“超輕”狀態(tài)下著陸。主承包方為諾斯羅普·格魯門公司，英國混合飛行器公司(HAV)提供該公司的HAV304型飛艇作為LEMV的平臺(tái)。2012年8月7日，LEMV在新澤西雷克赫斯特聯(lián)合基地成功完成試飛，并在測試中實(shí)現(xiàn)了所有預(yù)定目標(biāo)。

美國 陸軍于2013年終止了該項(xiàng)目，但諾格公司仍希望同HAV公司合作進(jìn)行貨運(yùn)飛艇的開發(fā)。2013年11月，HAV公司以30.1萬美元(不到項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)1/1000)將LEMV的原型機(jī)HAV304回購，作為測試大型運(yùn)輸飛艇原型機(jī)的第一步，隨后更名為“Airlander”，并詳細(xì)制定了2014年度的試飛項(xiàng)目。與此同時(shí)，HAV公司也在研發(fā)其他的運(yùn)輸飛艇系列，其載運(yùn)力從20噸起，高達(dá)200噸。

據(jù)最近披露，HAV公司已經(jīng)完成了和一家加拿大航空工業(yè)公司Discovery Air Innovation的初步交易，計(jì)劃出售一組50噸級(jí)的HAV366運(yùn)輸飛艇用于加拿大當(dāng)?shù)氐牡V物和自然資源開采。

SkyLifter

澳大利亞SkyLifter公司正在開發(fā)一種新式有人駕駛飛艇SkyLifter SL150，該飛艇設(shè)計(jì)為碟形而非傳統(tǒng)的雪茄形，直徑為150米，可以搭載150噸的重物進(jìn)行約2000千米的長途飛行。目前SkyLifter公司已制造了一個(gè)小型飛艇樣機(jī)，取名“貝蒂”，直徑約3米，載重量約450克，用于演示驗(yàn)證飛艇的基本工作流程。同時(shí)，還以此為樣本，制造出了一艘直徑約18米的系留飛艇樣機(jī)“維可”，并計(jì)劃在未來幾年研制一艘直徑近約45米的飛艇樣機(jī)。SkyLifter公司按原理樣機(jī)、地面試驗(yàn)樣機(jī)、空中無人飛行試驗(yàn)樣機(jī)、目標(biāo)應(yīng)用艇的線路研制大型運(yùn)輸飛艇。

SkyLifter碟形設(shè)計(jì)使得該飛艇可不受任何方向風(fēng)的影響，提高了飛艇的操縱性能。同時(shí)，由于其比傳統(tǒng)的球形飛行器更為扁平，因此SkyLifter飛艇不像傳統(tǒng)氣球那樣隨風(fēng)飄動(dòng)，更易于操縱。此外，碟形結(jié)構(gòu)還可起到降落傘的作用，提高了飛艇下降時(shí)的操縱能力。該飛艇的推進(jìn)系統(tǒng)采用了9臺(tái)電驅(qū)動(dòng)擺線螺旋槳，其中飛行器系統(tǒng)上均勻布置了6臺(tái)，控制艙外圍均勻布置了3臺(tái)。該擺線螺旋槳類似于漿輪，用水翼型葉片代替了扁平葉片。推進(jìn)器的旋轉(zhuǎn)速度加快可增加其推力，而改變?nèi)~片角度則可改變推力方向。這種設(shè)計(jì)特點(diǎn)使得其在為飛艇提供動(dòng)力的同時(shí)提高了飛艇的操縱性能。擬采用擺線螺旋槳來控制飛艇的水平運(yùn)動(dòng)，通過在飛行器系統(tǒng)內(nèi)部安裝一套浮力控制系統(tǒng)來操縱飛艇的升降。

大型運(yùn)輸飛艇市場預(yù)測

據(jù)美國有線電視新聞網(wǎng)報(bào)道，冰島航空貨運(yùn)公司與Aeroscraft公司計(jì)劃合作利用飛艇發(fā)展冰島與北極部分地區(qū)之間的貨運(yùn)服務(wù)，這一服務(wù)將有利于格陵蘭海岸的油氣產(chǎn)業(yè)。第一階段計(jì)劃投資開發(fā)22艘飛艇，包括66噸和250噸型號(hào)的飛艇。首艘66噸商用飛艇計(jì)劃于2016年第一個(gè)季度升空，并于2022年左右投入運(yùn)營。Aeroscraft公司還基于市場需求做了詳細(xì)的財(cái)政預(yù)測、經(jīng)營情況和飛艇編隊(duì)等評(píng)估，最終預(yù)計(jì)制作一艘66噸和250噸飛艇的最初成本分別是6千萬美元和1.2億美元，并將形成由22艘飛艇組成的運(yùn)輸編隊(duì)。據(jù)此，推算了Aeroscraft公司大型運(yùn)輸飛艇市場預(yù)測，如圖表所示。

綜合載重量、使用模式、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，大型運(yùn)輸飛艇可以完全取代現(xiàn)有的直升機(jī)市場，并深入運(yùn)輸機(jī)等潛在市場。Frost&Sullivan公司(F&S)對(duì)于所分析的市場具有深入寬廣的視角，可以引用該公司的《全球民用和軍用直升機(jī)市場》分析預(yù)測大型運(yùn)輸飛艇的市場規(guī)模。大型運(yùn)輸飛艇的發(fā)展具體表現(xiàn)在抓住現(xiàn)有市場份額和深入新興市場兩種方式。由于可為客戶提供獨(dú)一無二的運(yùn)輸解決方案，到2020年左右大型運(yùn)輸飛艇的總市場規(guī)模將達(dá)到500億美元。大型運(yùn)輸飛艇具有清晰的主市場，大尺寸貨物、特殊環(huán)境、特種設(shè)備運(yùn)輸優(yōu)勢明顯，煤礦業(yè)、近海石油和天然氣、軍隊(duì)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域應(yīng)用前景美好。在一些孤島或經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)，由于道路設(shè)施和維護(hù)成本太高或機(jī)場設(shè)施缺乏，傳統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)，大型運(yùn)輸飛艇在偏遠(yuǎn)地區(qū)可垂直起降，這就可以吸引一批新的客戶群，深入更廣闊的新興市場。

美國等先進(jìn)國家決策高層重新明確認(rèn)識(shí)“現(xiàn)代型運(yùn)輸飛艇”的發(fā)展，大型運(yùn)輸飛艇發(fā)展戰(zhàn)略將重新崛起。預(yù)計(jì)未來的數(shù)年內(nèi)，就能將其推向軍、民用市場并實(shí)現(xiàn)常態(tài)化運(yùn)營。

目前國外正在積極開展大型運(yùn)輸飛艇的總體設(shè)計(jì)和技術(shù)驗(yàn)證艇，在浮升一體化布局、重浮力平衡控制、飛行控制和試驗(yàn)試飛等關(guān)鍵技術(shù)方面已完成了原理驗(yàn)證，國內(nèi)正積極開展大型運(yùn)輸飛艇前期的論證工作。

盡管大型運(yùn)輸飛艇市場前景廣泛，但對(duì)各類風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別、分析和規(guī)避尤為重要，將影響整個(gè)大型運(yùn)輸飛艇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。先進(jìn)制造技術(shù)和高端制造裝備是國家核心競爭力的科技支柱，大型復(fù)雜裝備系統(tǒng)是構(gòu)建我國先進(jìn)工業(yè)和國防體系的戰(zhàn)略舉措，大型運(yùn)輸飛艇的發(fā)展將成為國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)新的增長點(diǎn)，也將成為國家防衛(wèi)力量的一個(gè)新增長點(diǎn)。(作者單位系中航通飛研究院)