现代高静动升力比运输飞艇概述

／动升力比则小于１。以此来界定两
１．新颖而合理的气动布局
地完成绕场一周５ｍｉｎ飞行。
类不同升空机理和飞行原理的飞行 器具有实用意义。例如，虽然现代
现代“高静，动升力比”飞艇独 特的气动布局设计，使总体的阻力
３．强大动力组合与略重于空 气总体设计概念
“高静，动升力比”飞艇的升力设计， 特性、气动特性更趋合理。
需要住进世界各地繁多的旅馆，既
可以从天空中欣赏各地的优美景
色，也可以降落停留一段时间在地
面游览。
这种旅游模式，将为人类的旅行
活动带来很多方便，会节约很多时
间和旅游成本。
一
万方数据
航空科学技术Ｉ ２００９．６ Ｉ ５
现代"高静/动升力比"运输飞艇概述
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
项目＼ ＼ ＼＼＼飞行器
典型航空器 总体升力设计
静，动升力比
空气静升力飞行器
传统飞艇
现代“高静， 动升比”飞艇
全空气静升力
主体为空气静 升力
远大于１ （趋向于无穷）
大于１
大于１
空气动力飞行器
静升力飞机
飞机、直升机
主体为空气 动力升力
全空气动力升力
小于１
远小于ｌ （趋向于零）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小于１
飞艇姿态操控的功能。 英国“天猫”巨型飞艇系列，安
现代“高静，动升力比”飞艇空
组合了相当部分气动升力，但由于
飞艇常用的气动布局有“橄榄 重略重于空气，这也就解决了传统
其升力组合仍是以静升力为主体， 型”、“盘翼型”、“椭球型”、”环盘型”及 飞艇需要压舱物装卸和地面人员牵
静，动升力比大于１，仍可界定其为 “艇囊机翼型“等。有两种气动布局已 引等烦琐操作问题。
与传统飞艇的理论与技术相比，在多 寸是传统飞艇的１／２，迎风面积及相应
方面都有了重大突破。
的飞行阻力大大降低。这给节能和提
器的概念界定问题 作为航空运输的航空器，按升空
各国对现代运输飞艇的要求主 要有：
高飞艇飞行速度创造了条件。 ２．崭新的静／动升力组合理念
机理及飞行原理可以分为“空气静 升力飞行器”和“空气动升力飞行 器”两类。
有两种气动布局已被现代高静动升力比飞艇优先采纳即美国选择的称之为helipsoid设襄1空气静升力飞行器与空气动力飞行器技术特点对比飞行器项目空气静升力飞行器空气动力飞行器现代高静典型航空器传统飞艇静升力飞机飞机直升机动升比飞艇主体为空气静主体为空气总体升力设计全空气静升力全空气动力升力升力动力升力远大于1大于1小于1远小于l静动升力比趋向于无穷趋向于零大于1小于1计的椭球型气动布局设计和俄罗斯选择的盘翼型气动布局设计如图2所示
５０吨级的运输飞艇，设计思想
多为“空中旅游型”，包括美国国际 航空公司投入４０００万美元建造的 Ⅶ一８６６型豪华飞艇，以及法国花费 １５０亿美元建造的“腾云”超级豪华 旅游飞艇等。
５吨级的运输飞艇中，最为典型 的就是美国“海象计划”的阶段型号 Ｐ－７９１飞艇。
二、现代运输飞艇概念描述 及其特点分析
１．现代运输飞艇群的理论概 念探讨
效益为传统运输工具的２２倍。
２．可节约大量国土资源
以现代“高静，动升比”飞艇系
统工程及其全局性运行网络为基础
的“飞艇运输系统”，与传统的铁路、
公路、航空运输甚至海上运输模式
相比，可以节约大量珍贵的国土资
源，减少道路、铁路、机场、码头等用
地并节约大量资金。
３．现代“高静，动升力比”飞
艇航空运输系统可用于大规模抢
以美国“海象”飞艇为例，其升力 来源为静升力，动升力的组合升力。 该组合即：巨大艇囊产生的静升力 （６０％一７０％）＋动力装置系统和相关 动翼产生的动升力（３０％～４０％，含推 进系统动力、艇体动力和翼面动力）。 因此，该巨艇就具备了如独立操控 起／降飞行（“点面积”垂直起／降）、 “点对点”运行，以及实现超大载荷 运输等主要特点。
装６台航空涡轮风扇发动机，可实 现其垂直起，降或短距起，降，包括 可独立地实现水上起，降。
４．传统飞艇复杂维护工程的 “解放”
对于轻于空气的传统飞艇，地面
万方数据
［二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二赫瞧］
操纵是一个很大的问题，一般都需 要一个很庞大的地面维护队伍。在 起，降时还要有压舱物装卸、地面系 留塔的系留，以及大量地面维护人 员牵系和建造巨大艇库等。
圈１ 美国“海象”飞艇设计思想示意圈
万方数据
航空科学技术Ｉ ２００９．６ ｌ ３
［一（端－３－ｅ…ｎ述…ｏｒ－ｏｌ－揖～ＲＯ—Ｖ告—ＩＯ…Ｗ二…二二…二…二…二二…二…二·二二ｖ·二二·二－二－二—二—二－二－二－—二二…二…二－二－二·二－二·二－二－－＝二—二·二－二—二·二二－－＝二一］
根据现代运输飞艇主要技术特 三、在理论－ｆｆ技
郭允良
航空科学技术 AERONAUTICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 2009，""(6) 0次
本文链接：/Periodical_hkkxjs200906001.aspx 授权使用：黄小强(wfxadz)，授权号：bc5f2fd4-4bf2-47e3-aa34-9e3501503b02
［二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二笺嘉熊］
现代“高静／动升力比＂运输飞艇概述
．Ｉ玎ｎ１ｅｅ Ｏｖｅｒｖｉｅ喇ｏｆ ｔｈｅ ０
ｍｔｌｌ
Ｍｑ｝ｄｅｍｅＷ
Ｒａｔｉｏ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ａｉｒｓｈｉｐｓ
口郭允良
冀要：本文科学定义了具有时代特点的“现代运输飞艇”群．介绍了现代运输飞艇”在飞艇理论与技术上的历史 性突破。并为中国发展运输飞艇提供了很好的思路。
征，其科学的定义可以这样描述：
术上的重大突破
现代运输飞艇是“主要靠轻于空 气气体产生静升力，以静升力为主、
现代“高静，动升 力比”飞艇是一类浮
动升力为辅，由动力装置推进，重于 空气，可独立操控的航空器。”
因此，可以将这一代现代运输飞 艇群称为“高静，动升比飞艇”。因 为，它们的静，动升力比远大于ｌ （约等于２．３３）。
现代“高静，动升比”飞艇总体略 重于空气，无须压舱物，采用“气垫船” 式着陆技术，着陆后飞艇被吸附于地 面，可无须系留而安全地停在基地地 面，有的设计甚至还免去了艇库的建 造。再加上装备足够功率的动力系统 组合和矢量控制技术的应用，使其地 面操纵从根本上得以改善。
５．较高飞行速度解决恶劣天 气飞行技术难点
险救灾
“高静／动升比”运输飞艇的功
能优势表明，其不仅是一种很适合
于我国交通运输战线的“绿色航空
器”，同时更是大规模抢险救灾的不
可替代的生力军。在重大灾害的抢
险救灾中，现代“高静，动升比”飞艇
将会是已有各类地面、空中装备的
重大补充，必将使全面的抢险救灾
工作更加有效。
４．可打造新型航空旅游模式
乘坐现代飞艇旅游，乘客们不
２．现代运输飞艇与相关航空
升式新概念飞行器， 采用了低阻与静升力
图２美国与俄罗斯飞艇的气动布局
，动升力综合气动布局的设计技术、艇 计的“椭球型”气动布局设计和俄罗斯
囊和机翼的结构组合技术，以及浮升 选择的“盘翼型”气动布局设计（如图２
体综合操纵控制技术等多种新技术。 所示）。在同等载荷下，他们的几何尺
７．超大的有效载荷空间特性 现代“高静，动升比”飞艇的艇囊 设计容积范围很大，一般在１００００～ ５０００００ｍ３范围。在巨大艇囊浮升气体 产生巨大静升力基础上，还可从飞行 中的艇囊、短翼以及可倾转方向的动 力系统，获得部分空气动力升力。这使 其载荷空间具有了突破性的提高，一 般在１００一１０００ｔ范围，其载荷效率也 比传统飞艇高１／３以上。 ８．航程更远。航时更长 现代“高静／动升比”飞艇采用 轻型高效的先进动力系统及高性能 艇囊材料，可以获得较低的空重，燃 料的空间也可以加大。这使得其航 程可达５０００—１００００ｋｍ。由于其巨大 艇囊获得的静升力是不消耗能量 的，故其留空时间可以很长，往往以 “周”计。甚至可以“月”计。
“飞艇”的范畴，即称为“高静，动升 被现代“高静，动升力比”飞艇优先采
现代“高静，动升力比”飞艇动
力比”飞艇。
纳，即美国选择的称之为Ｈｅｌｉｐｓｏｉｄ设
襄１ “空气静升力飞行器”与“空气动力飞行器”技术特点对比
力装置功率较传统飞艇要强大得 多，除承担飞行推进力外，还要承担 艇囊静升力之外的动升力以及参与
下载时间：2010年11月21日
相比，可以省去传统运输模式中的
“始发车辆陆运”、“始发航空港”和
“到达航空港”、“到达车辆陆运”等
四个运输环节。
据测算，因能“门到门”运送货物
到位，在空中吊运时无须包装，就能节
约运输成本２０％以上，其总运营费用
是飞机的１／４，直升机的１／１０。据俄罗
斯“西伯利亚组件安装”公司专家估
算，这种飞艇运输超大型物件的经济
美国将于２０１０年进行实验飞行
的ＭＬ－８６６型豪华飞艇，提供了一种 全新的旅游方式。只要有不小于 ６４ｍ×３０ｍ的空地，就可以完成独立 起，降，实现“门到门”的运行。
点对点直接运输是绝大多数海、 陆、空运输工具所无法实现的方式，利 用飞艇可以省略中间转运环节，在没 有机场，也没有公路和河流的情况下， 可直接将货物运送到目的地。
美国“海象”计划阶段性进展型
从两类飞行器特征对比中可以 看出，空气静升力飞行器的静，动升
地面操控与安全、地面维护与保养； （ｃ）飞艇功能要求，包括不加油
号Ｐ－７９１飞艇（缩比１／４），在２００８年 １月３１日实现首飞，在无地面人员
力比大于ｌ，而空气动力飞行器的静 飞行距离、有效载荷等。
牵引条件下，独立地自我操控，成功
关键词：运输飞艇静升力／动升力比
‘‘现代运输飞艇”，是指２０世纪 踟年代初诞生的一类浮升式新 概念飞行器，将传统飞艇的静
升力与飞机、直升机的动升力这两 类不同飞行原理间的优点组合起来 的新一代运输飞艇。
“现代运输飞艇”具备很强的有 效载荷能力，且同时具有常规布局 飞机所不具备的低空性能，以及常 规飞艇所不具备的操纵性和机动 性。在军用和民用领域均具有广阔 的应用前景。
一、世界现代运输飞艇群
现代运输飞艇大致分为５００吨 级巨型运输飞艇、５０吨级重型运输 飞艇及５吨级中型运输飞艇三类。
５００吨级巨型运输飞艇包括：美 国军方的“海象”计划（５００—１０００吨 级，长２０６ｍ，目前停止该项资金）、英 国的“天猫１０００”（１０００吨级，长 ２５６ｍ）、德国的“ＣＬ－１６０”（４５０吨级， 长２６０ｍ）、俄罗斯的Ａ ＪＩ Ａ一６００（６００ 吨级，长ｍｏｍ）、法国的“ＡＶＥＡ”（ １０００吨级，长２００ｍ）和乌克兰新式“地 球仪＿２５０”（２５０吨级）等。
现代“高静，动升比”飞艇飞行 速度可达１５０—３００ｋｍ／ｈ，与直升机 的飞行速度相当。高飞行速度和动 力系统参与飞艇姿态的调整与控 制，使之抗恶劣天气能力大大提高， 一般设计可抗８级风，有的在９、１０ 级风下仍可以安全着陆。
６．真正可以实现“点到点”的 运输
现代“高静，动升比”飞艇根据载 荷情况，可实施垂直起，降或短距起， 降的独立操控功能。他们既可以停降 在飞机跑道上。也可以停在任何开放 的空地上，实现“点“到”点”运行。
两类的飞行原理和升力发生的
（ａ）飞艇飞行性能要求，包括飞 行速度、垂直起降（ＶＴＯＬ）能力、降 落场合限制、恶劣天气飞行能力、位 置保持能力；
引进静升力，动升力组合是现 代“高静，动升比”飞艇的核心理念。 这使得他们能独立地实施起飞／降 落与飞行操控，因而更具实用性。
方法对比见表ｌ。
（ｂ）飞艇维修性设计要求，包括
“现代运输飞艇”的技术特点主 要如下：
（ａ）ＥＪＩ入静升力，动升力的新升 力组合设计理念；
（ｂ）组合动力系统创造的独立操
控功能： （ｃ）组合动力系统承担部分垂直
升力形成的超大载荷性能；， （ｄ）实用的气动布局和组合动力
系统支持的维护性的革命性改进； （ｅ）独立操控功能实现了良好的
运行程序优越度（能真正实现“点对 点”运输）等。
传统飞艇动力系统规模不大，推 进速度较低（小于１５０ｋｍ／ｈ），抗风能 力差，难于抵抗５级以上的风力。
现代“高静，动升比”飞艇总体 气动布局合理，且装备了强大的动 力系统组合，并应用了矢量控制技 术。不仅飞行速度大幅度提高，飞艇 的操稳性也有了根本性改善，使其 具有传统飞艇无法实现的抗击恶劣 天气的飞行能力。
四、适－－３＝“资源节约型、环境 友好型”国家理念
１．节省能源，降底成本 在环境工程急迫节能、减排需求 的今天，飞艇在交通运输领域的优 越性尤为突出。传统的的运输模式 是“门一陆路一机场（海港）一空运 （海、水运）一机场（海港）一陆路一 门”，而现代“高静／动升比”飞艇运 行模式可以实现直接的“门到门”运 输。与传统的航空与海上运输模式