这个曾经活跃于一战早期的庞然大物，现在早已经完全变成蒸汽朋克的代表产品之一。但现在有不少公司，又开始在研究飞艇，甚至把它作为新时代的交通工具。
所以，为什么会有人在研究这种已经消失在历史中的东西呢？今天我们就来聊聊这个既古老又科幻的飞艇。
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这是一个普通的气球... 一个氢气球或是氦气球，一撒手就飞上天了。这是一个热气球。靠着加热空气降低密度的方式，它也能飞起来，不过不算高。它可以载人，不过不算多。它也可以操控，不过基本还是随缘飞。这是 1852 年，法国人亨利 · 吉法德（ Henri Giffard ）发明的第一艘可操纵的飞艇。他有 44 米长，下方平台上的引擎让它能够以 9 公里的时速飞行。不过仅限顺风，逆风它就飞不动了。这是红警 2 里的基洛夫飞艇。它攻高血厚，是游戏中最强的空中单位。相信听到这句 Kirov reporting，很多老玩家都有心脏骤停的感觉。这个曾经活跃于一战早期的庞然大物，在我原本的概念中，现在已经完全变成蒸汽朋克的代表产品之一，和差分机、蒸汽机这些复杂的机器一起，表达一种科幻的机械主义浪漫。可我发现，现在有不少公司，都在研究飞艇，甚至把它作为新时代的交通工具。所以，为什么会有人在研究这种已经消失在历史中的东西呢？ 基础介绍
在介绍为什么飞艇可能是未来重要的交通工具之前，得先聊聊它是怎么兴起的，又是怎么被淘汰的。这是某个风筝节上的基洛夫飞艇（ 气球 ）。虽然看起来有些喜感，但飞艇的核心原理还真跟气球差不太多。只要给气球充上比空气轻的氢气或是氦气，气球就能浮上天。
飞艇也差不多，稍微想得深入一点，我们就能意识到浮力与气体的体积，也就是尺寸的立方成正比，而飞艇飞行时所受的阻力却只和头部的面积也就是尺寸的平方成正比，所以理论上，飞艇越大，它的效率就越高。这和船只的逻辑是一样的，这就是为什么飞艇的英文名是 airship，空中的船。虽然游戏里的飞艇是苏联的特殊单位，但历史上的著名飞艇其实都是德国的齐柏林飞艇。它是由齐柏林伯爵发明的，初代就有 128 米长，比一个足球场还要长。之后，齐柏林系列的飞艇越造越大，最大的兴登堡号甚至到达了 245 米长。要做得这么大，就不能只像气球一样，往里充气就行，咱们得给它加上骨架。通过良好的外部结构支撑，飞艇的形状会变得相对固定，甚至会在里面分成好几个气囊。这样气囊可以标准化生产，飞艇变大时也只需要多加几个气囊就好了，这就是所谓的硬式飞艇。齐柏林过于有名，以至于一度成为了飞艇的代名词。像魔兽中的地精飞艇英文名就是齐柏林，可见其影响力。 内部结构
乍一看，飞艇是被气囊充满了的，但是由于飞艇实在是太大了，所以只要稍微留出一点空间就足以放置大量的货物或者是供人使用。由于气囊会往上浮，所以人类的活动区域一定集中在飞艇的下方。兴登堡号是一艘豪华的民用飞艇，它的主要活动区域集中在飞艇的中前部。它有整整两层的活动区域，上层供乘客使用，下层供机组成员使用。乘客的活动区里有卧室、有餐厅，在餐厅里甚至还放了一架钢琴，空间可谓是相当充裕。在活动区的边缘，还有大面积的窗户可供乘客欣赏美景。而机组成员除了下层的休息区外，还可以沿着飞艇的中轴线一路走。这条线上有各式各样的设备，它们都可能需要机组成员的操作与维护。在活动区前方一点，凸出来的这个部分就是驾驶舱。这个位置的视野不错，大多数飞艇的驾驶室都在这个位置。 操纵方式
咱们现在知道了飞艇的内部结构，那么这玩意儿要怎么操作呢？飞艇的基础控制逻辑和飞机类似，通常有一组水平尾翼和一组竖直尾翼，可以用来调节飞行姿态。不过，飞机能飞起来靠的是高速运动下飞机上下的气压差，所以发动机一般专注于提供向前的推力。但与飞机不同的是，飞艇理论上应该处于浮力和重力恰好互相抵消，纵向合力为 0 的状态，所以给它一个任意方向的力，它就可以往那个方向加速。因此，飞艇上的发动机一般都可以 360 度旋转，能提供任意方向的动力。由于飞艇极大，所以这样的发动机一般也会有很多个，遍布飞艇的艇身。于是，操控飞艇的关键就变成了怎么维持这个纵向合力为 0 的状态。飞艇停在地上的时候，会带上大量的 “ 压舱水 ” 提供重力，让飞艇不至于自己飞起来。待上下客、装卸货的操作完成后，飞艇准备起飞时，只需要逐步放水，放到重力与浮力平衡即可，并不复杂。随着飞艇高度的变化，外部的空气的密度会变，所以提供的浮力也会变。此外，燃料的消耗也会减少艇身的重量，军事飞艇投弹的操作更是会大幅减少重力，让飞艇脱离平衡。任何超重的情况其实都好处理，只要跟地面上一样放水即可。棘手的是重力不足该怎么办。我们可以先参考一下船是如何调节平衡的。船始终行驶在水上，随着重力的变化，船的吃水深度会自动变化，船就可以自动达成新的平衡。但飞艇飞在空中，体积也不会变，并没有办法改变 “ 吃空气 ” 的深度。船的另一种调节方法就是把水装到船舱里来增重，这些就是船的 “ 压舱水 ” 。不过在空中，能用来增重的就只有空气了。飞艇在装提升气体的大气囊内还会有一个装空气的小气囊。通过往小气囊里注入压缩空气，整个气囊的密度会提高，所能提供的浮力就会减小。不过这种方法对压缩机的性能是一个极大的考验。除了压缩空气这种增重方式外，另一种很直观的方法就是减少浮力，直接放掉一部分的提升气体。但问题是，放水不心疼，气可一点都不便宜。一吨的水只要几块钱，但 900 立方米的氦气才能提供一吨货物所需的浮力，这些氦气需要约 6000 美元，成本相当高。氢气的价格虽然只有氦气的 1/20 ，但把氢气放掉跟空气混合是有爆炸的风险的。如果以上两种方法都不足以解决问题，那就只能靠发动机了，不过让发动机一直运转来保持平衡就有点类似于直升机了，听着就很耗燃料。所以在实际操作中，往往是优先使用前两种方法，实在不行才靠发动机。除了这几种方法，还有一些飞艇把艇身设计成类似飞机的形状，也能和飞机一样被动提供一些升力。此外，还有一些人在研究回收燃料燃烧产生的水来增加重量。总之，维持平衡是飞艇相当关键的课题。 所以飞艇为什么没落了
1915 年 1 月 19 日晚，德国首次用飞艇对英国本土进行了空袭。这是人类历史上第一次对有海军封锁的国家本土进行打击，震撼了英国和全世界。一提到军用飞艇，相信很多人会有个疑惑：飞艇又大又慢，不是很容易被打下来吗？飞艇的大是毋庸置疑的，但慢不慢得看跟谁比。当时飞艇的时速大约为 80 公里，跟现在的飞机比起来肯定是太慢了。但要知道那时的飞机刚发明出来十几年，许多飞机甚至还是木质的，性能还不如飞艇呢。不仅速度不比飞艇快，当时飞机的载重也非常拉胯，几乎带不了武器。地面上双方士兵打得火热，而空中的飞行员由于互相都知道对方没有武器，所以还能在飞机上挥手致意，然后 “ 遵守交通规则 ” 各自靠右飞行。这一奇景直到某位不讲武德的飞行员把手枪带上飞机后才逐渐减少，在法国把机枪装在飞机上以后才彻底消失。总之，当时的航空器所能造成的杀伤极小，所以各国都没什么防空火力。因此，飞艇在那时几乎就是无敌的。防御高的同时，飞艇还能带上吨的弹药，杀伤力也是极强的。红警里基洛夫飞艇高攻高血的设定可以说是对当时齐柏林飞艇的准确复刻。衰弱
不过很可惜，战争是科技的催化剂，尤其是在武器装备方面。飞机在战争期间飞速发展，性能飙升，几年时间就提高到了时速 200 公里以上。而飞艇受限于原理，并没有办法大幅提速。不过更关键的是，英国人研究出了针对德国飞艇的战术。因为那时的德国飞艇普遍使用氢气。英国人的战术是，先用高爆弹抠缝，把氢气气囊打爆，让氢气和空气充分混合，然后一发燃烧弹搞定。于是随着战争的发展，飞艇攻防两端都失去了优势，也就退出了军用领域。那时的民用飞机噪声极大，空间狭小，且随时可能因为湍流的影响遭遇 30 米左右的突然下降。80% 的民航旅客首次坐飞机时都会呕吐。而飞艇空间大飞得稳，体验要好很多。转折点发生在 1937 年，故事的主角就是我们前面讲到的豪华飞艇兴登堡号。这艘 245 米长的飞艇当时运营着德国与美国之间的航线，单程票价高达 400 美元，约等于如今的 7000 美元，是各路富豪最棒的奢侈消费之一。不过在 1937 年 5 月，兴登堡号第 13 次飞往美国时，意外发生了。在它准备降落时，顶部突然起火，火势迅速蔓延，10 秒就吞没了大部分的艇身， 34 秒后整艘飞艇就彻底化为了一团火球。现场本身有无数的记者和民众想要一睹兴登堡号的英姿，没想到最终见证到了这样惊悚的一幕。但其实飞艇并没有想象中的那么不安全，氢气飞艇齐柏林伯爵号（ Graf Zeppelin ）保有着 160 万公里安全运营的记录，有过环球飞行，也曾飞越过北极。即使是在兴登堡号惨案中，97 名乘客和机组成员中有 62 人都活了下来，生还率高达 64%，情况并没有这么惨烈。当时飞机的安全性并不比飞艇高，但这并没有妨碍飞机的发展。随着民航系统一次次从血泪中吸取经验教训，以严格的流程和系统性的安全管理，让飞机成了最安全的交通方式。只是兴登堡号飞艇的惨案在视觉上过于震撼，民众才对飞艇产生了过大的恐惧。自此以后，飞艇就被冠上了不安全的印象，退出了历史的舞台。 为什么现在又开始研究飞艇了
飞艇没有那么不安全
但是如今 80 年过去了，人们对于飞艇的恐惧逐渐消失，而材料学、安全理念、工程能力的进步，有好多人都开始有信心能驾驭住这样的庞然巨物。如果安全不再是问题，飞艇就变成了一个运力极强的长距离点对点的运输手段，而且灵活性极强。飞艇运输的灵活度是可以和直升机相媲美的。它的起降不需要太多的基础设施的配合。不需要公路、不需要码头，只需要有一片空地就能完成起降。由于不需要能量来维持飞行状态，飞艇可以持续在空中飞行好几天，这点上的灵活度甚至还要高于直升机。在拥有直升机的灵活度的同时，飞艇的运载能力又是远超直升机的。我们前面一直在说飞艇很大，但大家可能还是对它到底有多大没有一个很直观的印象。这是飞鲸 ( flying whales ) 公司设计的飞艇，它的艇身有 200 米长， 50 米直径。我们有时能在路上看到这样的，装着两个集装箱的大货车。这样的一个集装箱的大小是 6.1M × 2.44M × 2.59M，内容积约为 25 立方米。一个鞋盒的大小大约是 0.009 立方米，所以一个集装箱大约可以装下 2750 双鞋子。而飞艇的货舱，即使用最笨的方法放，也可以堆下 90 个集装箱，这就相当于 45 辆大货车。全部用来装鞋子的话，那就是将近 25 万双。这个运力是相当恐怖的。就像我们前面说的，飞艇的效率和尺寸成正比，以现在的技术，完全可以把飞艇尺寸做的更大，当你的尺寸进一步加大，比如 400 米、500 米甚至更长，它的运载成本甚至能跟海运拼一拼。面对尺寸超标的物体，飞艇还可以像直升机一样吊着它走。此外，在装卸货时，飞艇完全可以悬停在空中完成操作，还不会像直升机一样刮起大风。这意味着，飞艇甚至不用落地就能完成超大型物体的运输。这是它独一无二的优势。除了一次性能运的东西够多以外，飞艇的运输速度也是一点也不慢的。虽然飞艇总给人一种笨重的感觉，但巡航时速可以达到 120 公里，这已经比大多数高速路上的货车还要快了，它的运载成本甚至能跟海运拼一拼。总之，飞艇拥有超越汽车的速度，超越直升机的灵活度，却只要类似于海运的运输成本，综合性能可以说是遥遥领先。人的需求不断在变化，有许多曾经因为各种各样的原因被淘汰的事物，也许并不是当时最需要的，但随着其他外部因素发生变化，工程和材料学技术的进步，在适当的时候，时机成熟，也许曾经的落后技术就能变成新的未来发展方向。而对于我们来说，也想着万一这个方向可行，以前只有在小说电影里能看到的飞艇走进现实，也能坐一次，也算是圆了一次蒸汽朋克梦。How Zeppelin Works-Engineering ChannelWhat happened to the Hindenburg?-Jared OwenHow do blimps/rigid airships actually landwhen filled with gasses lighter than air?-efalkBuoyancy compensator (aviation)-wikipediaHow much helium does it take to lift a person?- Tom ScottHindenburg vs Titanic: Survival Rates -Airship.net第一次世界大战空中霸王-飞艇,最早的空中战略轰炸!-易途
