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谁将是临近空间拓荒者 　　飞艇是人类最早的实用航空器，作为一种基于静升力的可操纵飞行器，飞艇有着动升力飞行器所不具备的独特优点。人类研制运行高度指向临近空间的平流层飞艇已有近50年的历史，临近空间目前的共识是指对地高度在20余千米以上、100千米以下的空域范围。各国竞相研制平流层飞艇的目的是显而易见的：谁率先拥有能在平流层长期定点驻空或巡航飞行的战略平台，谁就开创了人类在临近空间活动的新纪元，空天一体化愿景也就有了实现的可能。平流层飞艇无疑具有极其重大的政治和军事意义，以及潜在的巨大商业利益。从常理来看，借助如今人类所掌握的航空航天技术和工业能力，制造现代飞艇的难度应当远低于100多年前飞艇垄断天空的那个时代。然而，尽管近半个世纪以来人们先后提出了许多平流层飞艇方案，也着手开展过无数的相关实验，但时至今日，人类仍然无法创造出有实用价值的平流层飞艇。原因何在？本文简述一位中国科学家创造的变体空天飞艇，并列出几类有代表性的各国平流层飞艇方案，以资比较以飨读者。 　　中国创造的变体空天飞艇 　　人类致力于平流层飞艇探索研究，大约是从上世纪70年代初期开始的。人们对平流层飞艇的期望其实并不高：能够在地面、对流层到20千米以上的平流层高度范围实施有效操纵升降、定点悬浮或巡航飞行；能携带一定重量的载荷在平流层长航时执行任务；能够有效操纵返回到地面指定位置，这就算达到平流层飞艇的目的了。这样的期望，当然就使人们不约而同地联想起现有的软式飞艇：既然早期的飞艇都能轻而易举往返地面至数千米的高空，那么只需把他们的体积加大到足以对付平流层稀薄空气的程度，研发出高阻气和具备高抗压能力的新型囊体材料，再配以先进的动力、控制与工程方法和工艺技术，平流层飞艇应当不难实现。然而，当人们将设想付诸行动之后才发现，问题并非那么简单。 　　时光飞逝，转眼就到了1992年，从这个时期开始，各国平流层飞艇研究热潮相继降温。曾经引起人们广泛关注的各国平流层飞艇项目，大多中途而废了。原因在于当人们满怀激情和信心并付出20多年的努力之后，却发现平流???飞艇仍然只是愿景而遥不可及。悲观失望的情绪笼罩在人们心头，各种怀疑、责难也在业界弥漫开来。 　　1992年夏季，时为北京航空航天大学飞机设计与应用力学专业博士研究生的李晓阳，前往日本横滨一家飞艇公司作短期研修，这是当时整个亚洲唯一拥有大型齐伯林飞艇的机构，用飞艇来做空中广告和载客观光。李晓阳认为，人类在平流层飞艇领域迟迟不能如愿，不应简单归结为现有航空航天科技水平和工业能力不足，问题可能出在某个被忽略了的关键点上。他此行的目的，就是要零距离接触当时最先进的现代软式飞艇，以期能找到平流层飞艇研制裹足不前的原因。 　　此后的几年中，李晓阳还实地考察了多个国家的平流层实验样艇。他倒不是想学别人怎么做，而是要研究为什么大家都做不成，　这当中究竟隐藏着什么尚不为人知的奥秘。 　　从平流层飞艇的各种方案中，李晓阳找到了它们的共同点。这些看似有别、各有特色的平流层飞艇，它们调节囊体压力的基本方法，却都采用了140年前法国人查理和罗伯特兄弟的发明，简单说来就是软式飞艇普遍采用的主囊+副囊结构。借助动升力上升时，利用主囊的承压能力来防止内压扩张，同时“挤”出副囊中的空气；向副囊鼓入空气以重新获得下沉力时，亦需利用主囊的承压能力来束缚囊中增大的内压，防止囊体爆裂和维持囊体形状。由此可见，软式飞艇在垂直方向运动的高度范围，受制于“主囊容积”和“囊体承压能力”这两个主要条件。李晓阳发现，正是这两个无法平衡的矛盾，阻碍了平流层飞艇的发展进程。 　　软式平流层飞艇的主囊容积相对不变，要使之能够浮升到平流层高度，飞艇除了要有巨大的体积外，还要求升空前飞艇主囊中的轻质气体量与副囊空气量达到一定的比值，否则飞艇因不能获得净静升力而升不起来。而轻质气体量多了则副囊中的空气量必须相应减少，这又使得其理论压力高度（升限）降低。这种结构性的矛盾，成为软式平流层飞艇无法突破的技术瓶颈。 　　可以设想：假如采用现有软式飞艇原理和构造来制造一艘飞艇，并且已经有能力把艇体容积做得足够大，飞艇能轻易越过气流多变的对流层和风速较大的激流层，上升到数十千米高的平流层去展开作业。同时，人们也有足够的技术条件来应对飞艇在平流层环境中面临的种种复杂问题。那么在完成任务后，有什么办法能把这艘巨大飞艇可靠地操纵下降返航，准确回到基地或者其他指定的着陆场站，而不是无能为力地任其随着经、纬向气流，不受控地飘降到某个无法准确预测的着陆点？ 　　“在释放出主囊体中部分轻质气体的同时向副囊鼓入空气”，或者干脆“利用主囊体的承压余度向副囊鼓入空气”，这样使飞艇获得初始下沉力的方案似乎可行。然而深入研究下去就会发现，即使不考虑是否有能力制造承压能力极强的软式飞艇囊体材料，也不考虑加