[科普中国]-解密平流层飞艇：如大鱼翱翔于万里晴空

在宫崎骏的动画片中，我们常会看到“飞艇”这种飞行器。天空湛蓝如海，一枚庞大的椭圆形物体，如同大鱼一般，缓缓在空中飞行。真实生活中,飞艇离我们也并不遥远，现存的飞艇大多分为军用和民用两种。随着科技的不断发展，“圆梦号”飞艇完成了首次飞行，实现了平流层飞艇的长时间飞行。

平流层飞艇的研发

我们平常见到的低空飞艇，飞行时间短，只能用于载客。而且，这种低空飞艇对风速的要求比较高，在超过五级风的情况下，一般无法正常运行。平流层飞艇的飞行高度高，这是因为高空的空气密度低，飞艇迎风行驶所遇到的阻力小。一旦高度超过一万米，平流层飞艇就会突破云层；在到达两万米的高度后，则可以充分利用太阳能驱动飞艇。平流层飞艇是一种可控的飞行器，载重能力强，成本较卫星和大型飞机低廉，还具备一套自主智能控制系统。

平流层飞艇技术先进

平流层气流较稳定，但环境较复杂，这就对飞艇的设计要求很高。平流层的太阳辐射特别强，同时，臭氧浓度也非常高，飞行条件总体严苛，飞艇用材不慎极易导致舱体老化。

这样的飞行环境，就对飞艇的材料有着很高的要求。“圆梦号”飞艇使用的高强度材料，可以保障飞艇在高空进行长时间停留；在设计阶段，设计师还将飞艇的骨架、螺旋桨、支架的重量降至最轻。飞艇的材料表面采用了防臭氧、防紫外线的设计，可以保护飞艇不受到高空环境的损伤。另外，飞艇上配备的太阳能电池板也得到了改良，太阳能系统质量轻、效率高。

平流层飞艇前景广阔

平流层飞艇分为军用及民用两方面，应用范围十分广泛。以对地成像为例，如果给在两万米的高空飞行的飞艇配备一台相机，飞艇就可以对附近的环境进行高分辨率的成像。同时，也可以启用飞艇上的雷达，穿透雾霾，拍摄地面的景物。

除此之外，平流层飞艇在通信方面的前景也很广阔。例如，我们可以将飞艇作为通信的中转站。我们可以先将地面指令发送到飞艇上，然后再由飞艇发到目标飞行器上，这样一来，我们的通信距离就能得到大幅的提升。如果将其用于出海，4G信号就能延长200km甚至300km的距离，具有这种功能的飞艇，就很有可能成为海事电话的替代品。

（作者：北京航空航天大学副教授、博士生导师祝明）