中国特种飞行器研究所
1 引言
飞艇是一种依靠动力推进系统产生的推力来克服空气阻力,依靠动力系统和控制系统实现空中机动及自动巡航的飞行器,与其他航空飞行器相比,飞艇具有留空时间长、载重量大、污染小、使用维护成本低等优势。
在能源日益紧张的21世纪,节约能源显得尤为重要。据统计资料显示,用飞艇运送一吨货物的费用要比飞机少68%,比直升飞机少94%,比火车少50%,再加上我国地域辽阔、地形复杂、多山、多水,若修建铁路机场等会占用大量的土地资源,使用飞艇却可以节省土地资源,利于我国经济的可持续发展,本文针对飞艇提出可能的使用模式。
2 飞艇的民用领域用途
2.1 应急救援
在自然灾害和突发性事件中,往往会出现受灾面积较大、通信中断、道路损坏严重车辆难以抵达受灾地点、地面手段难以及时获得灾害现场信息等情况。此时,飞艇可以在遥感遥测与指挥、应急运输、应急通信等方面发挥出重要作用。
2.1.1 遥感遥测与指挥
在重大自然灾害和突发性事件中,受灾地区往往会长时间处于多云、烟雾笼罩等环境中,再加上受灾区道路损坏,救援指挥中心无法第一时间获得灾区现场的详细信息。利用飞艇搭载红外光电吊舱和相应的遥感设备后,在受灾地区进行低速巡航,对受灾地区进行全天候的监控,同时即时将监控信息传送给地面指挥部,为地面指挥部进行应急救援调度提供参考。
2.1.2 应急运输
我国是世界上自然灾害最严重的少数几个国家之一,自然灾害种类多,发生频率高,灾情严重。我国幅员辽阔,地理气候条件复杂,除现代火山活动导致的灾害外,几乎所有的自然灾害,如水灾、旱灾、地震、台风、风雹、雪灾、山体滑坡、泥石流、病虫害、森林火灾等,每年都有发生。当这些自然灾害发生后,由于地面道路受阻,铁路、公路这种常用的运输方式很难快速到达灾区,这种情况下,只能依靠航空运输进行紧急救援,然而大型运输机只能将大量的物资运输到灾区附近,很难直接抵达灾区,需要直升机将物资运输到受灾人们手中。目前国内专业的救援直升机也仅仅只有几十架,远远不能满足大规模的救援需求,同时直升机对装载、着陆点要求很高,很难在复杂环境下执行任务。然而飞艇对起落环境要求相对较低,并能够长时间悬停在离地面很近的地方,同时飞艇还可以长时间留空作业,全天24小时进行搜索救援。
2.1.3 应急通信
在地震、泥石流、洪水等大型自然灾害中,往往伴随着大量的通信基站被毁,引起大范围通信中断的情况,由于地面道路的损坏,车载式移动应急通信设备很难第一时间进入灾区,难以快速恢复通信。飞艇搭载通信中继设备后,可第一时间抵达灾区上空实现长时间(24小时以上)通信信号的多频段、高效能的大面积覆盖 (一般达数万平方公里),及时打通灾区和外界的通信联络,有效安定民心、保证稳定秩序,为后续进一步的救灾奠定基础。
2.2 城市安保
在发生恐怖事件、重大社会事件时,需要具备针对突发事件的快速响应能力。现有航空装备体系中主要以警用直升机和无人机为主,存在空中持续侦察监视能力弱、空中指挥能力差等问题。飞艇可凭借其续航时间长、低速稳定飞行、噪声低等优势,可成为现有反恐维稳装备的有力补充,进而大幅度提升反恐能力。。
2004年,雅典奥运会期间应用了一艘Skyship 600智能飞艇。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该飞艇不但配备了高清晰度的照相机,还特别安装了探测化学武器的探测仪。在飞艇下方,有一个拱形的传感器。它可以直接把飞艇收集到的最新情况,以最快的速度传送到奥运会的安保指挥中心。在奥运会期间,这艘飞艇将由9名经过特别培训的希腊警察轮流驾驶,每天要在雅典上空巡逻15个小时。成功执行了奥运安保任务。
国内早在20世纪90年代,武警部队就曾在北京和上海等城市上空使用美国的A60充氦载人飞艇执行巡逻和监视任务。2006年第三届中国-东盟商务与投资峰会期间,广西公安厅采用了警用无人飞艇执行会场上空警备任务,与地面警力实施立体巡防监控。
2.3 环境监测
近年来,伴随着一系列环境灾害与环境事故的频发,人们对于环境保护的认识已逐步提高,环境监测作为环境监督管理的重要手段其重要性日益显现。如何方便、快速、低成本地获取精确、可靠、及时的环境基础数据资料,已成为环境监测技术研究的重点和难点。
利用飞艇携带高分辨率相机、光谱仪、气体监测仪等设备,在城市上空、海洋上空进行实时监测,获取如海洋赤潮、烟气含量信息等,为环境治理提供有效的技术支持。
2.4 航空物探
航空物探是指利用航空技术把飞行器和地球物理勘探技术相结合来获取与地壳有关的多种地球物理场信息,解决地质探矿中的基础地质问题,提供找矿信息等,具有效率高、收效快、研究和控制范围大等优点。按照覆盖面积计算,全国陆域约930万平方公里,海域约210万平方公里的面积覆盖有航磁测量工作。
目前,航空物探常见的飞行器包括固定翼飞机、直升机及无人机。固定翼飞机由于飞行速度过快,只适合中小比例尺的大面积区域调查工作,直升机受其有效载重和有效航程影响,只适合大比例尺的小面积区域调查工作,无人机因为有效载重能力低,只适合进行单一的勘察任务。
相比于固定翼飞机、直升机、无人机,飞艇可以在超低空进行低速飞行,能够适应复杂地形,并拥有载重量的大的特点,可以搭载物探仪器,大幅提升现有地质勘探效率和水平,且不受地面条件(如海、河、湖、沙漠等)的限制,特别适合于在地形条件困难的地区工作。
2005年,戴比尔斯公司在卡拉哈里沙漠使用了一艘搭载有高科技钻石探测仪器的齐柏林NT飞艇,对地质环境进行了勘察扫描以探查金伯利岩矿,并完成了钻石矿勘探任务。
3 飞艇的军用领域用途
3.1 通信中继
当前,我军各类作战飞机主用的通信手段是VHF、UHF频段超短波和Lx频段JIDS等数据链通信体制,飞机经地面站点与地面网络实现飞机与地面指挥所的互联。超短波及Lx频段都是视距通信方式,受地球曲率限制,当飞机距离地面站点超过视距距离时,通信链路将受遮挡中断。为保障作战飞机的远程指挥控制,在陆地上空执行任务时,可在任务地域开设地面站点实现通信距离延伸;在海面上空执行任务时,需要调用舰船站点实现通信距离延伸。因此但是,现有的机载通信手段与地面或海上站点的通信方式难以满足紧急情况下通信保障需求,迫切需要改变现有通信手段。
飞艇可以作为战场高空的通信中继平台,其通信不受地形的限制,可为地面、海面、低空对象提供宽带高速抗干扰及超视距通信能力,扩大有效作战空间,对于大范围的军事通信具有重要的意义。
3.2 预警探测
利用飞艇搭载预警雷达,配置在重要基地附近、海岸边防和重点海区等位置,重点探测、识别、跟踪低空、超低空突防的飞机、巡航导弹等空中目标。预警雷达通过升空扩大了对低空、超低空目标的探测距离,弥补了要地、海岸、岛礁观通站和舰艇雷达探测低空能力不足的缺点。还可与卫星、预警机、地面雷达网组成一体化预警监视网络,对敌来袭空中目标实施预警,提高我军预警能力。
3.3 技术侦察
利用飞艇搭载技术侦察设备,配置在边境(或沿海)的主要侦收点上,对周边国家或地区实施信号的技术侦察任务,将对可侦收范围内相应频段的各类信号进行侦收截获,获取敌方情报,保障国家安全;战时配置在特定作战方向上,对战区当面之敌实施通信信号侦察任务。例如重点配置在渤海、黄海、台湾海峡、海南岛以及南沙岛礁等重要部位,可收集韩国、日本、台湾、越南、菲律宾等周边国家或地区的武器装备技术参数。对于实施雷达、及通信装备的电子对抗、情报侦察和以获取通信信息情报为目的的技术侦察有重要价值。
4 结束语
当前,国际上各大航空大国对飞艇的关注与日俱增,如美国、英国等早已将飞艇研究成果转化为实际应用,由此可见随着科技的发展以及能源的日益紧张,飞艇产业必将成为重要的新兴产业,对我国国民经济的发展和军队的现代化建设具有重要的现实意义。
论文作者:邓琛 袁显明
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/14
标签:飞艇论文; 通信论文; 地面论文; 灾区论文; 自然灾害论文; 飞机论文; 上空论文; 《科技新时代》2018年6期论文;