半硬式飛船

半硬式飛船是一種結構形式較為合理的浮空器，它結合了軟式、硬式飛艇的結構特點。與硬式飛艇一樣，從外氣囊頭部到尾部貫穿著一個具有良好氣動性能形狀的剛性龍骨，但是龍骨僅僅鋪在外氣囊底部。與軟式飛艇不同，飛艇自重及其它主要荷載不是由氣囊所承擔，而是由剛性龍骨承擔。

基本介紹

• 中文名：半硬式飛船
• 外文名：semi-rigid airship

產品介紹

半硬式飛船通常由下部的縱向龍骨和連線在上面的壓力氣囊構成。其中龍骨既為氣囊提供一定的強度，又能夠懸掛艙體用於攜帶有效載荷，可以看作是在軟式飛艇的基礎上添加了提升強度的龍骨結構。龍骨與氣囊的共同作用有優點也有缺點，對於承受自重及保持適當外形，龍骨與氣囊共同作用顯然能更好地分擔彎矩及分散一些集中荷載。所以，對於半硬式飛艇，在設計中必須充分考慮龍骨與氣囊的共同作用。一般而言，半硬式飛艇自重介於軟式及硬式飛艇之間。

半硬式飛艇使中大型飛艇也能具備軟式飛艇的優勢，同時採用剛性龍骨加強艇囊的薄弱點，增加了飛艇設計和布局的靈活性，更重要的是龍骨與蒙皮形成了剛柔一體的協同受力體系，使飛艇具有更優異的結構特性。半硬式飛艇在國外中低空艇被廣泛開發套用，如德國的Zeppelin NT, CL-160和LOTTE，美國的P-791、ML866等。

類型

ZeppelinNT

以歷史上經典的齊柏林飛艇為藍本，融合多種現代高科技技術而設計的齊柏林現代飛艇（Zeppelin NT）是現今世界上最成功的現代飛艇之一。

Zeppelin NT

ZeppelinNT飛艇的內部骨架由三根鋁合金龍骨，12個三角形碳纖維框架，以及用於加強、支撐用的芳綸纖維纜繩組成。Zeppelin NT的發展使得半硬式飛艇的概念有了新的定義，傳統的半硬式飛艇的龍骨等剛性結構只位於氣囊的下部（如Goodyear半硬式飛艇），而Zeppelin NT的龍骨則有三根且呈空間分布。它屬於半硬式飛艇，主要是因為蒙皮的外形不靠骨架而是靠內外壓差來維持。蒙皮與骨架之間採用粘合的方式連結起來。所有的負重部件都要儘量附在這個剛性骨架上，如吊艙，推進器，尾翼等，以提高飛行器的剛度。

ZeppelinNT飛艇裝三個推進單元，兩個裝在遠離吊艙的內部骨架上，另一個位於飛艇的尾部、尾翼之後。前兩台推進器的螺旋槳可以從水平面由上至後旋轉120°。後面的發動機驅動兩台螺旋槳，兩螺旋槳相互垂直，一台朝後，一台朝一側，朝後的那台螺旋槳可以從水平面向下轉90°。這樣的推進裝置和矢量控制系統提供了優秀的低速操縱性能，並且能夠實現垂直起飛或著陸（VTOL），甚至精確的定點懸停，以及對地面預定軌跡的精確巡航。所有的發動機都遠離吊艙，從而可以為艙內的乘客和駕駛員創造低振動、低噪音的環境。飛艇能夠攜帶足夠多的燃油，可使其在不加油的條件下連續飛行22小時（理論值）。

Zeppelin NT尾部推進單元

Zeppelin NT 07長度75米，體積8225立方米，比早期的Zeppelin飛艇小得多，早期的Zeppelin飛艇，像LZ 129興登堡號，最大體積達到200000立方米。Zeppelin NT飛艇充滿不易燃的惰性氣體氦氣而不是氫氣。

Zeppelin NT的設計距離上一代Zeppelin飛艇的設計建造已經過去了60年，它在材料上有非常大的突破，而且使用了計算機輔助設計，並宣稱已經解決了傳統飛艇的一些問題，比如機動性、安全性和經濟性。Zeppelin NT飛艇的設計航程為900千米，最大速度為125km/h，用後方的螺旋槳推進器可以達到70km/h的巡航速度，標準飛行高度是300米，但是最大可以上升到2600米。最大起飛重量為10960千克，包括1900千克載荷。

ML866

美國飛機製造公司 Aeros 已經開始製造大如足球場的飛艇，將在幾年後正式投入使用。 該飛艇可能成為世界最大的飛機。其全長169米，翼展53米，高36米，可載重66噸，垂直起飛和降落，最大時速222公里，巡航時速185公里，飛行高度可達3650米，最遠距離5700 公里。據《探索》雜誌9月14日報導，該飛艇名為飛艇ML866 （Aeroscraft ML866），可在任何地形起降，如水上。飛艇ML866採用鋁及碳纖維的硬式結構，而不使用一般的氣體保持形狀，但是會利用氦氣調節浮力，原理像一艘“會飛的潛艇”。

ML866

ML866的設計理念來自美軍的重型空中運輸方案“海象計畫”，構想中的“海象”是一個足球場大小的菱形飛艇，每次可以運送500噸的人員和輜重，將徹底改寫戰爭的模式。正因如此，ML866具備了其他航行器所欠缺的極大突出優勢：首先，比半個足球場還大的面積為乘客提供了難以想像的寬敞空間，艇內面積達到500平方米，可以搭載2到20人不等；其次，ML866基本不需要基礎設施的支持，在不使用時也不需要有飛機棚來維護，因此其操作費用和維護費用都相對低廉，非常經濟；再次，這種飛艇適應性很強，在整個壽命期內，它可以經受住各種不利的天氣條件的考驗；另外，ML866垂直起降能力讓在著陸或起飛時無需受有無跑道或桅桿的限制，既可以停降在飛機跑道上，也可以停在任何開放的空地上，只要空地大小足以容納飛艇。而遠距離飛行能力則意味著它在多種用途的飛行需求中都可以大顯身手，從私人空中遊艇到商務行宮（遊艇中甚至可以為100人的大型會議提供場地和配套設備），再到運送貨物船或觀光旅遊船等不一而足。

和“海象”飛艇一樣，ML866也是一種比空氣重的飛行器，由固定結構和巨型氣囊組成。它依靠空氣動力、推力矢量、氣體浮力的產生和管理的“合力”來實現空中飛行。飛艇的巨型氣囊中裝滿氦氣，70%的飛行動力都來自這裡，而剩下的30%則緣自創新的飛艇“側翼”設計。這種類似機翼的設計在一般的飛艇上是難以看到的，不但能為飛艇提供更多動力，還讓其看起來就像一隻憨態可掬的肥企鵝。強勁動力為ML866帶來最高達222公里的時速，飛行高度也可達到3600米以上。

CL-160

德國正在研製的CL-160超大型飛艇，採用半硬式充氦氣氣囊，最大起飛重量450噸，有效載荷160噸，飛艇長260米，直徑65米，將成為有史以來製造的最大的飛艇。德國的浮空貨運飛艇製造公司（Cargoliher）研製的CL-160巨型飛艇採用半硬式氦氣氣囊，艇長265米，寬65米，高82米，艇囊容積55萬立方米，最大飛行速度140千米/小時，實際升限4000米，最大續航能力1萬米，最大起飛重量450噸，有效載荷160噸，由8台CT7-8L渦輪發動機提供動力。CL-160可懸浮在距離地面100米的位置裝卸貨物。由於缺乏資金，該項目目前採取與美國波音公司合作的方式，研製基於CL-160的小型飛艇。

CL-160

P-791

洛克希德·馬丁公司的先進發展工程部（臭鼬工程部）早在1998年就開始秘密啟動混合型大型飛艇的研製項目，已經製造了一種原形飛艇，稱為P-791，並在2008年1月31日進行了首飛，飛行了5分鐘，成功地完成繞場一周的飛行，但是關於它的設計細節仍處於保密之中。P-791看起來有4個螺旋槳，兩個在尾部，兩個在兩側。尾部的螺旋槳可以繞軸旋轉，用於偏航飛行的矢量推力，整個矢量推力系統都將用於地面操縱。P-791使用了4個氣墊作為著陸裝置，起飛滑跑時很像一個氣墊船。在著陸時用氣墊產生的吸力將飛艇吸在地面上，防止被風颳倒。氣墊內的空氣壓力還可以將飛行器的載荷分布在充氣的結構上。這種飛艇在著陸時的速度接近於零，常規的啟動操縱面都不起作用。對於混合式飛艇來說，在降落時還是要保持一定的進近速度，所以尾部的操縱面還可以起到一定的作用，但進入到氣墊低速滑跑階段，矢量推力就變得至關重要了。

P-791