廉頗老矣，尚能飯否？

作為人類(lèi)最早使用的浮空器，氣球和飛艇，時(shí)至今日仍有不小的作用。雖然公眾很少在日常生活中直接看到它們的身影，但在氣象探測(cè)、宇宙研究、軍事領(lǐng)域，乃至貨物運(yùn)輸?shù)确矫?，都有不少?yīng)用場(chǎng)景。

2月3日，美國(guó)平流層氣球公司世景宣布，公司擬從氣球旅游轉(zhuǎn)向遙感技術(shù)服務(wù)商，與衛(wèi)星和航空平臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，提供高分辨圖像。其表述，經(jīng)過(guò)公司驗(yàn)證，目標(biāo)區(qū)域空間的分辨率達(dá)到5厘米~7厘米，遠(yuǎn)高于衛(wèi)星的30厘米。

在世景公司看來(lái)，氣球的商業(yè)前途遠(yuǎn)大。僅在遙感領(lǐng)域，到2027年，從能源到國(guó)家安全等領(lǐng)域，全球市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到230億美元。

此外，2022年5月中旬，中國(guó)自主研發(fā)的浮空艇“極目一號(hào)”在珠穆朗瑪峰旁放飛，高度達(dá)到9032米，超越巍峨的珠峰，打破了浮空艇大氣科學(xué)觀測(cè)海拔高度世界紀(jì)錄。

何為氣球、何為飛艇，差別是啥，用在哪？如上諸多基礎(chǔ)信息，仍不為大眾所知，本文將在如上多方面展開(kāi)介紹。

探空氣球?yàn)闅庀蟆鞍衙}”

在高空氣象觀測(cè)中，雖然有火箭探空、地基遙感、衛(wèi)星掩星等高科技測(cè)量方式，但據(jù)中國(guó)氣象局介紹，傳統(tǒng)的氣球探空仍被業(yè)內(nèi)看作高空氣象最主要的直接探測(cè)方式，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)氣球，傳感器可以最直接為氣象環(huán)境“把脈”，氣球探空也被形象地稱(chēng)為高空氣象探測(cè)的“醫(yī)者”。

探空氣球是氣象氣球的一種，除此之外，系留氣球和高空氣球都可以用來(lái)做氣象探測(cè)。

探空氣球攜帶的是無(wú)線電探空儀，達(dá)到一定高度會(huì)自行爆裂，無(wú)需回收。探空氣球通常能上升到3萬(wàn)米左右的高空，已經(jīng)超出民航飛機(jī)國(guó)際航線的最高高度15km。

探空氣球從地面放飛后，所攜帶的測(cè)量?jī)x器會(huì)將不同高度周?chē)臏囟取穸?、氣壓等?shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)傳給雷達(dá)，雷達(dá)通過(guò)探空氣球的運(yùn)動(dòng)軌跡算出風(fēng)向風(fēng)速等信息，傳送到研究人員的電腦上。據(jù)了解，氣球可以實(shí)現(xiàn)每秒傳回一組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通常對(duì)天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)、科學(xué)研究起著重要作用。

目前，我國(guó)有120多個(gè)地方探空站。其中，東部站點(diǎn)間隔約200千米，中部站點(diǎn)間隔約300千米，西部站點(diǎn)間隔約500千米，基本上達(dá)到世界氣象組織WMO對(duì)探空平均站間距的距離要求。

這樣一個(gè)探空氣球最高能飛多高？中國(guó)化工株洲橡膠研究設(shè)計(jì)院有限公司（下稱(chēng)株洲橡膠院）研發(fā)的探空氣球給出的答案是4.8萬(wàn)米，這也是目前全球探空氣球可以到達(dá)的最高值。

除了“測(cè)得高”，“株洲橡膠院”還拓展到“測(cè)得廣”。平飄雙模氣象氣球，又稱(chēng)平飄氣球是株洲橡膠院首創(chuàng)的新型高空氣象探測(cè)載體，其最大的特點(diǎn)是一次釋放，即可實(shí)現(xiàn)“上升—平飄—下降”三段連續(xù)觀測(cè)。

2017年7月27日，由株洲橡膠院主導(dǎo)制定的《氣象氣球規(guī)范》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。這是我國(guó)乳膠行業(yè)主導(dǎo)制定的第一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了我國(guó)乳膠行業(yè)沒(méi)有主導(dǎo)制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的空白。

“白白胖胖”的飛艇

對(duì)于飛艇，《紅色警戒》中的標(biāo)志性兵種——基洛夫飛艇，想必是不少年輕人的回憶，也是首次接觸并熟知這類(lèi)浮空器。

飛艇通常由氣囊、吊艙、推進(jìn)裝置和尾翼組成。在氣囊中注入浮升氣體（通常使用氦氣，氫氣在操作上不夠安全，不在大型浮空器上使用）就可以使飛艇浮起升空。

在說(shuō)飛艇的分類(lèi)前，先對(duì)大氣層進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。大氣層的結(jié)構(gòu)類(lèi)似洋蔥，從內(nèi)到外分為五層：對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和散逸層。

對(duì)流層最低，平均厚度為12千米。這里水汽充足，有雨雪等天氣現(xiàn)象，還有水平和垂直方向的不規(guī)律氣流。我們平時(shí)乘坐的民航飛機(jī)會(huì)在對(duì)流層頂部且低于平流層的高度飛行，也就是平時(shí)我們看到的“云層之上”。

平流層位于對(duì)流層之上，距地表約10千米~50千米處。平流層基本無(wú)水汽，晴朗無(wú)云，也被稱(chēng)為同溫層。這里沒(méi)有垂直氣流，只有水平氣流，因此從原理上浮空器只需保持浮重平衡，就可長(zhǎng)時(shí)間飛行。

根據(jù)不同的飛行高度，飛艇可以分為平流層飛艇和對(duì)流層飛艇。
 

對(duì)流層飛艇，也叫中低空飛艇，目前多用于載人觀光。如由航空工業(yè)特飛所自主研制的AS700“祥云”民用載人飛艇，正是根據(jù)國(guó)內(nèi)外低空旅游市場(chǎng)需求設(shè)計(jì)研發(fā)的產(chǎn)品。其中的02架適航取證艇在去年12月完成首飛，其最多可承載9人，最多能飛700千米。

平流層飛艇的飛行高度一般在18千米以上的平流層，自身帶有電力推動(dòng)和螺旋槳，可以通過(guò)遙控或自身控制其飛行方向，也可以達(dá)到在目標(biāo)區(qū)域上空盤(pán)旋的效果。

成為一顆“衛(wèi)星”，是平流層飛艇的目標(biāo)之一。業(yè)內(nèi)人士向出行一客介紹，平流層飛艇在提供衛(wèi)星式服務(wù)上被寄予厚望。這是因?yàn)楝F(xiàn)有的地球同步軌道衛(wèi)星距離地表太遠(yuǎn)，需要35800千米才能保持和地球自轉(zhuǎn)周期相同。

平流層飛艇是科學(xué)家們的一個(gè)解決方案，成本更低、距離地表更近，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地在一定高度長(zhǎng)期駐留，實(shí)現(xiàn)地球靜止軌道衛(wèi)星的效果。

正在回歸的浮空器產(chǎn)業(yè)

浮空器作為早期的主要飛行工具，在飛機(jī)技術(shù)出現(xiàn)并盛行之后便逐漸沉寂，直到2015年左右，浮空器技術(shù)才逐漸受到重視并重新發(fā)展起來(lái)。

飛艇和氣球雖然都屬于浮空器，但據(jù)業(yè)內(nèi)人士告訴出行一客，飛艇和氣球最大的區(qū)別在于飛艇有動(dòng)力機(jī)構(gòu)，而氣球無(wú)動(dòng)力。

無(wú)動(dòng)力的氣球常見(jiàn)用途就是探空，天氣預(yù)報(bào)、大氣研究都習(xí)慣用氣球來(lái)監(jiān)測(cè)氣象。在大風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、暴雪等極端天氣和極地地區(qū)放飛氣象氣球，更是有助于收集精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，甚至放飛氣球的時(shí)間也需要分秒不差。

一些研究機(jī)構(gòu)還會(huì)將高空氣球用于對(duì)宇宙的研究之中。如NASA計(jì)劃在2023年12月從南極洲放飛一個(gè)平流層氣球到40千米的高空處，對(duì)肉眼看不見(jiàn)的波長(zhǎng)的光進(jìn)行觀測(cè)。

2022年12月，重慶首個(gè)搭載5G基站的系留氣球試飛成功，該系留氣球聯(lián)動(dòng)天空和地面平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)通信保障、環(huán)境監(jiān)測(cè)、應(yīng)急救援和高清云瞰四項(xiàng)應(yīng)急保障功能。相對(duì)于傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)基站，浮空器駐空時(shí)間更長(zhǎng)、能耗更低、載重更大且不產(chǎn)生噪音。除了重慶，云南等地也有類(lèi)似基站。

除了氣象、天文的相關(guān)研究，氣球在軍事上也將發(fā)揮其作用。

在商業(yè)方面也出現(xiàn)過(guò)一些相關(guān)的高空氣球旅游公司，如美國(guó)平流層氣球公司世景（World View），不過(guò)，據(jù)2月7日的最新消息顯示，該公司也將調(diào)整重心，從旅游轉(zhuǎn)向遙感，聲稱(chēng)要填補(bǔ)市場(chǎng)的空白。稍早前公司宣布了上市計(jì)劃，僅在遙感市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到2027年從能源到國(guó)家安全等領(lǐng)域的全球市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)230億美元。

有動(dòng)力支持的飛艇能夠更好地控制飛行，也因此有更多潛力的應(yīng)用場(chǎng)景。

首先是應(yīng)急保障。當(dāng)?shù)卣?、海嘯、水災(zāi)、雪災(zāi)等自然災(zāi)害發(fā)生，地面交通和通信阻斷時(shí)，載重飛艇能越過(guò)地面障礙，直接為受災(zāi)地區(qū)提供物資、搜尋并轉(zhuǎn)移傷病員等救援。相較于直升機(jī)，飛艇能夠長(zhǎng)時(shí)間懸空作業(yè)。

商業(yè)方面，除了旅游觀光，據(jù)NASA公布的行業(yè)調(diào)研顯示，飛艇在貨物運(yùn)輸上有著較大的市場(chǎng)潛力。現(xiàn)有的鐵路、公路、航空等運(yùn)輸方式都需要大量的地面基礎(chǔ)設(shè)施，但飛艇是一個(gè)幾乎無(wú)需地面建設(shè)的重型貨物空運(yùn)。

此外，廣告宣傳也是重要市場(chǎng)之一，在世界杯、奧運(yùn)會(huì)、歐洲杯等大型賽事上都可以看到飛艇的蹤影。

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