飞艇：减少空中污染的环保替代方案？

今年8月，格蕾塔·桑伯格横渡太平洋，驾驶一艘零排放的船只，以此抗议飞机高碳排放。或许未来，她会选择乘坐飞艇进行旅行，因为飞艇被认为更环保。在20世纪初，飞艇曾一度流行，但后来逐渐式微。与传统船只相比，飞艇（也被称为飞船）在速度上更胜一筹，能够在陆地和沙滩上降落，而且其碳排放远低于飞机。

尽管人们曾经热衷于飞艇，但由于其速度较慢、风险较高以及气候变化问题，很快人们对其失去了热情，飞机逐渐成为主流。然而，如今科学家们再次关注飞艇，认为它是一种可行的交通工具。

与飞机不同，飞艇在起飞和巡航时无需消耗大量燃料。由于飞艇飞行速度较慢，因此它们可用于货物运输，其碳排放较低。未来几十年内，空中货运预计将增加一倍。国际航空运输协会的新闻发言人让-巴蒂斯特·梅尼耶表示：“与传统航空工具相比，飞艇的碳排放量少80-90%。”

今年9月，Energy Conservation and Management发表了一篇文章，声称如果飞艇能够利用自然风流，几乎不需要消耗任何能量就能够移动21000吨货物。在大气层中存在着高速气流带，飞艇可以利用这些气流进行飞行，类似的气流也可供飞机使用。

澳大利亚国际应用系统分析研究所的研究员和报告主要开心飞艇朱利安·大卫·亨特表示，这些气流区域的风速可达每小时100英里（161公里），最高时速可达250英里（402公里），这意味着从美国丹佛飞往中国只需7天，从洛杉矶飞往东京只需4天。

亨特所提到的飞艇飞行在同温层中进行，这个区域具有许多优势，包括天气预测更容易，干扰较少，同温层风模式也更易预测。他认为，人类可以建立一条全球性的飞艇航线，用于无需能源的货物运输，但不仅仅是亨特一个人这样认为。

洛克希德·马丁公司的项目经理鲍勃·博伊德表示，由于飞艇具有独特的物理特性，因此从本质上讲，它们非常节能。博伯·博伊德还说：“与直升机和飞机相比，浮力飞行显然更加节能。” 飞机和直升机依赖于直接升力飞行，并需要燃烧化石燃料，而飞艇则只依赖于氢、氦等气体的自然浮力特性，这些气体更轻，无需燃料。

然而，亨特所提到的飞艇需要依赖高空气流飞行，因此在制造过程中需要使用极其柔软的材料，这种材料目前尚未存在。美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室的高级研究科学家杰森·罗兹表示：“寻找坚固的结构材料一直都是一项挑战。” 因此，出于这些原因，目前生产飞艇的公司都不愿意冒险，它们的飞艇飞行在同温层下，飞行高度约为5000-6000英尺，以解决压力问题，并缩短垂直飞行时间。

这种低空飞行工具称为混合飞艇，它们预计将在未来成为主流。洛克希德·马丁公司制造的混合飞艇的前部有三个气囊，结合导航和引擎系统，使其具备出色的操控性。洛克希德·马丁设计的原型混合飞艇仅使用20%的气动升力，其余80%的动力来自浮力。正因如此，混合飞艇的能耗远低于飞机，并能够进入许多其他交通工具无法抵达的地区。

除了环保之外，飞艇还具有其他优点。Prentice表示，在北加拿大地区，由于冰路（由结冰湖泊形成的道路）的融化，进入某些地区变得更加困难，住房和食物也会越来越匮乏。

BASI公司正在研发大型飞艇，希望能够运输大量货物，如建筑设备和模块化住宅，而无需道路。这些飞艇可以连接偏远地区和无道路的地区。如果有了这些飞艇，可能就不再需要修建昂贵的道路，这还能减少对环境的破坏。大多数飞艇可以在平坦的地区，如水面、积雪地、沙滩或其他场地上降落，无需道路。

尽管速度较慢，但能够在任何地方降落是一项优势。当货柜货船卸货时，它们通常停在备用的码头上，这会导致交通拥堵。飞艇则不同，它们可以根据需要将货物分配到不同地区，如果货物（如新车和卡车）足够大，还可以将它们直接从工厂送到目的地，从而避开拥挤的城市，无需跨越水域。

此外，飞艇不受卡车集装箱和火车车厢尺寸的限制，因此可以用于运送超大型车辆和机械设备，将它们送到难以抵达的地方，如建筑工地、拥挤的城市和矿区。洛克希德·马丁在其网站上表示：“如果需要运送大量货物，例如已组装好的重型设备，使用飞艇进行运输时只受到重量限制，而不受尺寸限制。”

由于具有多种优势，飞艇非常适用于人道主义和灾难救援任务。Boyd表示：“当风暴、海啸和地震发生时，基础设施通常首当其冲。”2004年印度发生的海啸就是一个很好的例子。受影响的海岸线长达2000英里，即使使用大型直升机也难以运送重型物资，如新鲜水和食品。Straightline Aviation首席运营官马克·多瑞表示：“与直升机相比，飞艇更加灵活、安全，环保，运营范围也更广。”

由于飞艇可以在空中停留很长时间，因此它们可以执行长期任务，如边界安全监测、科学观测和远程侦查。目前，近地卫星每隔2小时才能捕捉一次特定区域的详细信息，而地球同步卫星距离地面较远，分辨率较低。飞艇可以填补这一空白，可以持续监测特定地点。NASA研究员罗兹表示：“有了飞艇，您可以观察特定地点如何随季节变化，还可以监测海洋变化和农业状况。在整个火险季节，飞艇可以持续追踪监测，一旦发现火情，可以持续几天甚至几个月进行观察。”

飞艇比飞机要安静得多，噪音与大型汽车引擎相当，但它们飞行在数千英尺的高空，因此不会对地面产生噪音影响。

目前有许多公司正在开发商业用途的飞艇，但它们的设计各不相同。填充飞艇的气体是什么一直存在争议。洛克希德·马丁、Varialift和Flying Whales（得到中国和法国投资）使用氦气，而亨特的混合飞艇则依赖氢气。BASI飞艇也使用氢气，并配备了太阳能电池板。

氢气具有一些优势，如成本低廉、可用可再生能源制造、升力比氦气强6-8%以及易燃。而氦气不会燃烧，因此更安全，但Prentice声称，现代技术已足够先进，可以防止飞艇爆炸，只有当氢气浓度超过4%时才会爆炸。与之相比，汽油在浓度达到1%时就可以点燃，因此氢气的危险性相对较低。然而，一些人认为使用氢气可能仍存在风险。Boyd表示：“氢气的升力并不特别大，我们是否应该放弃惰性气体，采用易燃气体呢？”

出于安全考虑，短期内氦气可能更有前途。尽管地球上的氦气逐渐减少，但Boyd指出氦气供应并不成问题。尽管氢气可能不太安全，但在飞艇上使用它并不会对环境造成污染。

在飞艇诞生初期，天气变化曾导致许多事故，人们担心风暴可能会困住气球，但这些担忧有些过于夸张，因为现代飞艇相当巨大。Prentice表示：“飞艇无需在极端天气中飞行，特别是对于真正大型的飞艇，如货物运输飞艇，它们具备足够的惯性，因此不太受天气影响。”

当我们看到巨大的飞艇飞越头顶时，可能会感到一种回到过去和迎接未来的混合感觉。洛克希德·马丁公司的项目已获得美国联邦航空管理局（FAA）的批准，但Boyd认为，要等待2-3年政府修改航空法规，以便商业飞艇能够飞行。如果有足够的资金，现在就可以购买飞艇。Boyd说：“根据不同需求，您可以花费4000-5000万美元购买一艘，这比同样尺寸的飞机便宜一半。”