飞机正在毁灭地球，但是飞艇不会

一些科学家认真的想重新启用齐柏林飞艇用于低碳旅行。

今年8月，GretaThunberg乘坐零排放帆船横渡大西洋，抗议飞机旅行的高碳排放。我们有充分的理由相信她有一天可能会乘坐飞艇去参加气候变化抗议活动。

飞艇在20世纪初很流行，可以说是一种由充气囊体支撑的巨型飞机。许多飞艇（也称为飞船）比货船更快，能够在内陆和海滩上降落，其排放量比船只少，而且所有飞艇的碳效率都比飞机高很多。

早期的飞艇速度太慢，有时也太危险，人们对它的兴趣逐渐减退。但气候变化使乘飞机旅行越来越有争议。现在一些科学家正在考虑把飞艇作为一种交通工具来解决这个问题。

与飞机不同，飞艇不需要燃烧大量燃料就能起飞并自行推进。据国际航空货运协会(International air cargo Association)的数据，由于飞艇的移动速度比飞机慢，因此被视为一种更节能的航空货运方式。未来几十年，航空货运的需求量将增加两倍。国际航空运输协会发言人Jean Baptiste Meusnier说:“飞艇的排放量比传统飞机少80%到90%。”

9月发表在《能源保护与管理》杂志上的一篇论文认为，如果我们使用飞艇来利用急流区的自由风，即飞机飞行的对流层上方快速移动的狭窄空气带，那么一架飞艇几乎可以完全不用能源来运送21,000吨的东西。奥地利国际应用研究所的Julian David Hunt表示，这些风的平均速度为每小时100英里，时速最高可达250英里/小时，可能会在7天之内将飞艇从丹佛吹到中国，或者在4天之内将飞艇从洛杉矶吹到东京。

Hunt提到的飞艇将在平流层飞行，那里除了有自由风之外还有其他优势。他说：“你可以提前很长时间计划你的旅行，因为平流层的干扰更少，更容易预测其风的类型，天气预报也就更准确”。他设想了一条环球的接送路线，让飞艇以很少甚至没有能源成本的方式运送货物。并不是只有他一个人有这种想法。

“你真的不需要在天气层的上空飞行。”

Lockheed Martin公司“臭鼬工厂”的项目经理Bob Boyd解释说，飞艇的物理特性使它们天生就具有较高的能源效率。他表示:“与完全依靠直接升力相比，浮力是一种更有效的升空方式。”飞机和直升机依靠直接升力，这种升力靠燃烧化石燃料提供动力，而浮力则依靠氢气和氦气等气体的自然属性，这些气体比空气轻，不需要燃烧。

然而，Hunt穿越急流区的高空飞行设想需要一种超柔性材料制作飞艇的蒙皮，而这种材料目前还不存在。平流层低气压的影响对于飞艇的设计制造来说是一个必须克服的问题。NASA喷气推进实验室的高级研究科学家Jason Rhodes表示：“结构坚固的材料一直是挑战之一。”这也是大多数公司正准备建造商业飞艇的原因之一，他们希望在5,000至6,000英尺的高度，也就是在平流层以下飞行，这将消除压差过大问题并减少在垂直行程上花费的时间。

这些低空飞行的交通工具（俗称混合动力飞行器）很可能会在不久的将来出现。航空航天公司Lockheed Martin公司的混合动力原型机前面装有三个吸盘，用于着陆。Boyd说，该公司的混合动力设计采用20％的空气动力升力（以轻质燃料为动力，产生一点“飞机般的效果”），而氦气则用于提供其余80％的浮升力。 最终结果比飞机消耗的燃料少得多，并且可以进入许多其他飞行器无法进入的区域。

就目前情况来看，飞艇有许多机会来改变运输方式。一方面，货运不需要像飞机飞行一样快。 马尼托巴大学供应链管理教授、浮力飞机系统国际公司（BASI）总裁BarryPrentice说：“我们通常会花费大量的金钱和精力，以每小时500英里的速度将货物从亚洲运到北美，然后在仓库中存放几天，然后再搬走。从环境的角度来看，我们付出了巨大的代价，因为喷气发动机是所有运输形式中污染最严重的。”根据国际航空运输协会的说法，使用飞艇可以将燃料消耗和碳排放量减少90％。

Prentice说，除了缓解气候变化的原因外，飞艇还可以缓解气候变化带来的影响。他说，在加拿大北部，冰路（由冰冻湖泊形成的高速公路）正在融化，很快我们就会难以进入到那些住房和食物都很匮乏的地区。BASI航空公司正在建造飞艇，无需道路或跑道即可运载大型、重型货物，例如农产品、建筑设备和模块化住房，为偏远社区和没有可靠道路的地区架起桥梁。在敏感生态系统中通常是要修建主干道的，飞艇的运输方式可能会完全消除对道路的需求，在减少敏感生态系统的建设和污染同时也避免了资金短缺的偏远社区修建道路的高昂成本。同样，跑道也不需要了，因为大多数飞艇可以降落在任何足够平坦的地方——无论是在水、雪堆上、沙滩上还是田野。

他们在任何地方都能着陆的能力弥补了他们速度较低的不足。集装箱船在臭名昭著的备用生产线中等待，然后将其货物卸到卡车上，而卡车本身容易发生交通拥堵。 如果有效载荷足够大（例如订购新车和卡车），飞艇可以直接从工厂取货，以进行区域配送，从而避免城市的拥堵，而且不用穿越海洋动物赖以生存的水道。

此外，飞艇不受卡车集装箱或火车车厢大小的限制，可以将大型车辆和机器直接转移至难以到达的地方，例如建筑工地，拥挤的城市或矿山等。Lockheed Martin公司的负责人吹嘘：“飞艇运输大量的货物就如同组装完整的重型设备一样好用。”总部位于英国的Varialift飞艇公司表示：“货物有重量限制，但没有实际尺寸限制。”

这些特点使飞艇对人道主义和救灾任务大有用处。Boyd说“基础设施是飓风、海啸或地震最先被破坏的东西，飞艇是运送救援物资和难民的理想工具。”他这里意有所指，2004年袭击印度的海啸造成2000英里的海岸线被破坏，即使是一个巨大的直升飞机也不足以迅速将淡水和食物等沉重的物资运送到数百万需要帮助的人手中。直线航空公司首席运营官Mark Dorey表示:“(飞艇)比直升机更有能力，更安全、更环保，而且航程更长。

大多数型号的飞艇都可以在高空轻松停留一周，这意味着它们也可以用于长期性的工作：勘测，监视偏远地区的边境安全，以及科学监控。目前，可以捕获大量细节的低地球轨道卫星每隔两个小时就会经过一个站点，而来自更高轨道的对地静止卫星的图像分辨率很低，因为它们距离较远。飞艇可以满足在一个地点进行连续、详细监视的需求。 NASA的Rhodes说：“您可以查看一个季节的植被变化，海洋表面变化或农作物的变化。也可以在整个火灾季节提供火情探测，监视火势并了解其在几天甚至几个月内的影响。”

还有一个最重要的优点，不容忽视：飞艇比飞机要安静得多，它发出的噪音相当于一辆大汽车的发动机，而且在距离几千英尺的高度上。

许多公司已经开始在商业飞艇的工作，但是它们的设计差异很大。哪种气体最适合用来填充飞艇的气囊尚待争论。那些依靠氦气提供浮力的公司包括Lockheed Martin，Varialift和 Flying Whales，它们都有来自中国和法国的投资者。同时，Hunt的急流模型和BASI的设计一样都依靠氢气，该设计还采用了太阳电池板。氢气具有以下主要优点：价格低廉，可以使用可再生能源制造，并且具有更高的浮升能力（比氦气高6％至8％），但是他易燃。氦气是惰性气体，不易燃，所以是更安全的选择。

Varialift金属壳飞艇概念图

飞鲸的载重飞艇概念图

但Prentice指出，今天的技术可以使飞艇免受爆炸的影响，只有在氢浓度大于4％时才会着火，很小的泄漏是不可能爆炸的，而汽油以1％的浓度就能够点燃，比氢气危险得多。

然而Boyd觉得氢气并不能比氦气提供的浮力多多少，却要我们冒着采用易燃品的风险，这真的值得吗？

出于安全考虑，氦气更有可能在不久的将来帮助该行业向前发展。尽管有人担心世界上的浮升气体已经用尽，但Boyd对USGS氦气供应报告的研究表明，这是“一场误会。”氢气用于提供浮升力可能并不安全，但氢气可以作为一种无碳燃料为飞艇提供动力。

在研制初期，飞艇在恶劣的天气下有坠毁的情况发生，如今我们完全不用为此担心。Prentice说：“我们真的不需要一定要让飞艇在天气层上空飞行。真正的大型飞艇，比如我们用于货运的那种一样，具有很大的惯性，不会轻易改变状态。”对于飞艇，天空中的巨轮，多大的风浪对它来说都可以忽略不计。

一个巨大的飞艇从头顶飘过的场景似乎可以追溯到那个久已被人们遗忘的时代，但它也具有令人难以置信的未来。Lockheed Martin公司的认证计划已经获得美国联邦航空局的批准，Boyd估计，要允许民用飞艇的使用需要两到三年的时间更新航空法规，但是飞艇订购是开放的。他说：“您可以以4000万至5,000万美元的价格购买任意一款飞艇，具体怎么选取决于您的需求。这大约是同等大小飞机成本的一半，而且，向天空排放的碳要比飞机少得多。”