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飞艇,人类文明史上最古老的航空器。世界上第一艘飞艇出现在十九世纪中叶,由法国人亨利·吉法尔于1851年制造成功的。该艇长44米,直径12米,体积为2,499立方米,外形似一支“雪茄烟”。

一、飞艇主要部件

八大主要部件是:气囊(包括主气囊与副气囊)、头部装置(包括艇锥与撑条)、尾部装置、吊舱、动力装置、起落架、尾翼和系留装置。

八大主要系统是:电气系统、操纵系统、压力系统、燃油系统、仪表系统、无线电系统、照明系统和压舱系统。

八大主要部件是飞艇的基本形体构造,是飞艇构成的“硬件”;八大主要系统是飞艇的基本内在构造,是飞艇构成的“软件”。

部件依靠系统发挥其功能,系统为部件发挥功能作保证。

二、飞艇飞行原理

飞艇飞行原理依据的是阿基米德定律和伯努利定律。阿基米德定律反映的是飞艇填充氦气的静力性能;伯努利定律反映的是飞艇在空气中运动所产生的空气动力性能。

1、 氦气的基本特征•氦气,隋性气体。氦气的物理特性:无色、无味;聚集性异强(尤如水银聚集一样),在无外力作用情况下不扩散;在充满氦气的环境中,可使人窒息。不携带安全设备不可进入氦气囊。

2、 浮力与高度关系•一定量的氦气,具备一定量的浮力;与飞艇的飞行高度无关。由常识告诉人们,高度升高,大气密度减小;密度减小,又会引起氦气的体积增大,氦气排开空气的量也就增加,那么,是不是氦气的浮力也增大呢?答案不是。主要原因是因为这时大气的单位质量也减小了。从《国际标准大气表》看出,高度和温度对大气密度影响的量,通过“相对密度”来表示,也就是通过一定的比例来表示。因此,在标准大气条件下,由于比例一致,氦气总的浮力是不发生变化的。也就是说,高度引起的空气密度变化,对氦气的浮力没有影响。

3、浮力与大气湿度的关系

在分析湿度对浮力的影响时,一定要澄清一个最容易使人模糊的概念,那就是“水比空气重”。在水的常态(液态)情况下,这句话是永远的真理。但在水的气态(水汽)情况下,就不是这个概念了。所谓空气湿度,是指空气中含有水汽(气态的水)。湿度的大小,是指水汽含量的多少。通常将不含水汽的空气称为“干空气”,将含有水汽的空气称为“湿空气”。由于干空气的分子量是28.966,而水汽的分子量是18.016,故干空气分子要比水汽分子重,在相同状况下,干空气的密度也比水汽的密度大,水汽的密度仅为干空气密度的62%左右。因此,湿空气的“重量”比干空气的“重量”轻。

三、飞艇飞行性能

三心位置:是指飞艇的浮心、重心和质心,它们决定着飞艇的平衡性能。

浮心:氦气浮力的着力点。在主气囊内的下部,设计有副气囊,副气囊内的空气占据了主气囊的一部分空间,主气囊的内的氦气,上半球势必要比下半球多,所以浮心的位置一定是在主气囊的上半球。

重心:飞艇二维重力的着力点。重心影响飞艇俯仰、横侧的安定性和操纵性,对飞艇的安全飞行至关重要。为保证飞艇的安全飞行,飞艇的设计者都将重心位置设计在浮心的铅垂线附近,常规飞艇的重心在主气囊纵轴的前40%左右。

质心:飞艇三维重力的着力点。既然二维重力的着力点在浮心的铅垂线附近,那么三维重力的着力点也一定是在浮心的铅垂线附近。由于飞艇的吊舱、发动机等大质量部件都安装在主气囊的下部,即飞艇很大部分的重力分布在主气囊的下部,所以,质心位置一定在浮心位置的下方。

四、飞艇的地面操作

1、地面牵引:飞艇依靠地勤组在地面移动(从一处移向另一处)称为牵引。在任何情况下, 常规雪茄状单囊体飞艇牵引必须是地勤组的集体行为,由协调配合完成。

2、 地面牵引的注意事项:保持适当的压舱物重量,通常为重50千克,风大适当增加;艇头拉绳员要始终将艇头绳保持与艇身纵轴成90°角进行拉动;所有地勤组人员要统一看指挥信号行动,防止行动不协调。

3、系留与解系:库外或野外系留,对飞艇来说是经常性的操作。系留的可靠性涉及飞艇的地面安全,担任系留操作人员的责任十分重大。

4、系留装置:主要是由系留杆、系留头、固定索(带)、底座和钢钎等组成。通常两排共16根固定索(带)保证杆身的直立和固定。

五、飞艇驾驶术

飞艇的基本驾驶术,主要包括:起落飞行、轻着陆、复飞、空中悬停等。

起落飞行,通常叫起落航线飞行,是飞艇驾驶中最基本、最重要的驾驶术。主要训练驾驶员起飞和降落的驾驶技术。

轻着陆指的是飞艇的静重为负值时,即整艇重力小于浮力时的着陆。

复飞,是指飞艇进入着陆阶段后,由于某种原因,造成不能着陆,驾驶员必须重新加油门,操纵飞艇再次飞起。

飞艇的空中悬停,指的是指飞艇相对于地面的停止运动。受空气的流动和扰动,飞艇的悬停是在驾驶员不停的修正中达到相对的不动。

六、飞艇报批流程

载人飞艇在正式运营前,需经过一系列航线报批与民航报备等手续拿到飞艇适航证与合格证,以确保载人飞艇的绝对安全。

载人飞艇的航空认证附有经过有关部门认证/授权的详细文件,该文件用于驾驶员及地勤人员掌握系统操作与设备维护。该文件包括:飞艇飞行手册、飞艇维护手册、紧急情况应对手册、设备安装规范手册、土木工程建议手册等等。

载人飞艇的报批流程严格遵守国家法律与相关文件,具体流程如下:

1、净空勘察

2、环保测评

3、起降地及艇库建设

4、航线规划申报

5、民航报备

6、适航取证

7、落地试飞

8、驾驶员培训

9、正式运营

飞艇雪茄型外型示意图

飞艇雪茄型外型示意图

飞艇飞行原理示意图

飞艇飞行原理示意图

  • 飞艇发动机

  • 载人飞艇吊舱

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