【科技百年】
光明日报驻柏林记者 田园
人类从未放弃对浩瀚蓝天的追逐，从过去到现在。在飞机于1903年被莱特兄弟正式发明之前，甚至之后的很长一段时间里，飞艇都是人类最为倚仗的飞行运输工具，特别是由德国飞艇设计家斐迪南·冯·齐柏林发明的硬式飞艇，凭借其优越的性能和稳定的安全性威震四方。
1900年7月2日，由德国退役军官齐柏林设计制造的“LZ-1”号飞艇，从德国康斯坦茨湖出发，在弗里德里希港附近成功进行了首次航行。这艘由铝制框架蒙上棉织品的雪茄形状飞船，凭借着2台16马力发动机，以32公里的飞行时速震惊了世人。此后，哪怕实际上的生产制造者是英国或美国，本身与德国的齐柏林没有什么关系，凡是使用这种技术的飞艇都被称作“齐柏林飞艇”。这种承载量巨大、飞行稳定的巨型飞船，一度涵盖了民用和军事两大空中运输领域，并延续至今。2017年是齐柏林逝世一百周年纪念，然而称霸蓝天的齐柏林飞艇似乎从未远离，齐柏林的飞艇技术影响至今。
图为美国宇航局为金星探索计划制作的“云中城堡”模拟图。 美国宇航局（NASA）
图为齐柏林飞艇飞跃奥地利山谷。光明图片/视觉中国
图为位于德国腓特烈港的齐柏林博物馆内一名工作人员在修理飞艇模型。田园摄 光明图片
图为齐柏林爵士号出厂。光明图片/视觉中国
Ⅰ 魅力无限的“云中城堡”
金星大气层对于未来科学研究和人类宇宙探索而言是一个诱人的目标。随着美国航天飞机的退役，人们不禁慨叹一个时代的终结。然而，人们遨游太空从来都不是只有一种方式。2016年，美国宇航局推出了一个革命性的金星探索计划，而这个计划的实现者是飞艇。
一个比空气还轻的飞艇既可以携带设备和探测器，也可以装载供两名宇航员使用的居住舱和探索车，让他们可以执行长达一个月的金星探索任务。金星任务所需要时间比火星任务要短，而且在50千米高度内的环境相对宜人，大气气压、空气密度、重力和防辐射能力都跟地球表面很相似。
在没有航天飞机的时代，金星探索计划如何实现引人关注。这个飞艇需要在金星的大气层和地球的大气层中飞行，这意味着诸多挑战，比如飞艇如何进入金星并在金星充气，如何保护太阳能板和飞艇整体不受金星大气中的硫酸侵蚀等。美国宇航局对此绘制了由飞艇构成的“云中城堡”模拟图。
其实，齐柏林飞艇离我们并不遥远，它对人类的贡献一直在延续。如今，欧洲的空气质量监测会常使用齐柏林飞艇，如果你想好好看看伦敦全景，也可以选择乘坐齐柏林飞艇。在一个一切都太快的时代，“慢”反而成了飞艇最大的优点。
Ⅱ 巧夺天工的制作“黑科技”
飞艇飘浮在空中的道理和热气球相似，就是凭借气囊中密度比空气小的浮升气体（氢气或者氮气）产生浮力使之升空。它与热气球最大的区别在于，飞艇具有推进和控制飞行状态的装置。飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。
1900年齐柏林发明的硬式飞艇机身采用铝合金制造，进气口和尾部使用碳纤维组件，最大特点是一个硬骨架。骨架由一根腹部纵向大梁和24根长杵及16个框架构成，使用了大量纵向和横向拉线以增加结构强度，外面覆盖的是防水布制成的蒙皮。艇体内有17个气囊，总容积达到1.2万立方米，总浮力达13吨，比当时软式飞艇大5至6倍。由于多气囊能起到类似船上隔水舱的作用，大幅提高了飞行安全度。
1908年，齐柏林又用自己的全部财产设计制造了当时世界上最大的一艘飞艇——“Lz-4”号。他亲自驾驶这艘飞艇从德国起飞，飞过阿尔卑斯山，到达瑞士后返航，这一航行引起了德国政府的重视。当时的德国政府表示，如果飞艇续航时间能超过24小时，就愿意购买并资助发展飞艇事业。不过后来，齐柏林的飞艇在一次试航中因遭遇飓风而飞行失败，《法兰克福时代报》的记者艾肯纳给予了客观的报道。于是，全德国人民集体募捐帮助齐柏林。齐柏林不负众望重新设计了名噪一时的“Lz-5”号、“Lz-6”号飞艇，它们在空中飞行的时间都超过了24小时。后来，齐柏林和艾肯纳决定成立世界上第一家航空公司——德拉格公司。1910年6月22日，飞艇从法兰克福飞往杜赛尔多夫，从而建立了第一条定期空中航线。改良后的“Lz-7”号飞艇担任首航运输任务，它一次可载24名旅客，有12名乘务员，飞行速度可达69～77公里/小时。
至此，硬式飞艇标准已初具规模。硬式框架将舱室隔开分别放置气囊的技术在当时属于极大的创新，大大增强了飞行的稳定性。与同时代的飞机相比，硬式飞艇具有以下几个优势。一是对起落场地要求较低，不需借助飞机跑道起落，因此飞机场无须为飞艇扩建场地。二是飞行平稳、操控性好、便于驾驶。三是成本低廉、续航时间长、航程较远、有效载重量大。四是购置费、维护费、场地建设费、飞行费和训练费较低，运营成本远低于其他航空器。
Ⅲ 叱咤一战的“移动堡垒”
硬式飞艇在20世纪前十几年的飞速发展直接延续到了一战。大战爆发后，各国军事将领们注意到了飞艇的优势，将其投入战场担任空中轰炸或侦察的任务。由于当时的飞机飞行时长不足、载重较小、声音过大不利隐蔽，在蓝天中的风头完全被齐柏林飞艇所掩盖。
特别是在齐柏林飞艇发明者的祖国德国，陆军和海军都建立起了自己的飞艇舰队。德国海军通常使用齐柏林公司制造的铝制龙骨的飞艇，编号为L（德文飞艇是Luftschiff）开头。德国空军的飞艇则通常是由舒特-朗茨（Shutte-Lanz）公司制造的木制龙骨飞艇，编号为SL。无论海军还是空军的飞艇，在开战后都开始执行轰炸协约国的任务，以图从空中摧毁目标，打击对手士气。
当时的德国军方坚信，齐柏林飞艇是他们手中的王牌武器，飞艇所到之处无坚不摧。因为一战爆发时，几乎没有能在夜晚作战的飞机。同时，即使飞机发现了飞艇，以当时的技术也只能在飞艇粗厚的外壳上戳几个小窟窿。
数据统计显示，自1915年1月19日至1918年8月5日，德国共出动飞艇208艘次、飞机435架次对英国实施空袭。其中飞机空袭52次，飞艇空袭5l次，投弹约300吨，造成约1300人死亡，3000人负伤。战争过程中总计80艘飞艇坠毁，然而这主要是由恶劣的天气状况造成的。尽管德国所代表的同盟国一方最终输掉了一战，但齐柏林飞艇帮助德国称霸天空，当时的协约国直至战争结束也没有想出特别好的作战对策，齐柏林飞艇可谓不折不扣的“移动堡垒”。
Ⅳ 惊艳世人的“天空之城”
齐柏林飞艇并未随着一战结束而宣告落幕，反而越来越受到各国的青睐。1917年齐柏林逝世时，他的合作伙伴艾肯纳计划建造一艘环球飞艇，开辟洲际长途客运。十年之后，艾肯纳的愿望得到实现。这艘环球飞艇于1927年7月最终建成，长达237米，最大直径30.5米，可充10.47万立方米的氢气，本身重量为118吨，载重53吨，用5台柴油发动机作动力，最大速度为每小时193公里。为纪念齐柏林，这艘飞艇被命名为“格拉夫·齐柏林”号。当时的齐柏林号飞艇长度足足有波音747的三倍半，只比泰坦尼克号短24米。
1929年8月8日，“格拉夫·齐柏林”号飞艇开始了一次伟大的环球飞行，从美国的新泽西州出发，经过德国、苏联、中国、日本，于8月26日回到洛杉矶市。整个航程历时21天7小时34分。此番伟绩当时被无数的报纸媒体所报道。
环球飞行的成功大大促进了飞艇事业的发展。与此同时，世界各国纷纷发展飞艇技术，类似飞艇曾数以百计地翱翔在蓝天之上，运输乘客和货物，创造着一个又一个的飞行奇迹。彼时乘坐齐柏林飞艇进行远途旅行，成为西方社会的时尚之举。飞艇包厢设有豪华套间并提供精美的餐饮，吸烟室、音乐沙龙和透视玻璃观景台等服务一应俱全。
1929年至1937年的8年间，“齐柏林号”飞艇共执行了590次飞行，包括144次越洋飞行，总计170万公里，安全运送旅客3万4千多人次。同期名噪一时的飞艇还有由美国下订的洛杉矶号飞艇（USS Los Angeles ZR-3）。作为美国最成功的飞艇，在美国海军服务期间拥有几乎达4400小时的成功飞行记录，其中包括长达81小时的马拉松式飞行。
据统计，在20世纪20至30年代，类似的齐柏林式飞艇，美国建造了86艘，英国建造了72艘，德国建造了188艘，法国建造了100艘，意大利建造了38艘，苏联建造了24艘，日本也建造了12艘。这是飞艇的鼎盛时期，所以人们把这期间称作飞艇的“黄金时代”。
1936年3月，一艘以德国总统兴登堡名字命名的“兴登堡”号飞艇被齐柏林公司正式推出，这是齐柏林公司为德国政府建造的飞艇舰队中的最先进也是最大的一艘，也是人类历史上最大的飞行器。“兴登堡”号飞艇航线主要是从德国的法兰克福到美国新泽西州的莱克赫斯特海军基地，以及前往巴西的里约热内卢。作为当时最豪华的客运飞艇，赴美的机票每张售价为400美元，相当于今天的5900美元。这在大萧条时代可谓天价，因此它搭载的旅客都是商业巨头和社会名流。当时的齐柏林公司董事们相信，这座豪华的“天空之城”将奠定齐柏林飞艇空中霸主的地位，正如当年的泰坦尼克号船长的心情。
Ⅴ 黯然告别的空中“泰坦尼克”
1937年5月3日8时，“兴登堡”号载着97名旅客和飞艇乘员离开法兰克福前往纽约。没人能够预知，这是这艘巨舰的最后一次航行。经过了一路风平浪静，就在飞艇将要抵达目的地新泽西时，艇身突然起火燃烧。地面上的人束手无策，只能眼睁睁地看着这个庞然大物立即被烈焰吞没，燃着的骨架落地跌得粉碎。“兴登堡”号就这样在一分钟不到的时间内焚毁。这次事故共造成了至少36个乘客和地面人员的死亡。当时，地面有22架摄像机捕捉到了“兴登堡”坠毁惊心动魄的瞬间。这张著名的照片也成为“震撼世界的照片”之一。
美国探索频道的《流言终结者》节目曾就此次空难得出结论称：“兴登堡号”的起火失事与其表面的铝热剂涂层有一定关系，这种高度易燃的混合物几乎等同于火箭的燃料，加上飞艇内部填充着的“海量”氢气，一旦遇到明火就会飞速燃烧，后果不堪设想。事故当天，由于飞艇晚点，艇长急于降落，在错过了降低时机之后大幅度转向，导致艇身结构破坏，一根固定的钢缆断裂划破了气囊，氢气外泄。然后，因为静电火花引燃了氢气，最终导致事故的发生。不过，关于“兴登堡”号飞艇爆发火灾的真正原因现在仍有争议，有人认为，飞艇被人为安置了定时炸弹。
无论如何，这个事故在我们现在看来只是迟早的问题，因为齐柏林飞艇本身就是个大大的氢气罐子，只要稍有火星，必定是粉身碎骨。只是当时的航空公司出于侥幸心理和金钱的诱惑，忽视了这一致命的缺陷，最终导致悲剧的发生。齐柏林飞艇的重大安全隐患赤裸裸地展现给世人，只是那逝去的36个生命和失去亲人的家属，将成为这背后的牺牲品。
“兴登堡”号的焚毁是人类航空史上的一大悲剧，它结束了飞艇作为载人工具进行洲际飞行的历史。在那之后，英美多艘大型飞艇相继失事，此后整个飞艇的发展陷于停滞状态，整个飞船运输产业急速没落。如同一位不得不告别舞台的演员，今天的我们只能在电视纪录片和书中了解这个伟大飞行器的历史。在生活中，取代它的是更加安全、便捷的喷气式飞机。在与飞机等飞行器的较量中，一度领先的齐柏林飞艇最终黯然告别了人类飞行史舞台。旧事物被新兴事物取代，既有时代和科技发展的必然，却也在齐柏林飞艇的落幕中用鲜血的教训告诉了人们一个道理：对于载人飞行的安全性，绝对不能有任何的侥幸心理。
（光明日报德国康斯坦茨1月17日电）
《光明日报》（ 2017年01月18日 14版）
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中国·西安 2024年4月16日
