飛機污染地球,人類應該重新啟用飛艇嗎?

愛範兒 於 20/12/2019 發表 收藏文章

本文來自 36 氪旗下編譯團隊神譯局,譯者小兵手,愛範兒經授權發佈。
引用飛機污染太嚴重,用什麼取代飛機運輸貨物呢?飛艇是一個好選擇。飛艇不需要多少能量就能運送大量物資,到底用什麼燃料?危險嗎?帶着這些問題,我們來聽聽專家們的解釋。 本文編譯自 medium 原題為「Planes Are Ruining the Planet. New, Mighty Airships Won’t.」的文章。

今年 8 月,Greta Thunberg 駕駛一艘零排放船隻橫跨太平洋,她用這種行為抗議飛機,因為飛機旅行的碳排放很高。某一天,她也許會坐上飛艇完成旅行,因為飛艇環保。20 世紀初,飛艇曾經流行過一段時間,後來沒落了。飛艇的速度比貨船快,可以在陸地、沙灘上降落,與船舶相比,許多飛艇(又叫飛船)更環保,它的碳排放也比飛機低很多。

雖然大家曾對飛艇痴迷,但很快這份愛意就消退了,因為飛艇的速度太慢,有時還太危險,氣候變化無常,飛機越來越流行。到了現在,又有科學家將目光轉向飛艇,他們認為飛艇是一種可行的交通工具。


和飛機不同,飛艇起飛、巡航時不需要燃燒太多燃料。因為飛艇的飛行速度比飛機慢,所以我們可以用它來運送貨物,它的碳排放更低,在未來幾十年內,空中貨運量還會增加 2 倍。國際航空運輸協會新聞發言人 Jean Baptiste Meusnier 説:「與傳統航空工具相比,飛船的碳排放量少 80-90%。」

9 月份,Energy Conservation and Management 發表一篇文章,聲稱如果飛艇可以駕駛急流自然風,它幾乎不需要消耗任何能量就可以移動 21000 噸貨物,大氣層上有一片狹窄地帶,那裏的空氣快速流動,它位於對流層之上,飛艇可以在這裏飛行,飛機也在那裏飛行。

澳大利亞國際應用系統分析研究所研究人員、報告主作者 Julian David Hunt 説,這片區域的風速可以達到每小時 100 英里(161 公里),最高時速可達 250 英里(402 公里),只要 7 天就能從美國丹佛飛到中國,從洛杉磯到東京只要 4 天。

Hunt 所説的飛艇在同温層飛行,這片區域有許多優點,除了有自然風,還有其它優點。Hunt 解釋説:「你可以提前很長時間做規劃,因為這裏的天氣預測起來更容易…… 而且這裏的干擾比較少,預測同温層的風模式會容易一些。」他認為人類可以搭建一條環球飛行線路,飛艇不需要能量就能運送貨物,只有 Hunt 這樣認為嗎?不是的。

洛克希德・馬丁(Lockheed Martin)公司項目經理 Bob Boyd 説,因為飛艇具有獨特的物理特性,所以從本質上説它就是高度節能的。Bob Boyd 還説:「與直接升力相比,用浮力移動顯然更節能。」飛機和直升飛機依賴直接升力飛行,需要燃料化石燃料,如果用浮力飛行,只需要依賴氫、氦等氣體的自然特性就可以了,這些氣體更輕,不需要燃料。

不過,Hunt 所説的飛艇要在高空依賴氣流飛行,所以製造時需要超級柔軟的材料,這種材料現在還不存在。NASA 噴氣推進實驗室高級研究科學家 Jason Rhodes 説:「尋找結構堅固的材料一直以來都是挑戰。」正因如此,再加上其它一些原因,目前製造商用飛艇的公司都不願冒進,它們的飛艇在同温層下飛行,飛行高度約為 5000-6000 英尺,這樣就能解決壓力問題,而且垂直飛行的時間也能縮短。


這種低空飛行工具叫混合飛艇,在未來一段時間,它們會是主流。洛克希德馬丁公司製造的混合原型飛艇前面有 3 個卡通一樣的泡泡,搭配導航與引擎系統,飛艇就能具備很強的操作性。洛克希德馬丁設計的原型混合飛艇只使用了 20% 的氣動升力,還有 80% 的動力來自浮力。正因如此,混合飛艇的能量比飛機低很多,可以進入許多其它交通工具到不了的領域。

除了環保,飛艇還有其它益處。Prentice 説,在北加拿大地區,冰路(結冰湖泊形成的路)正在融化,想進入某些地區將會更困難,住房與食物也會越來越匱乏。

BASI 正在建造大型飛艇,希望它能裝載大量貨物,比如建築設備、模塊化住宅,不需要公路,它們可以將偏遠地區和沒有道路的地區連接起來。一旦有了這種飛艇,也許就不再需要公路了,修路成本很高,而且會破壞環境。大多飛艇可以降落在平地區域,比如水面、積雪場、沙灘或者其它場地,根本不需要公路。

雖然速度慢一些,但可以降落在任何地方是一個優勢。集裝箱運貨船卸貨時會停在備用線路上,裝貨的貨車會造成擁堵。飛艇不一樣,它可以按地區分配裝貨,如果貨物(比如新車和卡車)足夠大,可以直接將貨物從工廠送到目的地,從而繞開擁擠的城市,也不需要穿過水路。

另外,飛艇不會受到卡車集裝箱、火車車廂大小的限制,所以我們可以用它運送超大車輛、機械設備,將它們送到難以抵達的地方,比如建築工地、擁擠的城市、礦區。洛克希德馬丁在網站上説:「如果想運送大量貨物,比如已經組裝好的重型設備,用飛艇運輸時貨物會有重量限制,但沒有尺寸限制。」

因為有着諸多的優點,用飛艇完成人道主義、災難救援任務再合適不過。Boyd 説:「當風暴、海嘯、地震到來時,首先遭到衝擊的是基礎設施。」2004 年海嘯襲擊印度就是一個好例子。2000 英里的海岸線受到影響,即使啟用大型直升機,也無法運送重型物資,比如新鮮水、食品。Straightline Aviation COO Mark Dorey 説:「與直升機相比,飛艇更加萬能,更安全,更環保,運營範圍也更廣。」

因為飛艇可以在天上停留很長時間,所以它可以完成長期任務,比如調查、遠距離偵查邊界安全、完成科學監測。目前近地衞星只能每隔 2 小時捕捉一次某地的細節,至於地球同步衞星,它離地更遠一些,拍的照片分辨率也會低一些。飛艇可以填補空白,它可以持續監視某個地點。NASA 研究員 Rhodes 説:「有了飛艇,你可以了解某個地點是如何隨着季節變化的,也可以調查海洋變化、農業狀況。在整個火災高發季節,飛艇可以一直追蹤偵測,當它發現火災時,可以持續幾天甚至幾月一直觀察。」
飛艇比飛機安靜很多,噪音和大型汽車引擎差不多,但它遠離地面幾千英尺,所以不會影響地面。

有許多公司正在開發商用飛艇,但它們的設計各有不同。用哪種氣體填充飛艇呢?大家一直爭論不休。洛克希德馬丁、Varialift、Flying Whales(中國法國向它投資)使用氦,Hunt 的混合飛艇依靠氫氣,BASI 飛艇也用到了氫氣,還有太陽能面板。

氫有一些優勢:便宜,可以用可再生能源製造,升力比氦強 6-8%,易燃。氦不會燃燒,所以它更安全,但是 Prentice 聲稱今天的技術已經足夠先進,可以防止飛艇爆炸,只有當氫的濃度大於 4% 時才會爆炸。汽油如果濃度達到 1% 就能點燃,所以比氫危險很多。在某些人看來,氫的風險並不值得去承擔。Boyd 説:「氫的升力並不是特別大,我們真的應該放棄惰性氣體,換上易燃氣體嗎?」

出於安全的考慮,在未來一段時間內氦的前途更光明。地球上的氦氣越來越少,不過 Boyd 卻在報告中指出,氦供應並無問題。氫也許沒有那麼安全,但是將它用在飛艇上並不差,因為它不會污染環境。

在飛艇誕生初期,天氣變化曾經引起許多事故,大家擔心風暴可能會將氣球困住,這種擔憂有些過火,因為今天的飛艇相當巨大。Prentice 説:「飛艇沒有必要在天氣之上飛行,如果是真正的大型飛艇,比如用來運貨的飛艇,它有足夠的慣性,所以不會被天氣擺佈,影響不大。」

當我們看到巨大的飛艇從頭頂越過,會有一種回到過去的感覺,又一種面向未來的感覺。洛克希德馬丁公司的項目已經拿到了 FAA 的批准,Boyd 認為可能還要等 2-3 年政府才會修改航空規定,讓商業飛艇飛行。如果有錢,現在就可以購買飛艇。Boyd 説:「根據要求的不同,你可以花 4000-5000 萬美元買一艘,與相同尺寸的飛機相比,價格便宜一半。」


資料來源:愛範兒(ifanr)

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