近日,我国自主研制的载人飞艇AS700首次跨省区长途转场飞行取得圆满成功,本次转场飞行距离近1000公里,总航时12小时44分钟,检验了飞艇的自身性能以及长航时、长航程转场飞行能力。除此之外,还有外媒根据卫星拍到的超大机库称我国正在研究用于执行战略侦察的大型飞艇。
近日,我国自主研制的载人飞艇AS700首次跨省区长途转场飞行取得圆满成功
为什么要研制飞艇?
很多人可能会疑惑,在国产大飞机已经蓬勃发展的情况下,为什么还要研制飞艇这种早已退出历史舞台的飞行器呢?实际上,作为人类飞行历史上的重要“角色”,飞艇一度风头无两,之后因为安全性等原因一度没落。而今,随着现代航空制造技术的发展和先进材料的出现,一些之前无法克服的缺陷被解决后,飞艇又重获新生,在空中游览、应急救援、反恐维稳、城市安保、航空物探等领域的优势再次得以显现,各国也纷纷开始重视现代飞艇的研究。现代飞艇主要有以下几大特点:
第一,以高技术成果为基础,与过去各个时期的飞艇相比较,技术水平已经发生根本变化。比如中国此次试航的AS700飞艇就应用了很多先进科技,不仅采用流线型气囊外形和四片“X”型硬式梯形尾翼设计,还采用了轻质高分子囊体材料和高可靠防撕裂结构设计,配备氦气安全阀防止气囊过压,双发或操纵系统失效情况下具备安全着陆能力,确保了飞艇使用安全性。
此外,AS700飞艇还装备了先进的综合航电和电传侧杆操作系统,提升了飞艇驾驶操纵便捷性和操作感。再加上可倾转高效涵道螺旋桨矢量推力控制,为飞艇的起飞、降落和空中姿态变换提供灵活、可靠的推力矢量。在矢量控制技术的加持下,动力螺旋桨具有-120°至+90°区间的转向能力,使得AS700可在半径不小于100米的简易机场或草地上平稳起降,为飞艇垂直和短距起降提供了有力保障。
应用了诸多新技术的AS700飞艇
第二,现代飞艇首先为军事和国防服务。现代飞艇搭载的传感器和电子设备可以对目标进行持续探测,还能够代替地球同步轨道卫星进行定点工作,因此可以采集和积累大量信息。比如美国陆军曾在阿富汗和伊拉克部署的侦察飞艇,就携带有光电和红外传感器,配合360度监视雷达和精确跟踪照射(火控)雷达,在实现昼夜持久监视上取得了较好的效果。
第三,现代飞艇倾向于无人驾驶,高度自动化,实际上是空中机器人。目前,各国发展的小型侦察飞艇和系留飞艇都是无人化的。与无人驾驶飞机相比,无人驾驶飞艇具有显著优势:留空时间长、可以旋停、节能、低噪声、雷达散射截面小、红外辐射少、生存力强、成本低。与卫星相比,可以得到更精密的侦察图像,所得到的信息更具备实时性。侦察卫星通过目标以后大约九十分钟才能围绕地球环绕一圈,但是到达目标纬度时目标已经在经度方向错过了22.5度。从经费消耗分析,使用无人飞艇的成本要低很多。
鉴于无人飞艇在反恐、反弹道武器、防巡航导弹攻击、反走私以及战略监视方面的独特优势,美国开展了无人飞艇方面的发展计划,例如“先进飞艇实验室”计划、“系留式浮空雷达系统TARS”计划、“联合对地攻击巡航导弹空中阻网传感器ISIS”计划、“快速初始部署浮空器RAID”计划、“高空飞艇HAA”计划等。
我国研制的可提供5G信号的“彩云一号”应急通信保障无人飞艇
我国也在研究各种功用的无人飞艇。比如北京航空航天大学云南创新研究院、华为技术有限公司和中国移动云南公司曾联合研制了“彩云一号”应急通信保障无人飞艇。这款无人飞艇依靠填充氦气驻空,能提供长达15天以上的驻空时长,可搭载华为的5G基站设备,可提供10Gbps以上的高速率信号,并可根据实际需求提供2G、4G、5G等多制式信号。在300米高度工作时,最远覆盖距离达10.7公里,覆盖范围达100平方公里,语音和数据各项业务指标均正常。
国内飞艇发展
中国在现代飞艇领域的相关研究始于“十五”期间,多所高校、科研院所开展了方案论证、关键技术攻关等研究工作,同时部分民营企业也投入到飞艇的研制过程中。其中,北京航空航天大学在“十一五”和“十二五”期间完成了多次高空飞行技术验证,在超压囊体、循环能源、动力推进、飞行控制和发放回收等飞艇关键技术研究上取得了重要突破。
2015年10月,北京航空航天大学、北京南江空天科技股份有限公司共同完成了高空飞艇“圆梦号”的较长时间留空飞行试验,实现了可控飞行与完好回收,同时开展了近空间宽带数据传输、语音图像传输、对地观测与空中态势感知等初步应用试验,标志着中国在高空飞艇研制领域迈入世界先进行列。
2017年,中国自主研发的“旅行者”3号临近空间氦气球在新疆测试飞行成功。“旅行者”3号在升空后,一个多小时后到达20千米以上高空的稀薄空气中,共飞行了四个多小时,期间顺利完成了一系列技术测试。
电科集团研制的采用飞艇平台的大型侦查监视系统
2021年第十三届珠海航展上,中国电科展出的JY-400系留飞艇侦察监视系统也十分引人瞩目。该系统是中国电子科技集团有限公司第三十八研究所根据当前国际市场用户需求情况研制的出口型系留飞艇侦察监视系统,采用一个椭圆形系留飞艇作为空中平台,搭载预警雷达、雷达侦察设备升空执行任务。资料显示,JY-400可提高对低空飞行目标、海面舰船目标预警能力;可对周围地区进行电磁频谱监测,提高低空、海面雷达情报侦察能力;也可根据用户需求,搭载通信、光电、雷侦、通侦、通信、干扰等各类型载荷,实现通信中继、对地观测侦察等任务。
未来作用展望
我国幅员辽阔、地形复杂、陆地和海洋边界很长,在边境警戒、巡逻以及信息传递等领域对于飞艇都有相当大的需求。装备光电任务载荷的无人驾驶低空软式巡逻和监视飞艇,在海防巡逻监视、反走私、反恐怖、环境保护检测等方面可以发挥高效率、低成本的明显作用,在内陆平原和山区的交通监视、林区的防火护林工作中也可以发挥作用。
飞艇具有留空时间长、载荷量大等优势,可作为预警监视、通信指挥、探测制导等综合作战平台
此外,我国是一个多自然灾害的国家,每年都有不同地区发生水灾,当灾情发生时道路遭到破坏、交通受到阻隔,常规的交通和通信手段失效,这时,装备光电任务载荷的无人驾驶低空巡逻和监视飞艇可以在灾情侦察、通讯联络甚至在小量紧急救灾物资的运输方面发挥作用。而中高空系留飞艇,在携带远程警戒雷达后,可以部分代替空中预警飞机的作用,但是其建设成本和运行成本远远低于预警飞机。我国边界漫长,适当发展中高空系留飞艇警戒雷达适合我国国情。
总之,随着科学技术的发展,使得飞艇如虎添翼、重获新生,尤其是大型高空飞艇平台在各方面都具备广阔的应用前景,同时具备军事应用价值,有望成为新质作战平台。而目前世界各国正着手研究其应用潜能,完善该领域布局,进而增强体系综合能力。我国AS700载人飞艇的出现,也是在验证新技术,为以后发展性能更强的战略级飞艇奠定了基础。