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人類史上最大的飛行器:“天帷巨獸”——齊柏林飛艇的起源

引言第一次世界大戰時期,人類首次將戰場擴展到了此前從未有軍隊涉及過的“地方”——天空,在這一時期,飛行科技發展的十分迅速,出現了很多新技術和武器,而在當時所有飛行器中,有一種飛行器在戰爭初期表現的尤為出彩,格外引人注意,那就是大名鼎鼎的“天帷巨獸”——齊柏林飛艇!

齊柏林飛艇

大家只要想像一下,一個跟郵輪一樣大的物體,漂浮在天空中是什麼樣子,就知道齊柏林飛艇給當時人們帶來的震撼了!作為史上最大的飛行器,齊柏林飛艇龐大到令人敬畏,比如今的波音747都要大很多,它令古今所有的飛行器都顯得極為渺小!其用於客運的齊柏林飛艇內部還分佈有鋼琴酒吧、吸菸區、餐廳和獨立房間,堪稱奢侈。

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齊柏林飛艇和郵輪的對比

現在就請各位讀者朋友,跟隨小編的這篇文章,來一起看一看世界上第一艘齊柏林飛艇的起源、發展和結構特點吧。

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齊柏林飛艇

齊柏林飛艇的起源1900年7月20日,人類歷史上第一架齊柏林飛艇在德國腓特列港附近首飛成功,該飛艇由斐迪南·馮·齊柏林伯爵(Ferdinand Graf von Zeppelin,下面簡稱齊柏林)本人設計並建造,而此時據齊柏林開始立項研究飛艇已經過了十數年。

斐迪南·馮·齊柏林伯爵(Ferdinand Graf von Zeppelin)

說起齊柏林飛艇的誕生,就不得不提到美國內戰(1861年4月12日~1865年4月9日),因為正是這次戰爭才讓齊柏林有了發明飛艇的念頭。

飛艇想像圖

1863年4月,在工兵部隊任職的齊柏林被德國政府派往美國拜訪林肯總統和美國軍隊,此時正值美國內戰期間,齊柏林在葛底斯堡戰役中第一次接觸了聯邦軍隊的載人氣球部隊,並體驗了乘坐氫氣球升空觀察戰場的感覺。這種飛行體驗可不多見,因為當時不管是德國還是其他歐洲各國都還沒有成規模的載人氣球部隊。

身穿軍隊的齊柏林伯爵

正是在此時,待在氣球吊籃裡向下俯瞰的齊柏林內心中萌芽了一個想法,那就是製作一種比載人氣球更好的飛行器來實現人類長久以來的飛天夢想。結束拜訪後,齊柏林回到了德國,之後又相繼參加了多場歐陸戰爭,如普奧戰爭(1866年)、普法戰爭(1870年~1871年),在這些戰爭期間,齊柏林深刻體會到了傳統偵察手段的落後和不足,對德國軍隊中裝備的熱氣球也很不滿意,認為這種飛行器的飛行效果太差,無法滿足使用需求,這讓他開始思考如何研製一種新型飛行器來代替載人氣球。

載人氣球(用於偵查和為炮兵定位)

從1887年開始,齊柏林就開始著手研製一種可完成長途運輸和空中作戰等多種任務的大型飛行器,但因為工作繁多的原因,他對飛行器的研究斷斷續續。當1890年,時年52歲的齊柏林伯爵以中將軍銜從德國軍隊中退役後,他才有機會正式開始對飛行器的持續研究。在對現有的飛行器進行仔細研究後,齊柏林最終將目光看向了飛艇,而飛艇在當時已經出現了,所以齊柏林並不是飛艇的第一發明人。

飛艇想像圖(蒸汽朋克風)

世界上第一艘飛艇是由法國工程師吉法德發明,其製作的飛艇總長44米,最大直徑12米,使用一台2.2千瓦的蒸汽機作為動力來源。該飛艇於1852年9月24日首飛,但不幸的是吉法德所發明的這艘載人飛艇僅僅升空不到十米就一頭跌回了地面,這場試飛試驗的失敗,讓吉法德直接放棄了對飛艇的繼續研究。

世界上第一艘飛艇的發明人——吉法德

不過雖然吉法德放棄了對飛艇的研究,但他卻開了一個好頭,此後的數十年裡,有許多發明家都看中了飛艇的廣闊前景,從而投入大量人力、物力到飛艇的研究當中去。當時光德國境內,就先後有十數家公司立項研究飛艇,並先後推出了自己研製的飛艇,其中比較著名的有帕斯瓦爾飛艇、格羅斯-巴森納赫飛艇和西門子飛艇等。

世界第一艘飛艇(吉法德發明)

不過這些發明家所發明的飛艇都沒有得到很好的應用,大多曇花一現,因為其缺點非常明顯,毛病還極多,比如對天氣和風向有著極高要求,本身還過於脆弱和不可靠,所以並不被大眾和軍隊所接受。並且,這些飛艇還沒有跳出氣球的范濤,原理和普通氫氣球一般無二,大多還屬於所謂的軟式飛艇。

一種軟式飛艇

而在對現有飛艇進行探究後,齊柏林沒有採用軟式飛艇的結構,而是開創性的研製出了一種全新的硬式飛行器結構,並將其用在了飛艇上面,製造出了後來大名鼎鼎的齊柏林硬式飛艇(下文簡稱齊柏林飛艇)。

齊柏林飛艇

世界上第一艘齊柏林飛艇——LZ-1從1890年正式開始研究飛艇,“半路出家”的齊柏林伯爵前後經過數年的摸索,到1895年時才獲得了一定的成果,但此時還只是拿到了相關的發明專利,以及確立了設計理念,還未為實物出現。如何將載人飛艇從一個概念變成一個現實的東西成了難題,因為建造一艘飛艇的花費實在太大了,即使齊柏林貴為伯爵,他也無法完全負擔將夢想變成現實所需的財力和物力。

發展成熟的齊柏林飛艇

不過資金問題還難不倒齊柏林,作為一個德國貴族和高級軍官,齊柏林伯爵與大多數平民發明家們不同,他有著廣闊的人脈圈和融資渠道!為了獲得發展飛艇所必須的資金,齊柏林伯爵在柏林創建了飛艇飛行推進協會,將自己的計畫書公之於眾,向社會各界宣傳新式飛行器的廣闊前景和商業項目書,並向所有對新式飛行器感興趣的社會各界人士募集資金。

飛艇想像圖

齊柏林的這一做法很成功,他沒有花太多時間就成功募集到了大筆資金,這讓齊柏林有足夠的金錢來設計並建造自己的第一艘飛艇。齊柏林伯爵的第一艘飛艇自1897年時開始設計、生產,總共用了大概三年的時間,到1900年時才在康斯坦斯湖上的一個小工廠裡製造完成,隨後被其命名為LZ-1(LZ是德文飛艇和齊柏林名字的縮寫,Luftschiff Zeppelin),這便是世界上第一艘齊柏林飛艇。

LZ-1飛艇

LZ-1飛艇全長僅128米,最大直徑為11.7米,但內部卻用了16個氣囊,氫氣的總容積為11300立方米,而為了讓飛艇獲得較快的飛行速度,齊柏林還為LZ-1飛艇配備了兩台8.82千瓦的活塞式燃油發動機。有意思的是,在LZ-1飛艇研製成功後,齊柏林伯爵因為對自己發明很有信心的緣故,就在萬眾矚目下親自帶著好友和工程師總共5人登上了飛艇,進行首飛試驗。

LZ-1飛艇設計圖

結果,LZ-1飛艇的首飛試驗並不完美,在成功升空並飛行了大概18分鐘後,飛艇上的一門發動機就出現故障停止了運轉,但幸運的是沒有人在這場飛行試驗中受傷。首飛試驗的失敗,對齊柏林和其支持者造成了負面影響,但並沒有澆滅齊柏林的熱情,7月份的首飛失敗後,齊柏林在同年10月份時又再次展開了試飛試驗,而在這次試驗中,LZ-1飛艇終於不負眾望表現的很出色,飛行的也很平穩,沒有再出現發動機事故,並測得最高時速為34千米每小時。

試飛的LZ-1飛艇

LZ-1飛艇的成功飛行證明了齊柏林設計的可行性,也讓更多德國人看到了飛艇的可能性,這讓其成為德國上流社會矚目的焦點,德國社會名流們對LZ-1飛艇給予了很大的肯定,認為齊柏林飛艇在民用和軍用方面都有著廣闊前景,確實可以進行載人運輸、郵政運輸、氣象研究、拓展海外殖民地、海戰偵察和航拍、陸戰偵察和航拍等任務,於是紛紛慷慨解囊進行支持,這讓已經處於破產清算邊緣的齊柏林“起死回生”,在後續募集資金繼續發展飛艇時更為輕鬆。

齊柏林伯爵像

LZ-1等齊柏林飛艇的結構特點齊柏林飛艇的研製成功,離不開第二次工業革命,更為確切的說,是離不開動力技術和鋁合金冶煉技術的發展,而對新技術的應用,正是齊柏林能超越前人的奧秘。

飛艇想像圖

LZ-1飛艇成功證明了硬式飛艇的先進性,同時也進一步指明了問題所在,並為齊柏林飛艇的後續發展指明了道路,此後出現的所有齊柏林飛艇雖然比LZ-1飛艇更加龐大和先進,但是其基礎設計都繞不開LZ-1飛艇。在齊柏林飛艇出現前,歐洲的大多數飛艇都是軟式飛艇,其一般由上下兩部分組成,上部分是飛艇的浮力裝置,是一個由膠棉或亞麻布製作成的大型氣囊(軟體結構),裡面充滿了輕於空氣的氫氣或是用加熱裝置加熱的空氣,填充這兩種不同氣體的目的都是為了使飛艇獲得向上的浮力。

一種軟式飛艇

飛艇的下部分則是艇身,有的是吊籃設計,有的則是密封艙設計,不一而足,這些飛艇與氫氣球或熱氣球最大的不同之處就是其下部一般都裝有發動機作為動力來源,可以讓飛艇在天空中漂浮的同時,還能按照飛行員的意願前進、轉彎或後退。除此之外,這些軟式飛艇與氫氣球或熱氣球並無太大的區別。

一種軟式飛艇在空中

而齊柏林飛艇與它們都不同,齊柏林飛艇採用的乃是硬式結構。齊柏林飛艇雖然也是由兩部分組成,但是齊伯力飛艇與軟式飛艇最大的不同之處就是其氣囊有硬鋁合金框架支撐!齊柏林飛艇上部分的浮力裝置是由鋁製骨架和十幾個充滿氫氣的氣囊組成,而氣囊被保存在不同的艙室中,之後再用一個結構完整的鋁製骨架覆蓋所有氣囊,並在外面蒙上綢布,使其看上去就好像只使用了一個氣囊一樣。

天帷巨獸——齊柏林飛艇

在齊柏林飛艇的頂部還有設計有一條與全艇等長的棧道(鋁製),用來吊掛壓艙物和吊艙,一般齊柏林飛艇的吊艙有兩個,一個在前一個在後,前面的吊艙是指揮艙,飛艇駕駛員們就在這個艙內活動,後面一個吊艙則是動力艙,用來放置發動機和燃料。

飛艇想像圖

以上就是齊柏林飛艇的結構特點,雖然自齊柏林伯爵研製出第一艘飛艇後,齊柏林飛艇家族又先後出現了21個不同型號共103艘飛艇,但幾乎所有的齊柏林飛艇都沿用了LZ-1飛艇上的這些結構設計。

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