天帷巨兽(「发明创造的故事」(136)——“天帷巨兽”——齐柏林飞艇)

“天帷巨兽”——齐柏林飞艇

 

第一次世界大战时期,人类首次将战场扩展到了此前从未有军队涉及过的“地方”——天空,在这一时期,飞行科技发展得十分迅速,出现了很多新技术和武器,而在当时所有飞行器中,有一种飞行器在战争初期表现的尤为出彩,格外引人注意,那就是大名鼎鼎的“天帷巨兽”——齐柏林飞艇!

天帷巨兽(「发明创造的故事」(136)——“天帷巨兽”——齐柏林飞艇)

齐柏林飞艇和邮轮的对比

大家只要想象一下,一个跟邮轮一样大的物体,漂浮在天空中是什么样子,就知道齐柏林飞艇给当时人们带来的震撼了!作为史上最大的飞行器,齐柏林飞艇庞大到令人敬畏,比如今的波音747都要大很多,它令古今所有的飞行器都显得极为渺小!其用于客运的齐柏林飞艇内部还分布有钢琴酒吧、吸烟区、餐厅和独立房间,堪称奢侈。

天帷巨兽(「发明创造的故事」(136)——“天帷巨兽”——齐柏林飞艇)

“天帷巨兽”——齐柏林飞艇!

现在就请各位读者朋友,跟随小编的这篇文章,来一起看一看世界上第一艘齐柏林飞艇的起源、发展和结构特点吧。

1900年7月20日,人类历史上第一架齐柏林飞艇在德国腓特列港附近首飞成功,该飞艇由斐迪南·冯·齐柏林伯爵本人设计并建造,而此时据齐柏林开始立项研究飞艇已经过了十数年。

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斐迪南·冯·齐柏林伯爵

说起齐柏林飞艇的诞生,就不得不提到美国内战(1861年4月12日-1865年4月9日),因为正是这次战争才让齐柏林有了发明飞艇的念头。

1863年4月,在工兵部队任职的齐柏林被德国政府派往美国拜访林肯总统和美国军队,此时正值美国内战期间,齐柏林在葛底斯堡战役中第一次接触了联邦军队的载人气球部队,并体验了乘坐氢气球升空观察战场的感觉。这种飞行体验可不多见,因为当时不管是德国还是其他欧洲各国都还没有成规模的载人气球部队。

正是在此时,待在气球吊篮里向下俯瞰的齐柏林内心中萌芽了一个想法,那就是制作一种比载人气球更好的飞行器来实现人类长久以来的飞天梦想。

结束拜访后,齐柏林回到了德国,之后又相继参加了多场欧陆战争,如普奥战争(1866年)、普法战争(1870年—1871年),在这些战争期间,齐柏林深刻体会到了传统侦察手段的落后和不足,对德国军队中装备的热气球也很不满意,认为这种飞行器的飞行效果太差,无法满足使用需求,这让他开始思考如何研制一种新型飞行器来代替载人气球。

从1887年开始,齐柏林就开始着手研制一种可完成长途运输和空中作战等多种任务的大型飞行器,但因为工作繁多的原因,他对飞行器的研究断断续续。当1890年,时年52岁的齐柏林伯爵以中将军衔从德国军队中退役后,他才有机会正式开始对飞行器的持续研究。

在对现有的飞行器进行仔细研究后,齐柏林最终将目光看向了飞艇,而飞艇在当时已经出现了,所以齐柏林并不是飞艇的第一发明人。

世界上第一艘飞艇是由法国工程师吉法德发明,其制作的飞艇总长44米,最大直径12米,使用一台2.2千瓦的蒸汽机作为动力来源。该飞艇于1852年9月24日首飞,但不幸的是吉法德所发明的这艘载人飞艇仅仅升空不到十米就一头跌回了地面,这场试飞试验的失败,让吉法德直接放弃了对飞艇的继续研究。

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法国工程师吉法德

 

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世界第一艘飞艇(吉法德发明)

不过虽然吉法德放弃了对飞艇的研究,但他却开了一个好头,此后的数十年里,有许多发明家都看中了飞艇的广阔前景,从而投入大量人力、物力到飞艇的研究当中去。当时光德国境内,就先后有十数家公司立项研究飞艇,并先后推出了自己研制的飞艇,其中比较著名的有帕斯瓦尔飞艇、格罗斯-巴森纳赫飞艇和西门子飞艇等。

不过这些发明家所发明的飞艇都没有得到很好的应用,大多昙花一现,因为其缺点非常明显,毛病还极多,比如对天气和风向有着极高要求,本身还过于脆弱和不可靠,所以并不被大众和军队所接受。并且,这些飞艇还没有跳出气球的范涛,原理和普通氢气球一般无二,大多还属于所谓的软式飞艇。

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一种软式飞艇

天帷巨兽(「发明创造的故事」(136)——“天帷巨兽”——齐柏林飞艇)

软式飞艇

而在对现有飞艇进行探究后,齐柏林没有采用软式飞艇的结构,而是开创性地研制出了一种全新的硬式飞行器结构,并将其用在了飞艇上面,制造出了后来大名鼎鼎的齐柏林硬式飞艇(下文简称齐柏林飞艇)。

从1890年正式开始研究飞艇,“半路出家”的齐柏林伯爵前后经过数年的摸索,到1895年时才获得了一定的成果,但此时还只是拿到了相关的发明专利,以及确立了设计理念,还未为实物出现。

如何将载人飞艇从一个概念变成一个现实的东西成了难题,因为建造一艘飞艇的花费实在太大了,即使齐柏林贵为伯爵,他也无法完全负担将梦想变成现实所需的财力和物力。

不过资金问题还难不倒齐柏林,作为一个德国贵族和高级军官,齐柏林伯爵与大多数平民发明家们不同,他有着广阔的人脉圈和融资渠道!

为了获得发展飞艇所必须的资金,齐柏林伯爵在柏林创建了飞艇飞行推进协会,将自己的计划书公之于众,向社会各界宣传新式飞行器的广阔前景和商业项目书,并向所有对新式飞行器感兴趣的社会各界人士募集资金。

齐柏林的这一做法很成功,他没有花太多时间就成功募集到了大笔资金,这让齐柏林有足够的金钱来设计并建造自己的第一艘飞艇。

齐柏林伯爵的第一艘飞艇自1897年时开始设计、生产,总共用了大概三年的时间,到1900年时才在康斯坦斯湖上的一个小工厂里制造完成,随后被其命名为LZ-1(LZ是德文飞艇和齐柏林名字的缩写,Luftschiff Zeppelin),这便是世界上第一艘齐柏林飞艇。

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齐柏林飞艇——LZ-1

天帷巨兽(「发明创造的故事」(136)——“天帷巨兽”——齐柏林飞艇)

齐柏林飞艇的尾部特写,能够看到方向舵

LZ-1飞艇全长仅128米,最大直径为11.7米,但内部却用了16个气囊,氢气的总容积为11300立方米,而为了让飞艇获得较快的飞行速度,齐柏林还为LZ-1飞艇配备了两台8.82千瓦的活塞式燃油发动机。

有意思的是,在LZ-1飞艇研制成功后,齐柏林伯爵因为对自己发明很有信心的缘故,就在万众瞩目下亲自带着好友和工程师总共5人登上了飞艇,进行首飞试验。

结果,LZ-1飞艇的首飞试验并不完美,在成功升空并飞行了大概18分钟后,飞艇上的一门发动机就出现故障停止了运转,但幸运的是没有人在这场飞行试验中受伤。

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试飞的LZ-1飞艇

首飞试验的失败,对齐柏林和其支持者造成了负面影响,但并没有浇灭齐柏林的热情,7月份的首飞失败后,齐柏林在同年10月份时又再次展开了试飞试验,而在这次试验中,LZ-1飞艇终于不负众望表现的很出色,飞行的也很平稳,没有再出现发动机事故,并测得最高时速为34千米每小时。

LZ-1飞艇的成功飞行证明了齐柏林设计的可行性,也让更多德国人看到了飞艇的可能性,这让其成为德国上流社会瞩目的焦点,德国社会名流们对LZ-1飞艇给予了很大的肯定,认为齐柏林飞艇在民用和军用方面都有着广阔前景,确实可以进行载人运输、邮政运输、气象研究、拓展海外殖民地、海战侦察和航拍、陆战侦察和航拍等任务,于是纷纷慷慨解囊进行支持,这让已经处于破产清算边缘的齐柏林“起死回生”,在后续募集资金继续发展飞艇时更为轻松。

齐柏林飞艇的研制成功,离不开第二次工业革命,更为确切地说,是离不开动力技术和铝合金冶炼技术的发展,而对新技术的应用,正是齐柏林能超越前人的奥秘。

LZ-1飞艇成功证明了硬式飞艇的先进性,同时也进一步指明了问题所在,并为齐柏林飞艇的后续发展指明了道路,此后出现的所有齐柏林飞艇虽然比LZ-1飞艇更加庞大和先进,但是其基础设计都绕不开LZ-1飞艇。

在齐柏林飞艇出现前,欧洲的大多数飞艇都是软式飞艇,其一般由上下两部分组成,上部分是飞艇的浮力装置,是一个由胶棉或亚麻布制作成的大型气囊(软体结构),里面充满了轻于空气的氢气或是用加热装置加热的空气,填充这两种不同气体的目的都是为了使飞艇获得向上的浮力。

飞艇的下部分则是艇身,有的是吊篮设计,有的则是密封舱设计,不一而足,这些飞艇与氢气球或热气球最大的不同之处就是其下部一般都装有发动机作为动力来源,可以让飞艇在天空中漂浮的同时,还能按照飞行员的意愿前进、转弯或后退。除此之外,这些软式飞艇与氢气球或热气球并无太大的区别。

而齐柏林飞艇与它们都不同,齐柏林飞艇采用的乃是硬式结构。

齐柏林飞艇虽然也是由两部分组成,但是齐柏林飞艇与软式飞艇最大的不同之处就是其气囊有硬铝合金框架支撑!齐柏林飞艇上部分的浮力装置是由铝制骨架和十几个充满氢气的气囊组成,而气囊被保存在不同的舱室中,之后再用一个结构完整的铝制骨架覆盖所有气囊,并在外面蒙上绸布,使其看上去就好像只使用了一个气囊一样。

在齐柏林飞艇的顶部还有设计有一条与全艇等长的栈道(铝制),用来吊挂压舱物和吊舱,一般齐柏林飞艇的吊舱有两个,一个在前一个在后,前面的吊舱是指挥舱,飞艇驾驶员们就在这个舱内活动,后面一个吊舱则是动力舱,用来放置发动机和燃料。

以上就是齐柏林飞艇的结构特点,虽然自齐柏林伯爵研制出第一艘飞艇后,齐柏林飞艇家族又先后出现了21个不同型号共103艘飞艇,但几乎所有的齐柏林飞艇都沿用了LZ-1飞艇上的这些结构设计。

经过建造了几艘飞艇的尝试以后,齐柏林的飞艇设计逐渐成熟,齐柏林飞艇公司也正式成立,在德国西南部经营一些短途观光业务,每趟1.5-2小时的飞行收费为200马克(合今天的人民币9800元)。

1911年,齐柏林公司的LZ 10型飞艇交付使用。这艘能载20人的飞艇的速度比之前大幅提高,达到了77千米/小时,开始运营德国城际载客业务。这艘飞艇总共飞行218次,运载了1553名旅客。

第一次世界大战爆发后,德国军队建立起了自己的飞艇航空队,投入到战场上,担任空中轰炸或侦察任务。

德国军方认为,齐柏林飞艇是他们手中的一款终极武器,飞艇一出,无往不胜,无坚不摧,诸国降伏。

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齐柏林飞艇

当然,以一战爆发时尚幼稚得可怜的飞机来说,也没有力量去阻止飞艇的光临。能够在夜间作战的飞机几乎没有,而一般的飞机就是发现了飞艇,唯一能做的事情也不过是在它的粗厚外皮上戳两个小洞洞。当时唯一能够阻止这些天帷巨兽的就是天空变化无常的天气。这些飞艇通常在傍晚从德国本土基地起飞,华灯初上的时候到达英国上空。英国城市的路灯和房屋里面透出来的灯火是它们最好的路标。扔下炸弹,掉头东飞,黎明之前返回德国。

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齐柏林飞艇

第一次世界大战后,齐柏林飞艇又恢复了商业营运,齐柏林公司继续大规模制造飞艇,各项性能指标也不断刷新。1917年齐柏林飞艇的持续航行时间达到近100小时。1929年制成的“齐柏林伯爵号”飞艇曾用了21天时间作了环球航行,航程约34000公里;1936年制成的“兴登堡号”飞艇最大时速达135公里,它被用来载客进行往返于美国和德国之间的飞行。

1937年5月6日,“兴登堡号”在着陆时因充氢气的艇身燃烧而焚毁,有36人罹难,这就是著名的“兴登堡空难”。在那之后包括齐柏林飞艇在内的整个飞艇运输产业急速没落,不久之后就被新兴的民航机给取代了。

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兴登堡空难

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