飛機污染地球,人類應該重新啟用飛船嗎?

飛機污染太嚴重,用什麼取代飛機運輸貨物呢?飛船是一個好選擇。飛船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?帶著這些問題,我們來聽聽專家們的解釋。

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,她也許會坐上飛船完成旅行,因為飛船環保。20世紀初,飛船曾經流行過一段時間,後來沒落了。飛船的速度比貨船快,可以在陸地、沙灘上降落,與船舶相比,許多飛船(又叫飛艇)更環保,它的碳排放也比飛機低很多。

雖然大家曾對飛船痴迷,但很快這份愛意就消退了,因為飛船的速度太慢,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船,他們認為飛船是一種可行的交通工具。

飛機污染地球,人類應該重新啟用飛艇嗎?

和飛機不同,飛船起飛、巡航時不需要燃燒太多燃料。因為飛船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說:「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,聲稱如果飛船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21,000噸貨物,大氣層上有一片狹窄地帶,那裡的空氣快速流動,它位於對流層之上,飛船可以在這裡飛行,飛機也在那裡飛行。

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說,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所說的飛船在同溫層飛行,這片區域有許多優點,除了有自然風,還有其它優點。Hunt解釋說:「你可以提前很長時間做規劃,因為這裡的天氣預測起來更容易……而且這裡的干擾比較少,預測同溫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,飛船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)公司專案經理Bob Boyd說,因為飛船具有獨特的物理特性,所以從本質上說它就是高度節能的。Bob Boyd還說:「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所說的飛船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說:「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,目前製造商用飛船的公司都不願冒進,它們的飛船在同溫層下飛行,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。

飛機污染地球,人類應該重新啟用飛艇嗎?

這種低空飛行工具叫混合飛船,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船前面有3個卡通一樣的泡泡,搭配導航與引擎系統,飛船就能具備很強的操作性。洛克希德馬丁設計的原型混合飛船只使用了20%的氣動升力,還有80%的動力來自浮力。正因如此,混合飛船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,飛船還有其它益處。Prentice說,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正在建造大型飛船,希望它能裝載大量貨物,比如建築設備、模組化住宅,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。一旦有了這種飛船,也許就不再需要公路了,修路成本很高,而且會破壞環境。大多飛船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。飛船不一樣,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,進而繞開擁擠的城市,也不需要穿過水路。

另外,飛船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說:「如果想運送大量貨物,比如已經組裝好的重型設備,用飛船運輸時貨物會有重量限制,但沒有尺寸限制。」

因為有著諸多的優點,用飛船完成人道主義、災難救援任務再合適不過。Boyd說:「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說:「與直升機相比,飛船更加萬能,更安全,更環保,運營範圍也更廣。」

因為飛船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。目前近地衛星只能每隔2小時捕捉一次某地的細節,至於地球同步衛星,它離地更遠一些,拍的照片解析度也會低一些。飛船可以填補空白,它可以持續監視某個地點。NASA研究員Rhodes說:「有了飛船,你可以了解某個地點是如何隨著季節變化的,也可以調查海洋變化、農業狀況。在整個火災高發季節,飛船可以一直追踪偵測,當它發現火災時,可以持續幾天甚至幾月一直觀察。」

飛船比飛機安靜很多,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船,但它們的設計各有不同。用哪種氣體填充飛船呢?大家一直爭論不休。洛克希德馬丁、Varialift、Flying Whales使用氦,Hunt的混合飛船依靠氫氣,BASI飛船也用到了氫氣,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,可以防止飛船爆炸,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說:「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,但是將它用在飛船上並不差,因為它不會污染環境。

在飛船誕生初期,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,因為今天的飛船相當巨大。Prentice說:「飛船沒有必要在天氣之上飛行,如果是真正的大型飛船,比如用來運貨的飛船,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船從頭頂越過,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專案已經拿到了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,讓商業飛船飛行。如果有錢,現在就可以購買飛船。Boyd說:「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。」

 

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