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這些天，高空氣球又抓住了人們的眼球，成為媒體熱議的一個重要話題。而話題的源頭，則是來自于俄羅斯衛(wèi)星社華盛頓7月5日的一則報道。該報道援引華盛頓的預(yù)算方案條款及受訪專家的話稱，美軍計劃于2023財年將2700多萬美元用于軍用高空氣球項(xiàng)目，主要目的是通過高空氣球或?qū)⑵浼{入監(jiān)視網(wǎng)，對俄羅斯等國的導(dǎo)彈武器——包括高超音速武器進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，增強(qiáng)對它們的攔截能力。

這表明，美軍把目光又轉(zhuǎn)向了浮空器，因?yàn)楦呖諝馇蛑皇歉】掌鞯囊环N類型。而對浮空器這個空中巨無霸，美軍可以說是情有獨(dú)鐘并念念不忘，每當(dāng)相應(yīng)的技術(shù)有所發(fā)展或突破，總要對其加大投資進(jìn)行研發(fā)，積極推進(jìn)并擴(kuò)展其應(yīng)用，大有不達(dá)目的誓不罷休之勢。

為此，我們趁機(jī)就來聊聊浮空器，看看這個“老江湖”能演繹出什么新傳奇。

一、浮空器到底是什么

總體上說，浮空器是一種輕于空氣、并依靠空氣浮力升空的飛行器；浮空器上可以有人也可以無人，但隨著通信、自動化、計算機(jī)和人工智能等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，目前的趨勢是無人化。浮空器通常可在空中的對流層或鄰近空間的平流層下層內(nèi)停留或飛行。一般認(rèn)為，對流層為最接近地球表面的一層大氣，從地球表面開始一直向高空伸展，上界離地面的高度范圍大約在8~18千米（隨緯度不同而有所變化）；而平流層則是位于對流層之上的一層大氣，離地球表面的高度范圍大約是9~50千米。

浮空器一般可分為系留氣球和飛艇兩大類。系留氣球是一種無推進(jìn)裝置的浮空器，主要由氣囊、吊艙和纜繩等部分組成；其中，氣囊多充填有安全性好的氦氣來提供浮力，吊艙主要用于承載任務(wù)載荷，如傳感器（雷達(dá)或光電探測、無線電偵察等裝備）、通信和電子對抗設(shè)備等（甚至是武器裝備），而纜繩與站點(diǎn)或地面設(shè)備相連接，在為氣球收放和空中定點(diǎn)提供約束力的同時，還可用于任務(wù)載荷的數(shù)據(jù)傳輸并為其輸送電能。飛艇是一種有推進(jìn)裝置的浮空器，可遙控飛行或自主控制飛行，主要由艇體、吊艙、尾翼和推進(jìn)裝置等部分組成；其中，艇體多充填氦氣產(chǎn)生浮力，吊艙位于艇體下方為任務(wù)載荷提供搭載平臺，尾翼置于艇體后部來保持穩(wěn)定性和操縱性，推進(jìn)裝置則提供飛行時的前進(jìn)動力——它主要包括發(fā)動機(jī)、減速器和螺旋槳等。

                                              載有機(jī)械雷達(dá)的浮空器

                                             載有相控陣?yán)走_(dá)的浮空器

按照升空高度，浮空器通常又分對流層浮空器和平流層浮空器。其中，高度處于對流層的上界或平流層的下界和中界范圍內(nèi)的浮空器也稱高空浮空器，對應(yīng)的是高空氣球和高空飛艇——不那么嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f也稱平流層氣球和平流層飛艇。

二、浮空器曾經(jīng)的輝煌

談起浮空器，人們可能立即會想起在體育場等大型集會場合上空游動的飛艇，而且還可能對上世紀(jì)初曾經(jīng)名揚(yáng)天下的德國“齊柏林”飛艇記憶猶新。那個時代，飛艇這種有動力的浮空器被譽(yù)為空中的巨無霸，在民用領(lǐng)域的應(yīng)用非常活躍，幾乎承擔(dān)了當(dāng)時大西洋兩岸所有重要的商業(yè)飛行，創(chuàng)造出了一個又一個傳奇。一戰(zhàn)爆發(fā)后不久，德國又率先將飛艇投入戰(zhàn)場，主要承擔(dān)空中轟炸和偵察等任務(wù)。據(jù)統(tǒng)計，在整個大戰(zhàn)期間，被德國視為終極武器的飛艇一共出動了208次/艘，對英國實(shí)施了51次空襲，與其飛機(jī)對英國的空襲次數(shù)基本持平。雖然飛艇的作戰(zhàn)表現(xiàn)沒有達(dá)到德國所希望的那樣，最終也無法改變德國戰(zhàn)敗的命運(yùn)，但卻對英國構(gòu)成了很大的威懾，有效牽制了英國防空兵力和戰(zhàn)機(jī)的運(yùn)用，并造成了英國較大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。

一戰(zhàn)后，由于飛機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，飛機(jī)開始廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，加之該階段飛艇事故頻發(fā)，特別是1937年發(fā)生的著名的“興登堡空難”，使很多國家對浮空器的安全性忐忑不安，進(jìn)而對其發(fā)展前景產(chǎn)生了極大懷疑，導(dǎo)致對其的研究和應(yīng)用急速衰落。到了二戰(zhàn)時期，以飛艇為代表的浮空器明顯被邊緣化了，其國防和軍事應(yīng)用主要限于防御偵察、海岸監(jiān)視、軍用物資運(yùn)輸?shù)纫恍┓亲鲬?zhàn)行動，而且數(shù)量和程度都遠(yuǎn)不及一戰(zhàn)時期，預(yù)示著浮空器的全盛或輝煌期已經(jīng)逝去。

三、浮空器將重出江湖

時過境遷，隨著航空航天、計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、新能源、自動化、人工智能等技術(shù)的大力發(fā)展和新材料的不斷涌現(xiàn)，在應(yīng)用需求的牽引下，浮空器這種有著200多年歷史的古老飛行器重又進(jìn)入了人們的視野，大有重續(xù)往日輝煌之勢。對此，可以從近年來的2個重要的時間節(jié)點(diǎn)來佐證。一個時間節(jié)點(diǎn)是在2015年1月7日前后，很多國內(nèi)外重要媒體都相繼報道，美陸軍在馬里蘭州的阿伯丁試驗(yàn)場升起了“聯(lián)合陸攻增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)傳感器”浮空器系統(tǒng)（JLENS）的首個系留高空氣球，它搭載的雷達(dá)系統(tǒng)可探測巡航導(dǎo)彈和無人機(jī)等一類低空目標(biāo)，探測范圍可覆蓋美國維吉尼亞、馬里蘭、賓夕法尼亞、紐約和新澤西等州的廣闊空域。美陸軍當(dāng)時還表示，要在2015年2月以后，在美國本土部署JLENS系統(tǒng)。另一個時間節(jié)點(diǎn)就是前面提到的今年7月5日前后，美軍在2023財政年度預(yù)算中，準(zhǔn)備對系留球項(xiàng)目的研究花費(fèi)2710萬美元。這比過去2年美軍在浮空器項(xiàng)目上的380萬美元投資，整整多出了2330萬美元（多出6倍多），表明了美軍對其研究力度大大增強(qiáng)，而且美軍還設(shè)定了更加宏偉和現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用目標(biāo)——探測和跟蹤當(dāng)今威脅性極大的高超音速武器并將其納入整個殺傷鏈。

                                     美軍聯(lián)合陸攻增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)傳感器浮空器

由此看來，美軍不是今天才開始重視浮空器技術(shù)的。實(shí)際上，早在十多年前它就重啟了對浮空器的研究，并在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場上積極進(jìn)行了針對性的試驗(yàn)性應(yīng)用。此外，美國還與以色列、印度等國聯(lián)合研制新型浮空器，不斷拓展浮空器的國防和軍事用途。與此同時，世界上其他一些發(fā)達(dá)國家也都不約而同地加大了對浮空器的開發(fā)力度，其中俄羅斯、德國、英國、法國、日本、韓國都研制了各具特色的新型浮空器，中國也在2014年11月的珠海航展期間推出了自己的先進(jìn)浮空器，而且在今年5月還讓“極目一號”浮空器成功飛天，展示了很強(qiáng)的研發(fā)能力。

                                                       英國天貓飛艇

中國最新的“極目一號”浮空器

總而言之，種種跡象表明，在20世紀(jì)初曾帶給人們無限遐想的浮空器，或?qū)òl(fā)出新的生機(jī)重出江湖并大展雄風(fēng)。

四、浮空器的主要優(yōu)勢

世界上很多國家近些年來競相發(fā)展浮空器，除了科技推動和需求牽引外，重要的原因還在于浮空器相對飛機(jī)或衛(wèi)星而言，有如下一些重要優(yōu)點(diǎn)，可對飛機(jī)和衛(wèi)星平臺的功能進(jìn)行較好的補(bǔ)充。

時間分辨率高。衛(wèi)星離地面高度高，覆蓋范圍大，但它要沿固定軌道高速飛行，不能滯留在任務(wù)區(qū)域，覆蓋是間斷性的，所以時間分辨率較低，雖然可通過組網(wǎng)或編隊飛行方式加以改善，但技術(shù)難度大、費(fèi)用昂貴、周期很長。飛機(jī)覆蓋地球的范圍要小一些，可反復(fù)在任務(wù)區(qū)域上空飛行，但即便如此，它對任務(wù)區(qū)域的覆蓋仍然難以達(dá)到連續(xù)性，時間分辨率也不高。而浮空器卻不同，它可高于飛機(jī)飛行，覆蓋范圍遠(yuǎn)大于飛機(jī)，且組網(wǎng)協(xié)同更容易，最重要的是飛行速度可慢一些或長時間懸停/駐留在任務(wù)區(qū)域上空，所以能實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋任務(wù)區(qū)域，有著很高的時間分辨率。

留空時間長。飛機(jī)從起飛到在空中飛行再到降落，無時無刻都在消耗著汽油燃料，且其留空時間不可能太長，即使是個頭小、重量輕、節(jié)省燃料的無人機(jī)，留空時間也非常有限。但浮空器卻不同，除本身消耗的燃料少或不消耗外，它的留/駐空時間一般只受故障、天氣和例行維護(hù)等因素的限制，其任務(wù)載荷所需電能，要不通過纜線由地面或海面平臺提供，要不由其自帶的太陽能設(shè)施或其它的可再生能源提供。如此看來，浮空器一旦升空留空幾個星期、幾個月甚至更長時間并持續(xù)工作應(yīng)當(dāng)不在話下，能更好地對事件做出及時的響應(yīng)。

載荷重量大。考慮到火箭的運(yùn)載能力和衛(wèi)星的壽命，衛(wèi)星平臺的容量通常都很小，不可能攜載較大的傳感器、通信等任務(wù)載荷，因此載荷重量小且類別和功能都十分有限。飛機(jī)雖然容量可比衛(wèi)星大很多，但受發(fā)動機(jī)動力的限制仍然不能勝任大型載荷的承載，載荷重量同樣不大，功能經(jīng)常難以滿足要求。但浮空器是靠空氣靜升力升空并能停留空中或非常平穩(wěn)地飛行，氣囊和艇體都可設(shè)計得很大，讓吊艙完全能容納重達(dá)幾噸乃至幾十噸重的大型任務(wù)載荷，所以不但載荷功能很強(qiáng)，而且類型也可以更多，容易實(shí)現(xiàn)多功能化。

任務(wù)效果好。浮空器的留空高度或飛行高度比衛(wèi)星低得多，比飛機(jī)則可高可低，都是在空中的電離層以下留空或飛行，但任務(wù)載荷重量比兩者都大，可攜帶功能更強(qiáng)和種類更多的載荷，定點(diǎn)懸浮在空中或以遠(yuǎn)低于飛機(jī)的速度安靜平穩(wěn)地飛行，所以綜合來看，它用于探測和跟蹤地面目標(biāo)時除了同時有一定的隱蔽性外，穩(wěn)定性、分辨率和識別能力都要遠(yuǎn)高于衛(wèi)星和飛機(jī)。更重要的是，它能很好地適應(yīng)地面快速移動目標(biāo)、空中“低、慢、小”目標(biāo)和隱身目標(biāo)等的探測，長時間連續(xù)跟蹤并監(jiān)視目標(biāo)，而且還能避免衛(wèi)星通信和數(shù)據(jù)中繼時電離層隨機(jī)變化所帶來的信號質(zhì)量下降等問題。

生存能力強(qiáng)。浮空器基本為非金屬骨架的軟體結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕、堅固耐用、飛行平穩(wěn)、噪聲小，能從容規(guī)避各種天然屏障，且外層可選擇防電磁探測的凱芙拉纖維或復(fù)合材料，不但韌性好、強(qiáng)度高，且雷達(dá)反射和紅外輻射都很小，外部信號特征很低，隱身能力很強(qiáng)。此外，浮空器氣囊和艇體由許多獨(dú)立的小氣袋組成，極富彈性、內(nèi)外壓差小，充填的氦氣為安全性好的惰性氣體（不自燃也不助燃），所以即使遭到攻擊其氣體泄漏速度也很慢，浮力損失較小，通常不會遭受到著火、爆炸或墜毀等災(zāi)難性后果，且一般有足夠時間安全降落或返航。況且，浮空器大都部署在己方區(qū)域或可控制區(qū)域上空，對方往往鞭長莫及或很難突破己方嚴(yán)密的防守。

使用成本低。與飛機(jī)和衛(wèi)星不同，浮空器升降都不需專門的機(jī)場、跑道和發(fā)射場，也不需昂貴的地面控制與導(dǎo)航裝置和發(fā)射運(yùn)載火箭，它自身或任務(wù)載荷出現(xiàn)故障或需要維護(hù)時可隨時回收并在地面上進(jìn)行，所需人員少、過程簡單且經(jīng)濟(jì)性好，單位留空時間成本不高，全周期運(yùn)維費(fèi)用更低，而且浮空器的任務(wù)載荷沒有空間真空輻射環(huán)境或空中高速、高動態(tài)工作那樣苛刻的制作工藝和質(zhì)量要求，制造成本自然無需太高，研發(fā)周期不需很長。有報道稱，一只通信用系留氣球成本就幾萬美元，而一艘長度50米的飛艇造價也不過60萬美元，遠(yuǎn)低于動輒數(shù)億美元、功能類似的大型飛機(jī)或衛(wèi)星，甚至遠(yuǎn)低于美軍的捕食者無人機(jī)。

部署能力強(qiáng)。衛(wèi)星要沿固定軌道飛行，一旦發(fā)生戰(zhàn)爭等突發(fā)事件，就要求衛(wèi)星飛臨戰(zhàn)場上空執(zhí)行任務(wù)，可能不得不讓衛(wèi)星實(shí)施軌道機(jī)動或變軌，這不但大大降低衛(wèi)星壽命，而且要花費(fèi)較長時間。如果采用補(bǔ)網(wǎng)方式，衛(wèi)星應(yīng)急發(fā)射技術(shù)在速度和可靠性方面目前都難以滿足要求。但浮空器不同，它只需開闊一些的場地即可垂直起降，過程比飛機(jī)還要簡單，而且能先利用車輛或艦艇等平臺快速機(jī)動到預(yù)定位置后迅速升空，再經(jīng)簡單調(diào)試即可就能投入工作，所以具備突出的反應(yīng)速度、強(qiáng)的快速機(jī)動部署能力和靈活性，更容易滿足作戰(zhàn)的實(shí)時性和戰(zhàn)場變化的需求。

五、浮空器的軍事應(yīng)用

正是由于浮空器擁有衛(wèi)星或飛機(jī)所不具備的上述優(yōu)點(diǎn)，才使它能更好地用于國防和軍事領(lǐng)域，從而加強(qiáng)或彌補(bǔ)目前的天基、空基、地基、海基平臺的任務(wù)能力不足，尤其是能對天基和空基平臺進(jìn)行低成本的有效補(bǔ)充。

首先是預(yù)警偵察。將搭載有雷達(dá)、光電探測、電子偵察等裝備的浮空器部署在預(yù)定地點(diǎn)上空，可長期、大范圍和持續(xù)地探測、跟蹤彈道導(dǎo)彈以及巡航導(dǎo)彈和飛機(jī)等低空目標(biāo)（甚至是當(dāng)今威脅性很大的高超音速武器），監(jiān)視水面艦艇和潛艇的活動，進(jìn)行海岸或航母編隊警戒與巡視以及邊境巡邏與監(jiān)控，實(shí)施戰(zhàn)場偵察，進(jìn)行攻擊目標(biāo)導(dǎo)引和指示。

其次是通信中繼。擁有通信和中繼任務(wù)載荷的浮空器，可作為空中通信和中繼平臺，建立起廣泛的戰(zhàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，完成視距外的戰(zhàn)場通信，并為武器平臺提供目標(biāo)指示數(shù)據(jù)。

第三是空中作戰(zhàn)。浮空器可作為空中武器系統(tǒng)平臺，直接利用炸彈和導(dǎo)彈等武器對地面目標(biāo)實(shí)施打擊；它也用作空中航母，構(gòu)建起承載和釋放無人機(jī)的空中平臺，通過與無人機(jī)協(xié)同完成相應(yīng)的作戰(zhàn)行動。

第四是電子對抗。浮空器可作為電子對抗平臺，利用多種手段偵察敵方的電磁輻射源并獲取相關(guān)參數(shù)，對敵方進(jìn)行雷達(dá)、通信和導(dǎo)航干擾，遲滯或影響敵方的作戰(zhàn)行動。

第五是運(yùn)輸投送。浮空器是很好的空中運(yùn)輸平臺，能以很長距離和很大的運(yùn)輸量為部隊運(yùn)送食品、燃料和裝備等物資；安全性更好的新型浮空器甚至還能擔(dān)任兵力快速投送的任務(wù)。

最后是非戰(zhàn)爭軍事行動。浮空器能部署在人口密集區(qū)或大型集會、核電站、水壩、軍事基地等場所上空用于安保與反恐，也能部署在重要海域或港口上空進(jìn)行護(hù)航、巡邏和打擊海盜，還能用于邊境緝毒和反走私以及搶險救災(zāi)等非戰(zhàn)爭軍事任務(wù)。

六、浮空器的發(fā)展概況

隨著特點(diǎn)和用途及價值不斷被人們認(rèn)識和了解，世界很多國家都積極對軍用浮空器進(jìn)行探索和開發(fā)，尤以美國和俄羅斯的研發(fā)力度為最大，成果也最為突出。

美國對浮空器的青睞由來已久，作為少數(shù)幾個基本無間斷發(fā)展和應(yīng)用浮空器的高水平國家，近二十多年來它對軍用浮空器的開發(fā)達(dá)到了一個新的高潮，其國防部和陸海空各軍兵種都啟動了各自的多個浮空器項(xiàng)目，高度從幾百米的對流層到幾萬米的平流層、承重從幾噸的輕型到幾百噸的超大型、航程從幾百千米的近程型到上萬千米的遠(yuǎn)程型、留空時間從幾天的短期型到數(shù)年的長期型，各種浮空器林林總總不下幾十種。近年來，影響比較大的有前面曾提到的美軍“聯(lián)合陸攻增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)傳感器”浮空器，還有“布雷特580”飛艇、“海象”大型飛艇、“長航時多情報”飛艇、“哨兵-1000”超級飛艇、“攀登者”浮空器、“快速初始部署”浮空器、“天空之淚”高空浮空器、Winch小型浮空器和“平流層監(jiān)視氣球”（又稱“長駐留平流層架構(gòu)”）等，它們有的已經(jīng)投入應(yīng)用，有的還在推進(jìn)或初具規(guī)模并正在積極向?qū)崙?zhàn)部署邁進(jìn)，主要用于巡航導(dǎo)彈和低空飛機(jī)及高超音速武器的探測跟蹤、彈道導(dǎo)彈的預(yù)警、戰(zhàn)場聯(lián)網(wǎng)與通信、高低空偵察、艦艇活動監(jiān)視、編隊護(hù)航、電子對抗、導(dǎo)航定位、地形勘測、裝備物資運(yùn)輸?shù)纫幌盗熊娛滦袆印?jù)報道，美國還在積極構(gòu)建由衛(wèi)星、地面雷達(dá)、預(yù)警機(jī)和浮空器等組成了空天地一體化的防空預(yù)警系統(tǒng)，并積極探索浮空器的新用途，比如將浮空器用于布雷、探雷與掃雷，心理戰(zhàn)以及構(gòu)建無人機(jī)空中航母（母機(jī)）等。

美國STS-111飛艇

                                                  美國布雷特580飛艇

                                                    美國海象大型飛艇

                                                     美國攀登者浮空器

俄羅斯作為傳統(tǒng)的浮空器研發(fā)大國，其在上世紀(jì)初曾創(chuàng)造過浮空器最快速度、最大升高、最長停留時間和最遠(yuǎn)航程等多項(xiàng)世界紀(jì)錄。據(jù)統(tǒng)計，二戰(zhàn)前國際航空聯(lián)盟正式備案的24項(xiàng)浮空器世界紀(jì)錄中，有17項(xiàng)都是由蘇聯(lián)/俄羅斯創(chuàng)造的。兩次世界大戰(zhàn)期間，俄羅斯也都是浮空器應(yīng)用的主力軍。在經(jīng)歷了浮空器的研發(fā)低潮和蘇聯(lián)解體的陣痛后，它很快又順應(yīng)了世界潮流，開始了新一輪的浮空器研發(fā)。目前，俄羅斯令人矚目的浮空器是長度250米、飛行高度23千米、載荷重量22.5噸的“金雕”平流層飛艇，它帶有先進(jìn)太陽能電池，留空時間超過6個月之久，有效覆蓋區(qū)域面積可達(dá)1百萬平方千米——比英國和法國的面積總和大很多，可以說是“妥妥滴”處于世界領(lǐng)先水平，被主要用于預(yù)警偵察、海上艦艇監(jiān)視、遠(yuǎn)距離通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。此外，俄羅斯還開發(fā)了“美洲豹”系留氣球、AU-30探測飛艇和DPD-5000預(yù)警飛艇等多種新型浮空器，而且像美國等浮空器強(qiáng)國一樣，正在借助自己厚實(shí)的研究基礎(chǔ)和先進(jìn)的航空航天技術(shù)，致力于大型或超大型、高機(jī)動、長航時、多功能浮空器的研發(fā)，并積極拓展浮空器的應(yīng)用領(lǐng)域。

                                            浮空器用于偵察監(jiān)視示意圖

                              浮空器用于偵察監(jiān)視并與無人機(jī)協(xié)同示意圖

                                                  俄羅斯美洲豹系留氣球

                                                     俄羅斯AU-30飛艇

七、結(jié)束語

浮空器這一飛行器界的“大哥大”，在技術(shù)的推動和需求的牽引下，國防和軍事價值及作戰(zhàn)效能都大增，再次獲得了人們的熱捧，可能掀起一場新的飛行器革命——俄羅斯專家甚至預(yù)言在有些方面飛艇可能取代飛機(jī)，美英專家則推測鄰近空間浮空器將成為新的戰(zhàn)斗力增長點(diǎn)，同時，他們都不約而同地認(rèn)為浮空器是除坦克、艦艇和飛機(jī)以外的第四類作戰(zhàn)平臺，因此以美國和俄羅斯為代表的世界軍事強(qiáng)國都紛紛摩拳擦掌，在投入到浮空器新一輪開發(fā)熱潮中的同時，積極探索和拓展浮空器新的軍事應(yīng)用——比如近來媒體報道所稱的高超音速武器的探測與跟蹤。可以預(yù)見，如果能進(jìn)一步突破和解決更多的技術(shù)難題，比如填充氣體和材料工藝以及氣動布局、動力推進(jìn)、起降操控、熱/浮力控制、新能源與儲能、電磁干擾等，浮空器這一空中巨無霸將會在未來戰(zhàn)場重展雄風(fēng)，扮演不可替代的重要角色，繼續(xù)演繹出新的傳奇。