亚马逊空中航母开始派送？别把愚人节玩笑当新闻了！

科普中国-科普融合创作与传播 2019-04-15

　　出品：科普中国

　　制作：黄宛宁（中国科学院空天信息研究院浮空器系统研究发展中心）

　　监制：中国科学院计算机网络信息中心

　　4月1号，网上爆出了一个惊天的视频，是亚马逊使用大型混合式载重飞艇作为空中航母，飞行过程中投放出无数小型四旋翼无人机，自动投递货物。视频的制作非常精良，几乎达到了以假乱真的效果。

　　视频：

　　作为浮空器业界人士，我也想为这个视频点赞：CG做的不错，感谢视频制作者再次让浮空器成为公众焦点。

　　由于当天淘宝也推出了大宝箭业务，想想大家也能明白这不过是一些愚人节玩笑。

　　图片来源：https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1555222990&ver=1545&signature=hw8sl-ScDMRI4vrq1MgKLIK4lsEGr8jNR5-gOohfGa8iZ0zyllpsKmW0*7fM8cG7L2cepkKBcbUfymgs1-JartTtRgUfaGbg7H5k7dOjct*o0JvHeSAc3uxiPekgATjf&new=1

　　但是事态的发展有些出乎意料，大宝箭确实是被当成了一个愚人节玩笑，很快就翻篇了，但是亚马逊空中航母业务越发酵越热，甚至被一些新媒体当成了新闻报道，看看这些标题是多么耸人听闻吧。

　　再见,快递员,亚马逊空中航母来了!!!

　　亚马逊空中航母曝光:飞艇货栈无人机送货

　　动态|亚马逊快递航母面世——飞艇的最新应用

　　快递,巨变!刚刚,亚马逊扔出重磅炸弹!!!

　　空中航母?亚马逊飞艇快递曝光里面全是无人机!

　　马云坐不住了!亚马逊开始无人机大规模派件,没有一个快递员

　　图片来源：http://m.sohu.com/a/306978728_196843

　　我这暴脾气实在看不下去了，我想说，各位做媒体的朋友，发消息之前先调查清楚好不好，人家快递小哥已经很辛苦了，不要再给人家贩卖焦虑了。这只是一个对未来的美好畅想，亚马逊距离实现视频中的场景还早的很呢！

　　不过也怪不得大家，只是因为这个视频做的实在是太好了，不但效果逼真，连采用的创意和飞艇原型都是现实存在的。

　　首先看创意，亚马逊用载重飞艇作为空中仓库，为无人机提供仓储的创意早在2016年已经注册专利，专利中的图纸如下：

　　图片来源：http://sh.qihoo.com/mob/transcoding?url=951f89b2c04ae7dd9&sign=360_e39369d1

　　这一专利设想的航空物流中心（AFC）是依靠巨大的飞艇来实现的，飞艇能够飞翔在海拔 4.5 万英尺的高空，然后再利用单个的无人机来将亚马逊的货物配送给顾客。另外，小号的穿梭飞艇，它们可以给 AFC 送去货物补给、燃料和工作人员等。因为在空中进行，所以无人机的配送范围就会更广，在从空中下降配送货物的时候消耗的燃料也更少。因为空中仓库的可移动性，这让亚马逊在面临需求变更的时候可以灵活地进行库存管理。例如，假设一种情况，我们可以把 AFC 建在体育场附近，这样就在比赛进行的过程中即时提供比赛用品和零食。

　　在2018年的时候，亚马逊专门为这个专利制作了一个宣传动画，不过效果远没有这个CG逼真（电商巨头竟然被鄙视了，哈哈）。

　　视频：

　　再看看这个飞艇的原型，它就是大名鼎鼎的洛克希德.马丁公司臭鼬工厂出品的P-791混合式载重飞艇（注意英文字母和数字混编，“-”可省略不读）。

　　图片来源：http://k.sina.com.cn/article_5939161420_16200694c001007d3v.html

　　上面是P-791飞艇真身，应该说CG视频的作者对P-791还原度非常高，真.良心制作，我第一眼就是以为是P-791在飞行，还心想它什么时候刷了亚马逊的涂装。

　　图片来源：https://v.qq.com/x/page/n085643o7do.html 视频截图

　　对比一下，甚至怀疑视频作者有P-791的图纸。

　　当然对于浮空界人士来说，这个视频还是有一些硬伤的，

　　硬伤一：首先艇尾部的臭鼬工厂标志画蛇添足。

　　图片来源：截图自制

　　注意尾部的臭鼬工厂标志！（视频制作者画蛇添足，不应该加这个臭鼬工厂的标志，因为打臭鼬工厂标志的一般都只是原型机，既然是亚马逊无人机快递这种实用场景，肯定不会使用原型机了）。

　　图片来源：https://baike.baidu.com/item/%E8%87%AD%E9%BC%AC%E5%B7%A5%E5%8E%82/6633011

　　大名鼎鼎的臭鼬工厂出品过很多如雷灌耳的产品，包括U-2侦察机、SR-71黑鸟式侦察机以及F-117夜鹰战斗机和F-35闪电II战斗机、F-22猛禽战斗机等。

　　也许有人会说，难道就不能是洛马用P-791的那架原型机给做的飞行演示？

　　Nope

　　图片来源：http://www.sohu.com/a/228917638_290466

　　这个绝无可能。因为P-791首飞早在2006年，十几年都没有露面过（严格讲是十几年没有飞过，前几年洛马推销LMH1飞艇的时候，曾经展示过原型机P-791，是在艇库内充气静态展示的），这会儿说不定瘪在哪个角落里吃灰呢。

　　不过P-791飞艇倒是值得大书一笔，曾经踌躇满志的它也有一段令人心酸的经历。

　　早在上世纪90年代，美国国防部高级研究计划局曾经实施了“超大型混合式飞行器”（Hybrid Ultra-Large Aircraft, HULA）计划，也被称为“海象”（Walrus）计划，目标是建造一种可以在7天内将500吨至1000吨货物运至12000千米以外的地方。

　　海象计划飞艇概念图

　　图片来源：https://m.baidu.com/tc?from=bd_graph_mm_tc&srd=1&dict=20&src=http%3A%2F%2Fwww.ce.cn%2Fxwzx%2Fgjss%2Fgdxw%2F200605%2F22%2Ft20060522_7044577.shtml&sec=1555224166&di=61e73c2dac0404a4

　　当时参加招标的主要公司集中在两家，其一是洛克希德·马丁公司，另一家则是诺斯罗普·格鲁曼公司，两者均是美国最为知名的军火商。前者给出的方案原型就是P-791,而且洛马为了增加竞标成功率，还自己出资造了一架原型机。

　　图片来源：https://238071.kuaizhan.com/49/41/p361852290de486

　　P-791属于典型的混合式重载飞艇。混合式重载飞艇是主要依靠轻于空气的浮升气体产生静升力，同时利用高气动升力外形和矢量推进器等多种升力源提供动升力，以静升力为主、动升力为辅，具备可控飞行能力和升力控制能力的新型运输类浮空飞行器。由于结合了传统飞艇技术和固定翼、旋翼飞机技术，混合式重载飞艇的操纵特性和稳定特性得到了极大地提升。

　　现代重载飞艇混合动力源

　　图片来源：闫峰, 黄宛宁, 杨燕初, et al. 现代重载飞艇发展现状及趋势[J]. 科技导报, 2017(09):70-82.

　　混合式重载飞艇采用组合艇囊的高升力布局形式，在静浮力基础上增加了气动升力和矢量推进力，采用混合动力源的方法显著提高了飞艇的运载能力，对于飞艇而言，大载重与长航时存在必然的联系，当飞艇具有大载重飞行能力时，势必将为燃料重量提供更多可利用的空间。基于此，现代重载飞艇具有大载重、长航时的特点，是一种适用于跨洲际、越洋运输的优质平台。

　　现代重载飞艇高升力布局

　　图片来源：闫峰, 黄宛宁, 杨燕初, et al. 现代重载飞艇发展现状及趋势[J]. 科技导报, 2017(09):70-82.

　　混合式重载飞艇应用了基于气垫船技术设计而成的气垫着陆器（Air Cushion Landing System，ACLS），如下图所示。气垫把具有一定压力的空气围封在飞艇下形成空气层，利用空气产生的静压力支承飞艇，由于气垫的阻力系数小，可以有效地减小飞艇在地面移动过程中受到的摩擦力。ACLS技术不仅使现代重载飞艇具有短距离滑跑起降的能力，在艇上装备的大功率动力系统和矢量控制系统的配合下，还具有高地面操纵特性，极大地降低了飞艇对地面基础设施的依赖程度。

　　吸附、垫升状态下的气垫着陆器

　　图片来源：闫峰, 黄宛宁, 杨燕初, et al. 现代重载飞艇发展现状及趋势[J]. 科技导报, 2017(09):70-82.

　　现代重载飞艇对运行场地要求宽松，只需地面较为平坦即可，飞艇可在草地、沼泽甚至水面上完成起降、移动过程，当飞艇安全着陆后，ACLS可在飞艇与支撑面之间形成真空密封，使飞艇像吸盘一样牢牢地吸附在地面上，形成一个稳定的平台，这样不仅可以抵抗地面风速变化带来的侧向力，而且便于货物的装载与卸载过程。因此，现代重载运输飞艇可用于执行向基础设施水平较低的偏远地区进行点对点精确运输的任务。

　　P-791飞艇的蒙皮由具有高强度质量比的Vectran纤维织物热合而成，内部填充压力为700 Pa的氦气，依靠氦气内压维持飞艇气动外形。在飞艇两侧和尾部安装有两组共4个可90°偏航，90°俯仰的矢量涵道螺旋桨推进器，如下图所示，发动机采用100 hp 四缸两冲程风冷Hirth F-30-ES，可以辅助飞艇实现爬升、下降以及姿态控制，飞艇的最高速度为30节。

　　P-791飞艇矢量推进器

　　图片来源：闫峰, 黄宛宁, 杨燕初, et al. 现代重载飞艇发展现状及趋势[J]. 科技导报, 2017(09):70-82.

　　 P-791飞艇于2006年1月31日进行了时长为5 min的首飞，成功地完成绕场一周的飞行。首次试飞中，P-791先进行了短距离滑跑起飞，随后在空中进行了爬升和转弯，飞行十分平稳，最后飞艇使用气垫着陆器安全返回地面。此后，在飞行员Eric Hansen和Bill Francis的操作下共进行了6次、每次30 min的飞行测试，其中进行了发动机停机测试，飞艇反应正常，并且在一次试验中一个着陆气垫意外的磨损失效，飞艇仍平稳着陆[8]。

　　拿着原型机P-791参加投标，老司机洛克希德.马丁以为胜券在握。

　　结果却让所有人大跌眼镜。

　　图片来源：http://www.wxcha.com/biaoqing/15135.html

　　图片来源：https://m.baidu.com/tc?from=bd_graph_mm_tc&srd=1&dict=20&src=http%3A%2F%2Fdy.163.com%2Fv2%2Farticle%2Fdetail%2FEAT2RGA605148UVN.html&sec=1555224818&di=fb1c9c7a95e2be1b

　　经过复杂艰难的评估认定，诺斯罗普·格鲁曼公司提出的LEMV（长航时多源传感器飞行器）飞艇（其设计理念来自英国HAV公司的天猫SkyCat飞艇）脱颖而出，获得了来自美国军方上亿美元的支持，（P-791在竞标中失败，黯然失色，只能躲在艇库里面吃土了）。

　　LEMV（渲染图上还是美军涂装）

　　图片来源：https://mp.weixin.qq.com/s?src=3&timestamp=1555224909&ver=1&signature=5g3w91qLL15WgoPXCynrL5lfOOXTzlG9C*HrJsthdm6qTw0rPkf-*KyOFn-NUZjkgaEcRu7HQDc7Of46PLBiFqviR2GmkAF9aCJ0VEeSX7tyHdgL3ucOWOy0NKSdyqpHwd9hEbygD76-q*pOshvtMg==

　　可惜的是，就在LEMV原理样机成功飞行后不久，美国军方因经费等问题取消了这项计划的后续工作。

　　图片来源：https://new.qq.com/omn/20181125/20181125F12WJ800

　　尔后，几经辗转，英国HAV（混合航空飞行器）公司决定低价回购这个庞然大物的研发，并将其更名为Airlander 10，自此，其重回英国。airlander 10一度因为其奇特的造型，成为网红飞艇，绰号“飞天屁股”。

　　网友将卡戴珊的上身PS到airlander10上，竟毫无违和感。

　　图片来源：http://www.thecover.cn/video/75733

　　2017年11月，airlander10在机场锚泊时遭遇风切变，艇体受损严重，HAV后来宣布放弃修复，直接生产定型艇！

　　图片来源：http://m.sohu.com/a/206378688_135814

　　图片来源：https://new.qq.com/omn/20181125/20181125F12WJ800

　　而P-791的后续型号LMH1据称已经获得了不少订单，预计2020年首批交付，这也将是重载飞艇的首批交付型号，整个浮空界都翘首以盼。某种意义上说，洛克希德马丁在这场与HAV公司的重载飞艇竞赛中又暂时扳回一城。

　　LMH1飞艇渲染图

　　图片来源：http://help.3g.163.com/16/0401/21/BJJK1ED000964KIF_mobile.html

　　说完P-791的故事，我们再回到这个视频的硬伤上。

　　硬伤二：不应该使用P-791飞艇作为空中航母原型。

　　作为混合式重载飞艇，全世界目前可选择的在研型号有洛克希德马丁公司的LMH1（预计2020年下线），英国HAV公司的airlander 50(2020年下线)，中法合作的LCAT-60（预计2022年下线）。所以既然拍科幻大片就应该选择下线时间比较早的LMH1比较合适，而不应该选用一个十几年前的原理验证型号。