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《科学24小时》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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“兴登堡”号飞艇:消逝的空中巨无霸

2016-04-26 15:48:59

 

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“兴登堡”号飞艇是德意志帝国的骄傲,然而,它的坠毁却让商业飞艇时代一度中止了30余年。

 

“兴登堡”号飞艇及空难始末

1937年5月6日傍晚,美国新泽西州莱克赫斯特海军航空总站,巨型商用飞艇“兴登堡”号准备着陆,千余名观众在现场翘首观看。当日18时20分,飞艇抵达航空站上方后,随即抛下两根着陆绳。18时25分,飞艇下降至离地面仅90余米的空中,距碇泊塔仅有几米时,飞艇尾部平衡翼附近出现了火光,随即发生两次爆炸并起火燃烧。由于没有足够的灭火设备和措施,在第一束火苗出现34秒后,巨型飞艇就烧成了一个空架子。虽然经过现场人员的奋力抢救,97名乘客和乘务人员中仍有35人丧生,地面工作人员中也有1人死亡。

这便是当时震惊世界的“兴登堡”号飞艇空难事件。它的发生宣告了商业飞艇时代的中止,也打断了飞艇工业的发展进程,促使现代航空器的研究和使用朝着现代飞机方向发展,人类航空科技和应用格局由此改变。

20世纪二三十年代,人类对飞艇的研发和应用达到了高潮,德国的飞艇制造及商业和军事应用处于世界领先地位,这也与纳粹德国企图在航空领域占取先机的计划有关。当时,由德意志齐柏林公司制造的齐柏林系列飞艇已穿梭于欧洲各国,在从事商业运营的同时,也满足了军事用途。该系列飞艇是迄今为止世界上最长、最大的飞行器,“兴登堡”号则是该公司为德国政府建造的飞艇舰队中,设备最先进、体积最大、舱内设施最豪华的一艘,以陆军元帅保罗·冯·兴登堡的名字命名。

“兴登堡”号飞艇始建于1931年,全长达248.6米,几乎与当时世界上最大的客轮“玛莉皇后”号一样长,最大直径41.4米,重110吨。其巨大的艇身被分割成16个相互独立的气囊,这些气囊能装载203760立方米的易燃氢气。满载燃料后,“兴登堡”号能载着110名乘客和乘务人员,以每小时130千米的速度飞行16100千米。建造“兴登堡”号共消耗了128.8千米钢丝、101.43千米钢筋、500多万颗铆钉,其外表为纤维蒙皮,形似“雪茄”或“香肠”。它采用了当时最优质的轻型杜拉铝制成“骨骼”,并首次采用柴油发动机驱动——共装有4台戴姆勒-奔驰汽车公司制造的1100匹马力柴油发动机,整条飞艇十分轻盈,装载总重量达363吨,为当时世界之最。

值得一提的是“兴登堡”号飞艇豪华的客舱。客舱上层是一间间小客房,两侧是面积巨大的公用舱室,包括一间位于左舷的餐厅、一间休息室以及一处位于右舷的写作室。乘客和飞艇高级军官居住在客舱中部的小客房,飞艇乘务员则居住在飞艇尾部的房间。客房里均配备了热水,休息室的墙上挂有一幅世界地图,表明了“兴登堡”号周游世界的特性,并安置了一架轻质的袖珍钢琴。而客舱的下层则有洗手间、工作人员使用的餐厅以及一间别的飞艇从未有过的吸烟室。当然为了确保安全,飞艇内通往吸烟室的通道经过了特殊的加压处理,以防氢气由餐厅进入吸烟室,通道的门上还设置了一个旋转式空气锁。正是因为这艘飞艇汇集了当时最先进的科技,且异常奢华,人们称它为“德意志帝国的骄傲”、20世纪30年代“空中的豪华客轮”。

 

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1937年5月7日,在莱克赫斯特美国海军航空港鸟瞰“兴登堡”号飞艇的残骸

 

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美国海军调查委员会成员在检查“兴登堡”号飞艇的残骸

 

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“兴登堡”号飞艇的残骸

 

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当上升的氢气燃烧并从“兴登堡”号飞艇后部泄漏时,尾部掉到了地上,爆发出火光

 

1936年3月4日,“兴登堡”号完成了它的处女航。至空难发生时,“兴登堡”号已执行了63次飞行任务,其中连续34次为满载乘客和货物横跨大西洋,累计载客1002人次。

 

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1937年5月9日,“兴登堡”号飞艇移入美国海军飞机棚内

 

空难原因的多种说法

“兴登堡”号发生空难的原因究竟是什么,长期以来存在多种说法。

事故发生后,美国和德国的专家组展开了联合调查,结论是事故由飞艇上的火花点燃了泄露的氢气所致。当时正值雷暴天气,在飞艇驶近航空总站上空时,导电性能极差的飞艇外皮上聚集了在飞行过程及恶劣天气中产生的大量静电,静电电压很高,均匀地分布在整个艇体上。由于逆风飞行,“兴登堡”号比原定抵达时间已经晚了12小时。空难发生前11分钟,风向忽然转变。为让飞艇尽快降落,艇长马克斯・普鲁斯采取了让飞艇急转弯的方法强制降落,由此形成的压力致使4号气囊附近的一根拉索断裂,气囊撕裂,氢气开始泄露。空难发生前8分钟,艇长注意到飞艇尾部正在逐渐下沉,但他却误以为是飞艇失去平衡所致,仍未采取有效的抢险措施。空难发生前4分钟,飞艇在空中悬停,氢气继续从气囊中溢出,艇体所积蓄的静电以最短的路径释放电压,在外皮与金属客舱之间形成了静电火花,火花进入泄露氢气的充气管,从而点燃了泄露的氢气,造成事故。

在寻找事故原因时,那两根着陆绳也引起了人们的注意。一种说法是,当机组人员将湿透的着陆绳抛下地面,让地勤人员紧紧拉住它时,着陆绳起到了接地线的作用。此时,地面上的电荷通过着陆绳传到艇体,使整个艇体变成一个巨大的电容器,而雷电交加的暴雨点燃了集聚在飞艇后部的氢气,导致事故发生。

另一种说法是,事故可能与艇体表面的铝热剂涂层有关。美国探索频道曾做过一个实验,发现“兴登堡”号的表皮是由氧化铁外加防潮功能的醋酸纤维制成,这种高度易燃的混合物几乎等同于火箭的燃料。当飞艇的金属架因接地而充电,机壳便开始升温,高度易燃的涂料开始自燃,从而使内部填充的氢气引发爆炸起火。

当然还有一些不同的说法,认为是飞艇引擎的回火引燃了泄漏的氢气,或认为是飞艇直接遭受了雷击,导致氢气爆炸。飞艇的设计者雨果·埃克纳博甚至认定是有人在飞艇的尾舱蓄意安置了炸弹,目的是阻止飞艇在莱克赫斯特海军航空总站降落。他本人还收到了破坏者寄来的匿名信,破坏者正是居住在飞艇坪四周树林里的农民。

 

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飞艇上现代化的电气厨房

 

而另一次有关追索“兴登堡”号起火原因的实验,是2013年3月由英国航空工程师詹姆·坦斯费尔德带领的研究小组,在美国德克萨斯州的西南研究基地进行的。他们对飞艇降落、起火、爆炸的全过程进行了缩小比例的重现,结果证实事故的原因绝非人为因素,飞艇微小静电才是真正的罪魁祸首。

尽管飞艇最初的着火点、火源等事故原因至今仍未有最终定论,但在诸多说法中,氢气往往被认定是一个不可回避的因素。没错,在能为飞艇提供浮力的气体中,氢气显然不如氦气安全。飞艇泄露的氢气与空气混合后会发生爆炸,以特定比例混合后还会发生燃烧。据此,“兴登堡”号的另一名设计师胡戈·埃春纳曾要求飞艇采用不会燃烧的氦气充气,但当时只有美国能生产氦气,而美国人又担心德国把氦气用来制造武器而拒绝提供。迫不得已,德国所制造的飞艇只能都采用氢气充气,而且“兴登堡”号空难前也确实一直未有较大事故发生。所以从另一个角度理解,盲目乐观和侥幸心理也是引发事故的本质根源。

 

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1937年5月11日,“兴登堡”号准备启程去德国时,人们聚集在飞艇底部周围

 

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飞艇休息室内部,乘客窗可以被打开

 

空难对航空科技发展的影响

“兴登堡”号空难对世界航空科技和航空业发展的影响是巨大的。空难发生后,再也没有一家飞艇制造公司采用氢气为客运飞艇充气了。齐柏林公司吸取了经验教训,立即设计出了一种名为“类电车”的设备,用于检测大气中的电荷活动,首台机器安放在德国法兰克福机场,这是世界航空史上第一次以采集精确数据进行判断的方式来分析雷暴天气。现今,及时掌握天气情况早已成为保证航空安全的前提。可以说,这与“兴登堡”号空难不无关系。

“兴登堡”号飞艇空难对于世界飞艇制造巨头德意志齐柏林公司的打击同样是巨大的。空难发生后不久,希特勒下令停止使用这种飞艇,此时,齐柏林公司正在建造的另一艘与“兴登堡”号相同大小的飞艇不得不就此夭折。由于人们对飞艇的安全性产生了强烈的质疑,不但导致了以飞艇制造为主业的齐柏林公司于1940年倒闭,商用飞艇时代也就此中止。

飞艇时代始于1900年7月2日,比第一架飞机起飞还早了3年,但这起空难却使航空科技和航空业朝着飞机方向发展。1939年,第一架满载乘客的商业飞机成功越过了大西洋,随后,飞机很快取代了飞艇,成为人类最主要的航空器。其实飞艇之所以被取代,除了其安全性差之外,造价高昂和速度过慢,也是两块短板。一条40米长的小型软式飞艇的造价就需要200万美元左右,这无疑阻碍了它的大规模发展。而因其飞行原理所限,飞行速度已经无法跟上人类越来越快的生活节奏,如今现代喷气飞机的速度已是飞艇的6倍以上。

1899年,中国人谢缵泰设计出了一艘呈纺锤状的新型飞艇,拟采用当时最新的科技成果,以铝合金为支架,电动机作动力,螺旋桨作推进器,艇体采用氢气或氦气充气。他还特意命名它为“中国”号,但当时的清政府对此毫无兴趣,加之他本人缺乏资金,飞艇一直停留于纸面上。直到1910年,英国人按照他的图纸制造出了这种新型飞艇,而名字却已不再是“中国”。但谢缵泰毕竟给中国航空工业留下了难忘的一页。

如今,飞艇并未完全从人们的视野中消失,在军事侦察、高空摄影等领域,飞艇仍能发挥其独特作用。飞艇的飞行速度较慢,这既是劣势也是优势,它可以在目标地域上空悬停很久,使搭载的侦察仪器可以既精确又高效地探测目标。另外,在低速情况下,艇上雷达更容易探测小型目标,这一特性也为高空摄影提供了极大的便利。

随着材料科学的发展,飞艇的安全性能必将大大提高,而它重量轻、燃料省、运费低的优点也将进一步凸现。近年来,德国、美国、中国等不少国家已在着手攻关新型飞艇面临的各类难题,相信新型飞艇定能重霸蓝天。

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