亚洲特快：气球如何重新走上历史舞台_风闻

各位朋友大家好，欢迎收看本期《亚洲特快》，今天哪，咱们高低也得聊聊气球是吧。

气球这东西在军事上的运用那可太早了，拿破仑那时候就组建了世界上最早的气球兵，用来侦察和为炮兵提供校射。

但早期气球的使用效率极低，因为早期的热气球需要庞大的辅助装备，机动起来非常困难，所以在拿破仑战争当中气球兵只参加了很少的几次战役。

此后很多年里，气球本身的技术发展比较有限，到19世纪末，无系留的热气球被发明了出来，由于可以利用不同高度的不同风向，获得有限的控制能力，这种气球成为了人类第一种可以控制飞行方向的飞行器，也因此引起了人们无限的遐想，法国科幻小说作家凡尔纳就写了《气球上的五星期》。当然了，这里面的气球技术即使在今天也无法实现，因为它气囊里的氢气来源是电解水得到的，而按照他当时的想象，只要一块神奇的电池就能实现几乎无限的电力，这样只要经常补充一些水，就能让气球无限续航。

但是现实很快就打脸了气球爱好者们，空中的气流远比水流要复杂得多，而气球的危险性也远超过船，因此现实中大部分实用气球，尤其是军事上用到的气球，依然是要用绳索系留，以免被风吹得到处跑。

而另一方面，随着内燃机的发明，人们也很快找到了比气球靠谱的新型浮空器，就是飞艇。

由于内燃机可以提供的动力很大程度上可以克服空中气流的影响，甚至在逆风的情况下，也可以凭着内燃机提供的动力让飞艇飞向希望的方向。

在当时其实飞机也已经出现了，但早期飞艇不论是飞行高度，留空时间，甚至运载能力，都远超过当时的飞机，因此飞艇一度也成为了人们寄予厚望的实用航空器。

尤其是到了一战前后，硬式飞艇的出现让飞艇可以做的非常大，比如著名的“齐柏林飞艇”。所谓硬式飞艇，就是飞艇的内部有硬的骨架，骨架构建的艇体内容纳多个气囊，这样使得飞艇相比过去的软式飞艇更容易做大，而且结构强度也更高。

一战中德国还利用飞艇的大载弹量，来执行战略轰炸任务，至于安全性，当时主要的解决方法是在遭遇敌方空中拦截的时候抛弃压舱物，让飞艇一下子飞到当时飞机无法企及的高度。

不过毕竟飞艇就是个充满了易燃气体，又不可能安装装甲的笨拙大家伙，而且紧急爬升的飞艇要降下来可就费劲了，所以在几次被击落之后，基本上也就放弃用飞艇去执行作战任务了。

只不过一直到30年代，人们都认为只要进行一些技术改进，飞艇依然可以发挥作用。

其中一个作用是运输，就是现在闻名遐迩的“兴登堡”号飞艇，用来执行跨大西洋的远程直达空中民航运输，由于飞艇比飞机安静，舒适，相比海上的船只则更快，因此一度让欧洲和美国的上流社会趋之若鹜。但随着悲剧性的火灾事故，飞艇在安全性上的致命问题被凸显了出来，达官贵人们可实在是不敢再坐这种随时可能烧成一根大火炬的东西了。

另一个作用是侦察，尤其是海上侦察，美国海军在20年代装备了“梅肯”号和“阿克隆”两艘硬式飞艇，用来执行海上侦察任务，而这两艘飞艇的一大特点就是携带有多架小型飞机，堪称空中航母，当然这些小飞机的实际用途是用来增大侦察范围和运送少量的人员物品。“梅肯”号很出名的一件事情就是用飞艇携带的小飞机为正乘坐战舰出访的罗斯福总统送信。

但是这两艘飞艇和“兴登堡”号飞艇一样最终还是遭到了厄运，只不过它们倒是没有起火，毕竟美国氦气多，这两艘飞艇用的是氦气，它们的命运展示的是硬式飞艇在安全性方面的真正最大缺陷，那就是虽然有铝合金的骨架，但在大自然的力量面前，它的结构强度依然远远不足，最终这两艘飞艇都是因为遭遇大风，被吹得散了架。

换句话来说，软式飞艇，很难造的够大，而硬式飞艇，则无法在恶劣的自然环境中保证安全。

所以最终，“基洛夫空艇”也只能在电子游戏里远征美国了。

进入冷战时代，在无所不用其极的激烈对抗中，新技术的发展让气球再次找到了新的用途。这次的气球不再是一个裹得严严实实的气囊，而是一个在地面上看起来皱皱巴巴的玩意。

因为冷战时代的气球主要是高空气球，它在地面上看起来皱皱巴巴的主要原因是内部冲入的氦气在高空环境下会膨胀。

这种气球的优势在于，可以飞的非常高，雷达反射面积也小，加上造价相对便宜，对于当时的防空系统来说不容易应对。而且，这种气球内部的压力和环境压力一样，因为它和外面空气其实是连通的，气囊其实相当于是一个”兜子”，兜住氦气而已。因此即使被打了几个洞，它也只会慢慢撒气，不会一下子掉下来，所以要打还不容易呢。

所以在60年代美国就曾经使用高空气球执行对中国和苏联的侦察任务，只不过由于这个时代的气球几乎完全处于随风漂流状态，你也控制不了它会看到些什么，所以实际的意义非常有限。

况且随着第二代战斗机在高空高速性能方面的发展，高空气球也并非不可击落。

最后还有一条，就是其实这一代高空气球维持高度的时间也没那么长，我们上面说过，这种气球的内外是连通的，那为什么要连通呢？因为这种气球在高空中飞行的时候，昼夜间会有温差，气体膨胀，就只能让它漏掉，才能维持内部的压力平衡。也就是说，这种气球实际上会一直“慢撒气”，它的飞行高度就会不断降低。

正是因为这些缺陷，当时的气球实际上大部分不是用来侦察，而是用来越境扔宣传品，直到近年来，韩国也经常使用气球往朝鲜扔宣传品，而冷战时期海峡两岸更是互相放飞了大量的气球。

进入21世纪，和很多东西一样，气球又经历了一个“再发明”的过程，我们前面的节目里说过，今天我们熟悉的无人机，电动车，手机……等等等等，都是在21世纪“再发明”的产物，21世纪的新技术、新材料、新概念让这些我们曾经以为已经很熟悉的东西焕发了新的生命。

气球也是如此。

其实早在这次气球事件之前，如果您关注各国新型军事技术发展的新闻，就可以看到不少关于气球的新闻了。

而这些新闻里提到的气球，其外形特点，就和这次飞到美国的气球相似，那就是基本上是一个球型，而且不论是在地面上，还是在高空中，都是一个球型。

这这些气球就是超压气球，它的特点是气球内部的压力比外面高，而为了防止气囊爆炸，就要在气囊内壁加上加强筋，这种加强筋的强度很高，达到球膜的几百倍，在高空被加温的时候，气囊可以膨胀，而在温度降低时，则可以收缩，不会泄气，而不泄气带来的好处呢，就是它在高空保持高度的时间可以从以前的以周、以月计算，一下子延长到以年计。同时它实际上仍然是软式结构，也就是说在大风中，它也不会散架，只会被带着到处飞。

这个思路其实看起来并不复杂，其实很早人们就已经想到了这种结构，只不过它真正得到实用却是21世纪的事情了。

这就要说到21世纪才进入广泛实用领域的新材料了。据我在网上论文搜到的算例，一种典型超压气球的材料，球膜采用低密度聚乙烯薄膜，加强筋采用PBO纤维。PBO本身是上世纪80年代美国发明的一种材料，但是在21世纪才真正进入商业化生产，所以呢，实用的超压气球从使用材料的角度来说，也是进入21世纪才有可能。

而PBO这个材料呢，本身就是现有化学纤维中强度最高的产品，其抗拉强度达到钢的10倍，而且可以耐受600度高温。

当然了，这里并不是说所有超压气球都用PBO，如果要求相对低，尺寸相对小，用其他材料也是可以的。只不过呢，美国其实在20世纪80年代就尝试研制这种超压气球，只不过当时因为没有合适的制造加强筋的材料，没能成功，这就可见高性能化学纤维材料对于这一技术的重要意义。

除了材料学领域的进步，现代超压气球的另一个重要技术要素就是依托卫星的上下行数据链，这带来了不必考虑地球曲率，对位于地球另一侧的气球进行近乎于实时控制的能力，同时气球本身也具有一定的自动控制的能力。这些技术主要是依托90年代以来发展迅速的无人机技术下放过来的，十分成熟。

正是由于这项技术，使得气球几乎就成了“云端”设备，它的控制系统可以尽可能做的轻、小，携带的各种设备可以尽量少，这样就能把有限的载荷尽可能用在任务载荷上。而这个任务载荷，包括气象探测用的各种风力传感器啊，气象雷达啊，光学相机啊等等这些，在现代也有比较轻小但功能比较完善的产品。乃至于用于保障飞行安全的无线电接收设备啊，也可以装在气球上，这样气球的安全性和用途就可以做到相当强大。

这样比较简单小型的任务载荷和必要的指挥控制设备，也有助于降低气球运行所需的耗电量，这样就可以用一个尺寸比较小的太阳能电池板来满足所有设备的用电需求。

发展到比较高级的气球上，比如这次我国因为意外飞到美国的这个，我国外交部就称之为飞艇，飞艇和气球的一个主要区别就在于它是有动力的。

那么我们可以猜测一下，我国的这个气象气球，应该是带有小型的电动螺旋桨，使用太阳能电池板供电。 这个小型的电动螺旋桨提供的功率应该不足以让飞艇进行比较快速的飞行，但却可以抵消一部分气流的影响，从而使得气球可以长期悬停在一个我希望它悬停的空域。

这也是目前国际上比较先进的气象飞艇的常见设计方案。

这样一种气球和历史上的气球相比已经存在很大区别了，从飞行时间上来看，它的留空时间可以以年计，从而可以长期的观察某一特定地区上空的气象变化，它的功能也比较全面，可以用光学相机记录云层和地面的变化，对气候和物候现象进行长期观察等等等等，可以说这样的气球，某种意义上不亚于低轨道小型卫星了。

当然，气球，或者说飞艇，它也有缺点，其中一个比较大的问题就是天空中的气流实在是太复杂了，而这种飞艇的动力系统不足以完全克服意外的气流影响，如果碰上强烈的气象活动，它就可能会被吹偏很远，甚至飞越大洋。

当然，理论上来说，因为它留空时间特别长，就算被气流带到了地球的另一边，也可以用卫星链路控制它设法再飘回来。

但是你并不知道这次这个气球到底是什么时候放上去的，从它在被美国击落前高度开始出现明显下降来看，完全可能它已经在天上飘了不止一年，已经到了接近寿命末期了，能否再绕地球半圈从欧洲飘回来，已经不好说了。

其实这类气球自从出现以来，就成为了各国科研界和军事界研究和使用的一个小热点，很多国家都在研究使用气球作为未来的长时间留空的军事侦察平台，其用途那就广泛了。其中也有一些属于战术性的气球，比如美国前年就曾公开过他们在北极地区的军事演习中使用高空气球为“多域作战旅”的远程火箭炮提供目标指示。

此外，中国和美国也都公开了系留在地面上的携带预警雷达的气球，用于对低空目标进行预警，美国已经部署了多个这类气球作为国家反导系统的一部分，用来防御巡航导弹低空突防。

而我国在对气球，或者说，临近空间浮空器的运用方面，也有不少的新想法，比如说航天科工的“五朵云”项目中，行云工程就是对这一技术的进一步发展，它设计上是一种由火箭发射升空，利用高空太阳能提供动力进行长时间巡航的临近空间无人机，相比气球，它不需要使用昂贵的氦气，而且飞行控制方面也更加灵活，至于具体载荷方面，行云工程本身是计划依托这类飞行器长时间留空能力，提供区域网络通信。

这将会是比“星链”这类低轨道卫星通信系统更加廉价，更加实用的一个系统，当然，正如我们前面说的，这种飞行平台上也可以携带多种载荷，除了通信，其他低轨道卫星可以执行的任务，行云工程也完全可能执行，那这用途可就太广泛了，军民用前景都非常广阔啊。

那么既然这类气球具有军事潜力，自然各国也都会考虑防御方法，但有意思的是，作为最积极使用气球刺探他国军事情报的国家，美国在这方面倒是没上太多的心，或许在美国人想来，对两万多米的目标，爱国者3导弹本身就是优化高空性能的一个导弹，既然能拦截弹道导弹，那没理由打不下气球嘛。

但其实要击落气球还真不是那么简单的事情，现在的超压气球虽然占了个“超压”的名字，让人以为它也是个只要被打个洞就会啪一下炸掉的脆弱东西，但其实不是这样，超压气球如果被打个小洞，由于它的气囊和加强筋强度较高，是不会直接炸掉的，而是会慢撒气，甚至如果是一些比较强调安全性的气球，可能还会设计多个气囊，那么它就可能撒气撒的更慢。除非你的导弹直接从气囊中间穿过去，留下一个特别大的洞，才能把它一下子破坏掉。

这也就是为什么美军用F-22战斗机发射响尾蛇导弹才成功将气球打了下来，这个当然大家也都说了，当初我国也是用歼-10C对外国气球一发入魂的，实际的过程也大差不差吧。

当然了，相比美国，受到外国气球侦察困扰较多的国家当然会在拦截防御这类目标问题上更上心一些，自然会有一些特殊办法，这个具体的技术方法说来也很简单，思路方面当然就是和气球材料的物理化学性质有关了。

至于说这次“流浪气球”事件带来的政治和国际关系上的影响，以及对美国民众心理上的影响，这就不是本视频主要讨论的内容了，有兴趣可以收听《观棋有语》，咱们再来详谈。

好了，那么本期节目咱们就到这里，感谢您的收看，咱们，下回再见吧。