飞艇的基本技术特征由能够在空气中浮升的气球加装动力系统和操纵系统构成。飞艇正式发明是在19世纪后期，到19世纪末达到实用化。20世纪初，具有商业和运输价值的硬式飞艇发明成功，率先开启了民航运输的新时代。20世纪30年代，飞艇达到技术发展的高峰，随后开始衰落。现代飞艇以轻小型为主，主要用于空中观光、广告、工业勘探等领域。作为一种升空高度低于卫星、高于飞机的临近空间飞行器，它的军事价值和科学价值正日益得到人们的广泛关注。

早在气球载人升空取得成功后不久，就有人提出了飞艇的设计思路，试图在气球上装帆、桨或翼片。1783年12月，法国数学家、工程师J.B.M.默尼耶（Jean Baptiste Marie Meusnier，1754～1793）就提出一项飞艇设计，其特点是：采用椭圆气囊代替球形气囊，以减少飞行阻力；设计了水平安定面以改善飞艇稳定性；采用3只人力驱动的螺旋桨推进。1784年，法国A.-J.罗伯特（Anne-Jean Robert，1758～1820）和N.-L.罗伯特（Nicolas-Louis Robert，1760～1820）设计制造了一艘飞艇，也依靠人力驱动，7月15日进行了首次试飞，因动力不足性能不佳弃用。

图1 1872年由H.D.de 洛美发明的可航行气球

法国工程师H.吉法尔（Henri Giffard，1815～1882）在准备研制飞艇时，内燃机尚未问世，蒸汽机仍十分笨重，于是他从改进蒸汽机入手。1851年，吉法尔制造了一台小型蒸汽机，功率为2.24千瓦，重约160千克。他设计制造的飞艇艇长43.6米，最大直径约12米，气囊容积2497立方米，采用煤气作为浮升气体。1852年9月24日，他驾驶着人类第一艘飞艇从巴黎起飞，以平均速度约10千米/时飞行了约28千米后，在特拉普斯（Trappes）附近降落。这是人类历史上第一次成功的飞艇载人飞行。吉法尔飞艇具备较完整的技术结构，但是由于动力不足，在当天飞行中无法逆风回到起飞地，只好用火车运回。

图2 法国工程师H.吉法德的画像

图3 描绘飞艇飞翔的画作

19世纪后期，欧洲有多人在继续研制和改进飞艇。1884年，法国人C.雷纳德（Charles Renard, 1847～1905）和A.克雷布（Arthur Krebs，1850～1935）制造的“法兰西”号电动飞艇完成了第一次完全可控制的飞行。在8月9日的试飞中，“法兰西”号在23分钟内完成了8千米的圆周飞行。19世纪中叶内燃机的出现和完善为飞行器发展提供了动力保障。19世纪末铝合金问世后，飞艇骨架可以做得更轻。1897年，匈牙利-克洛迪亚工程师D.施瓦茨（David Schwarz，1850～1897）用铝做骨架，用薄铝板做气囊外壳，制成了硬壳式飞艇，上面装一台8.8千瓦内燃机，于1897年11月3日进行升空飞行。

侨居法国巴黎的巴西人A.桑托斯-杜蒙（Alberto Santos-Dumont，1873～1932）率先把飞艇推向实用化。从1899年开始，他共建造了14艘以汽油发动机为动力的小型飞艇。1901年10月19日，他驾驶第6号飞艇环绕埃菲尔铁塔飞行了一周，飞行时间29分31秒。他的成功向人们展示出，新的动力技术将会使飞艇成为一种实用的航空器。第6号飞艇长33米，直径6米，气囊容积630立方米，动力装置是一台9千瓦内燃机，驱动一副双叶螺旋桨。它的飞行时速约为40千米/时。

图4 A.桑托斯-杜蒙

图5 A.桑托斯-杜蒙的6号飞艇赢得了德国奖

图5 A.桑托斯-杜蒙的6号飞艇赢得了德国奖

德国军官、工程师F.von 齐伯林（Ferdinand von Zeppelin，1838～1917）很早就对飞艇用于军事怀有浓厚兴趣。从1887年开始，齐伯林计划建造了一只不同以往的、能够完成长途运输和空中作战等多种任务的大型飞艇。为了达到这一目的，齐伯林设计了全新的硬式结构。结构特点是：艇身全部采用铝制框架制成，框架外部有织物蒙皮。框架除纵向的长梁外还安装十几个隔框，隔框把飞艇的艇身分为十几个舱室，每个舱室中放置一个气囊，一艘飞艇的气囊就是由十几个小气囊组成的。结构上的改革使飞艇体积大大增加，运载能力大为提高。1896年齐伯林组建“飞艇飞行推进协会”，开始正式建造LZ-1号飞艇。

LZ-1号飞艇头部为锥形，艇身为圆柱形，全长128米，直径11.65米。全艇共分17个舱室，每个舱室内放一个气囊，内充氢气。气囊总容积为11300立方米。飞艇蒙皮用防水棉织物制成。艇身后部下面有两个刚性吊挂的发动机吊舱，每个舱内安放一台10.8千瓦的戴姆勒发动机。艇身下还用钢索吊挂一个外部走廊，作为连接前部吊舱和发动机吊舱间的通道。飞艇的方向舵由四块铅垂操纵面组成，头部尾部各两块。俯仰操纵是由一块可前后移动的100千克滑块来控制的。

图6 F.von 齐伯林

1900年，LZ-1共进行了三次试飞，但是均未获完全的成功，主要原因是控制系统和结构变形问题。尽管试飞情况并不令人满意，但这种新型飞艇的优点已十分明显，载重能力、安全性、维护性都得到极大提高。这些特点表明，齐伯林硬式飞艇有可能成为一种比软式飞艇更为实用的运载工具。后来一系列新型号的出色表现完全证明了这一点。

1905年，齐伯林建造了LZ-2号飞艇，它与LZ-1号尺寸相同，主要改进了水平和垂直舵面的操纵结构，并采用了两台功率更大的63.4千瓦的发动机。它在1906年1月17日试飞时，操纵性能良好。1906年秋，齐伯林又建造了LZ-3号飞艇，在10月9日和10日进行试飞时取得完全成功。飞艇操纵性能良好，稳定、持续飞行了4小时以上。硬式飞艇终于得以发明。

1907年，德国政府对齐伯林飞艇发生了浓厚兴趣，他们看到了齐伯林飞艇在军事上和文化上都有很大的意义，专门拨款50万马克资助LZ-3号的试验。1908年9月24日到30日，LZ-3号飞艇在政府代表的参加下进行了多次试飞。在30日的试飞中，飞艇持续飞行了37小时，航程达350千米，创造了当时飞艇续航时间的最高纪录。自此德国政府确认了齐伯林飞艇的实用价值，开始资助齐伯林的研制工作。1909年齐伯林创办了世界上第一家民用航空公司，德国飞艇运输公司（德莱格公司：Deutsche Luftschiffahrts-Aktiengesellschaft，Delag）。1910年6月22日，德莱格公司开始用LZ-7号飞艇在法兰克福、巴登和杜塞尔多夫之间做载客定期飞行。LZ-7号飞艇可载20人，装有3台88千瓦活塞发动机，巡航速度为60千米/时。这是最早的空中定期航线。自1909年成立，到第一次世界大战爆发停止营业，德莱格公司在德国共运送旅客34028人次，总航程达173682千米，总飞行时间为3175小时。德莱格公司的成功，预示着航空运输有着巨大的发展潜力。

图7 齐柏林LZ-7号飞艇

除了德国外，意大利、英国和美国也都在发展飞艇。第一次世界大战爆发后，德国建立了齐伯林飞艇队，用于海上巡逻、远程轰炸和空运等军事活动，曾多次用飞艇对伦敦进行轰炸。飞艇体积大、速度低、灵活性差，极易受到攻击和损坏。随着飞机性能的迅速提高，飞艇的优势很快丧失。从1914年到1919年6月，德国共投入了101艘齐伯林飞艇参战。这些飞艇有着不同的表现和命运：战争中损失的39艘，被废弃不用的20艘，事故损失的25艘，技术故障损失的4艘，被敌方缴获的5艘，德军自行毁坏的6艘，送往意大利的2艘。战争实践证明，飞艇由于自身的弱点，不适于作为一种攻击性武器。

由于战争的推动，齐伯林飞艇在设计和工艺上更趋于完善。战争后期，LZ-104号飞艇证实了硬式飞艇用作空中运载工具的潜力。1917年11月，LZ-104号飞往东非为那里的德军运送给养弹药。当飞行到一半距离时，接到统帅部的命令返航，因为那里的德军已经投降。这样LZ-104号连续飞行了95小时，航程6800千米。它的气囊容积68000立方米，装有5台180千瓦的发动机，速度可达100千米/时，能携带13吨载荷。

英国和美国也尝试让飞艇执行军用运输任务。1929年英国利用德国飞艇技术，研制了R100和R101两艘飞艇，气囊容积达13万立方米。美国在1931年生产了两艘巨型硬式飞艇，分别是ZR4“阿克隆号”和ZR5“麦康号”，气囊容积达到193996立方米。“阿克隆号”可装载5架寇蒂斯-霍克式飞机，并可在飞行中将其释放出去。

图8 美国海军的氦气填充硬式飞艇阿克伦号（ZRS-4）正在纽约市上空飞行

第二次世界大战结束后，德国齐伯林公司计划建造更大的飞艇，以建立横跨大西洋的空中航线。1928年，LZ-127“齐伯林伯爵号”飞艇面世。该艘飞艇自问世以来屡建奇功，最为著名的是它于1929年8月8日至29日完成的寰球之旅。在它的成功激励下，齐伯林公司后来又建造了更大的LZ-129号飞艇。这两艘飞艇代表了飞艇技术的最高水平。

图9 LZ-127“齐伯林伯爵号”

在20世纪30年代初飞机尚不具备远程运输能力的情况下，人们寄希望用飞艇来开辟空中运输线。1930年10月15日，英国R101号飞艇作首次远航，从英国本土飞往印度。艇上搭载着英国航空大臣汤普森（Christopher Thomson, 1875～1930）和民航局长S.布兰彻尔（Sefton Brancker, 1877～1930）。当飞至法国博韦上空时，飞艇突然起火爆炸，艇上54人中有48人遇难，其中包括两位官员。这次事故震动了英国朝野，英国政府不得不彻底放弃了飞艇的生产，剩下的R100号飞艇也被打入冷宫。1933年4月和1935年2月，美国的“阿克隆号”和“麦康号”也接连失事。这两艘飞艇的灾难断送了美国的硬式飞艇事业。1937年5月6日，德国的“兴登堡号”飞艇在美国新泽西州赫斯特湖飞艇场降落时，突然起火爆炸。不到一分钟，“兴登堡号”就变成了一堆废墟。

图10 LZ-129“齐柏林兴登堡号”

英国、美国和德国飞艇的相继失事，暴露出飞艇的严重缺陷：安全性差、受天气影响尤其严重。而且，飞艇造价高，起降操作复杂，速度慢，飞机的迅速发展使其优势不再。因此到了20世纪30年代中期，大型飞艇基本上退出了航空运输舞台。

20世纪70年代以后，飞艇又有再次复兴的趋势。这是因为飞艇的一些优势重新被人们所认识：燃料消耗低、续航时间长、载重量大、噪声小、飞行平稳，可在空中停留上百小时，甚至可以贴近海面飞行。飞艇可望在许多领域获得应用：客、货运输；海岸巡逻、海上救生和海洋研究；环境监测；高空遥感；通信及电视转播；空中预警、反潜等军事应用。

飞艇的飞行高度可达30～50千米，远高于固定翼飞机，而且可长时期留空，隐身性能很好，是一种独特的临近空间飞行器，空间科学探测、对地遥感、军事侦察、远距离通信的应用潜力很大。国际上每年都会举办规模不等的浮空器（气球、飞艇）研讨会。随着技术水平的提高以及全新应用的探索，飞艇可望再次复兴。