临近空间飞行

所谓的临近空间是指距离地面高度2万米到100公里之间的区域。和此次中国临近空间飞艇首飞新闻报道中不同的是，飞机和航天器是可以在临近空间飞行的，只是时间不能维持太久。实际上稍有军事常识的人都知道，最大飞行高度超过两万米的战斗机是相当多的，而且在50年代就出现了。

对于飞行速度非常高的航天器来说，临近空间的空气虽然稀薄，但形成的阻力仍然过大了。在临近空间飞行会使它必须要额外消耗很多燃料来维持高度，否则就必须返航或者在大气层中坠落烧毁。

对飞机载人飞机来说，它要在座舱内维持足够的气压，保证飞行员的生命安全；因此要从发动机压缩空气的过程里，抽取大量空气送进座舱。整个这一类设计的工作极限，就只能到2.5万米，因为空气密度已经只有海平面的1/40了，工作效率已经低到临界点了。再往高就必须采用宇宙飞船式的全封闭设计。

人类不仅没有造出过能在2.5万米附近长期飞行的飞机（这个高度和以上的记录，都是飞行员玩命短时间冲刺的结果，无法停留），实际上要维持在2万米附近长时间都非常难。空气密度低到地面的1/14，使飞机需要很高的速度才能维持足够的升力，抵消自身的重量；而发动机又损失推力特别大，要多烧好多的油。

卫星维持轨道高度需要燃料，这常常是它寿命的关键原因

要长时间（最低数天以上、长则一年以上）维持在1.8万米到3万米之间（再高就超出现在人类的科学工程技术水平了）高度的有动力飞行，目前唯一可行的方法，就是利用飞行器自身的浮力来克服重力，飞行的动力由太阳能电力系统提供（这样可以把重量减少到最小）。

我国此次放飞的临近空间飞艇，就属于这类设计。它通过在气囊内灌充非常轻的大量氦气，使整个飞艇的密度比2万米以下的空气还小，因此维持两万米高度本身不需要额外的消耗动力。

临近空间飞艇

相对于飞机和卫星来说，飞艇在性能上有三大优势。第一是在同一地点的维持存在时间极长，第二是使用费用低，第三是探测能优势明显。这使它在通信中继、对地监控、防空警戒上有着非常大的潜力优势。

由于距离远、功率有限，通信卫星的带宽不仅昂贵而且资源紧缺。而现在的军事侦察手段对于带宽的要求正在越来越高，比如全球鹰这样能实时发挥大量高清照片和视频的战略侦察机，只要几架，就能在数千平方公里以内消耗掉所有的卫星通信资源；再增加数量，就只能挤占其它系统的份额了。

而临近空间飞艇可以携带通信中继设备，极大的缓解通信卫星的工作压力。早在2003年，美国空军的空间战实验室，就在名为“攀登者”的试验飞艇上实现了三万米高度的初期试验。除了悬浮、降落、返航等基本飞行控制功能的验证外，最主要的就是通过携带的45公斤重的通信和监视设备，完成通信中继和对地监控任务能力的验证。

此外长时间的高空滞留能力，也使它在对地和对空监测上有着特别强的潜力优势。2006年，美国空军科学咨询委员会发布题为《在临近空间高度持久存在》 的报告， 对临近空间平台建设发展进行了中长期规划。

其中“传感器与结构一体化（ISIS）”飞艇，设计重点就在于利用飞艇搭载大型相控阵雷达，利用高度优势，针对伊拉克、台湾海峡、伊朗进行战时监控。根据论证结果，一艘ISIS定点在伊拉克中部，就能覆盖伊拉克全境；定点在菲律宾北部的吕宋海峡上空，就能覆盖台湾海峡、台湾岛、台湾以东海面。

但就目前来说，受限于能源等问题，真正能做到7天/24小时不间断的高精度监视（信息精度达到火控级别，能直接用来引导导弹等武器攻击目标），发挥滞空和高度优势的飞艇，还只能是停留在中空的系留式飞艇。它可以通过与地面之间的电缆来满足探测设备的需要。1

技术难点何在

总的来说，临近空间飞艇有很大的军用潜力，但是目前还受制于很多技术上的障碍，不能真正的实用化。目前最主要的难点在于材料、能源、动力/飞行控制三个方面。材料比较好容易理解，飞艇的骨架、气囊、外壳这些部件都要越轻越好，因为它们都是死重，要挤占各种设备的重量。

尤其是飞艇在两万米高度时，空气密度非常低，增重1公斤，就要至少10立方米以上的氦气囊体积来维持平衡。高度越上升，载荷能力越差——从2万米到2.5万米，空气密度从海平面的1/14急剧下跌到1/40。

现阶段太阳能电池板的效率还是太低了