“流浪”气球的昔与今

涂原森 赵艺博 王鹏举

法国造纸商孟戈菲兄弟制造的气球

史海钩沉

气球的出现可谓历史悠久，我国有关热气球相关原理的记载最早可追溯到汉武帝时期，淮南王刘安编撰的《淮南万毕术》记载：“艾火令鸡子飞”，其意是将燃烧的艾火放进鸡蛋壳里，艾燃烧产生的热气可以让鸡蛋壳飞起来。三国时期，诸葛亮用孔明灯成功脱困。五代十国时期，莘七娘用“松脂灯”传递军事联络信号。唐宋时期，孔明灯在军事中的应用已经相对成熟。明朝时期，抗倭名将戚继光在抗倭战斗中也广泛使用孔明灯指挥作战。几百年来，各国对气球系列技术平台的研发应用从未停止。

首战运用，崭露头角

完全意义上的热气球产生于18世纪，法国造纸商孟戈菲兄弟受到碎纸屑在火炉中升起这一现象的启发，用亚麻布和纸制造出一只直径12m的气球，总质量225kg，体积800m3，通过稻草和木材加热，热气球升入400m高空，飞行了1.5km。之后，孟戈菲兄弟完成了世界上首次热气球载人空中航行。

法国大革命时期，热气球被应用于战场。在弗勒鲁斯战役中，法军首次使用载人热气球追踪奥地利和荷兰军队。侦察人员坐在军用气球“创业号”的吊篮中升入高空，轻松完成空中侦察任务。同时，“创业号”也创造了历史，成为有史以来第一只参加实战的气球。以至于维基百科等相关认证也将其列为此次战役中法军兵力的一部分，书中记载“：70000名步兵、12000名骑兵、100门大炮、1只气球。”

英国的弹幕气球能够抵御在5000 英尺（1524m）高度飞行的德国俯冲轰炸机，可以逼迫这些轰炸机飞得更高。照片拍摄于1940 年

集中使用，初显峥嵘

南北战争期间，美国科学家和发明家萨迪厄斯·洛维（ThaddeusLowe）制造出一种结构复杂、可用于军事侦察的气球。北方联军将其部署到距地面1000英尺（304.8m）的高度，让每只气球搭载一名士兵，使用双筒望远镜来观察南方盟军的信息，或者辅助炮兵完成校射任务。但与地面建立联系困难，信息传递受限，效率较低，战场作用发挥有限。

广泛发展，大显身手

一战期间，经过不断改进，气球由以往靠风力提供动力发展为由发动机提供动力驱动螺旋桨（即飞艇），驾驶员对气球的控制更加灵活，气球的体积也更为庞大。随着制作技术的持续发展，极大拓展了气球的任务功能，气球用于侦察监视已经成为普遍现象，英、法、德等国都生产了大量气球执行军事侦察、联络和运输任务，甚至携弹进行轰炸。德国率先将气球改进为飞艇投入战场，主要承担空中轰炸和侦察任务。据统计，一战期间，德国出动齐柏林（Zeppelin）飞艇208次/艘，对英国实施51次空袭，有效牵制了英国的防空兵力，给英国造成巨大的人员伤亡和财产损失。

南北战争期间，美国科学家和发明家萨迪厄斯·洛维制造出一种结构复杂、可用于军事侦察的军用气球

德国齐柏林飞艇

优势独特，备受青睐：空中宠儿

学以致用，让“流浪者”焕发青春气球事件发酵的同时，给其他国家一些启发：一是气球可以作为一种廉价的侦察平台，二是想将它打下来，由于其飞行高度等原因技术门槛又很高。

受美军的启发，俄乌冲突中，俄军思路大开，利用廉价的气球进行“隐真示假”。据媒体报道，俄军利用高空气球加挂金字塔形状的反射板，目的是用于干扰乌军的地面雷达。此种多面立体角反射器，不是为了隐身，而是反其道而行之，目的是最大程度地暴露自己。多角度反射器可以有效反射乌军的雷达波，众多加挂反射板的气球伴随战斗机一起行动，严重干扰乌军雷达的探测能力，且一旦乌军雷达开机，将会被俄军的反辐射导弹锁定并摧毁。

超长待机，驻空时间长

飞机在飞行的整个过程都在消耗燃料，即使是小、轻、节省燃料的无人机，滞空时间也受限，其飞行时间通常以小时来计算，而高空气球除本身消耗燃料少或不消耗外，其滞空时间一般只受气象条件和设备保障等因素的影响，通常以天甚至月来计算。目前，高空气球以使用电能为主，而随着大容量储电、燃料加压存储、新能源等技术的日益成熟，已能确保气球平台能够长时滞空待战。例如，俄罗斯宣称，其研制的PA1-720D“佩列斯韦特”（Peresvet）气球系统采用一些创新设计理念，“久不落地”甚至“永不落地”的目标正由理想变为现实。

包罗万象，覆盖范围广

如今，低空飞行器及精确打击武器大量投入实战，由于地球曲率的影响，陆基雷达探测距离受限，空中预警机和卫星成为主要的监视手段，但难以实现全时段全范围空中探测，气球平台可通过装载下视雷达或光学传感器等设备，构成大范围、广视角和高分辨率监视平台，成为广域覆盖低空和地面目标的“天眼”。俄罗斯“美洲豹”高空气球，能在不需任何技术维护的情况下，在空中停留1个月，可昼夜执行侦察和监视任务。在3000～5000m的高度，它能用所搭載的雷达发现方圆300km内的低空飞行目标。美国雷神公司研发的巨型气球自身质量约16吨，载重量约66吨，能携带大型雷达在30km的高空长时间工作，3只巨型气球可以监控北纬45°以北地区，30只就可监控全球。

俄罗斯“美洲虎”高空气球

美国雷神公司研发的巨型气球

美国人伊戈尔·帕斯基尔纳克和他的团队研发出“龙之梦”（DRAGONDREAM）飛艇，这种现代化飞艇可以垂直升降，能够改变目前航运市场的局面。“很小的时候我就幻想着，天上都是飞艇的样子。长大后，我意识到飞艇的局限性，以及设计方面的问题。”伊戈尔说：“后来我花费很长时间试图解决这个问题。”终于有一天半夜，突发奇想的伊戈尔爬起来将解决方案匆匆记录下来，这最终成为整个团队将飞艇飞入高空的出发点。

数年后，在加利福尼亚州空旷平原的一座巨大厂房里，有着4个“脚垫”的大家伙——伊戈尔“龙之梦”飞艇诞生了。伊戈尔和他的团队研发的这种直升飞艇，无需跑道，在任何地面条件下均可起降，承担货运任务时，相同距离下所耗燃油只有飞机的1/3。

瞒天过海，生存能力强

高空气球的工作高度可超过20km，目前的战斗机对它鞭长莫及，只有防空导弹可以打到，而且其被雷达探测到的信号特征非常小，火控系统锁定较为困难。目前的高空气球主要填充氦气，由于氦气密度很小，属于既不自燃也不助燃的惰性气体，且球身的韧性材料即使被小弹片划破后也不会轻易撕裂。因此，其遇袭爆炸的概率比燃油设备小很多。另一方面，如今大部分气球的内部气室均做了分割化处理。充分保证了即使个别气室内的气体泄漏，依然能在一定时段内继续执行任务。据了解，我国民用气象气球横跨太平洋，“流浪”漂浮20000km之多，最终在其高度降低到18km的高度时，美军使用目前世界上最先进的战机发射导弹才将其击落。

美国人伊戈尔·帕斯基尔纳克和他的团队研发出“龙之梦”飞艇

使用成本低，经济价值高

同飞机和卫星相比，高空气球升降不需要专门的机场、跑道和发射场，也不需要昂贵的地面控制、导航装置和发射运载火箭的各种设备，所需运营保障设施和人员较少，运行维护费用较低。高空气球不需要携带燃料，多使用常规电力，目前，太阳能、温差、风力、重力等发电形式多样，可大大节约能源成本。而且其工作环境相对稳定，制作工艺不像飞机和卫星那样苛刻，制作成本较低。报道称，一只小型气球的成本是几万美元。

气球的优势不只成本低，还包括经济价值高。据俄罗斯军事专家推算，像2017年俄国防部定型研制的配有PA1-720D“佩列斯韦特”气球的空中通信系统，1只气球平台带来的经济价值甚至相当于几十个地面通信中继站。

功能多元，应用广泛：多域战场的奇兵

空中预警的“侦察兵”

高空气球进行侦察的历史由来已久。冷战时期，美国曾经针对苏联制作出一种直径近40m的“间谍气球”，吊篮内配备先进的摄像机和定位系统，能在18km的高空对苏联进行拍照侦察。2001年爆发的阿富汗战争中，英军将10m多长的气球放置在600m多高的空中，下面用钢铁缆绳固定。通过缆绳中的信号传输线，地面基站可以接收到气球上安装的摄像头和雷达捕捉到的信息，昼夜不停地对敌方进行侦听。

信息传输的“通信站”

俄罗斯PA1-720D“佩列斯韦特”气球能将质量300kg的通信设备送到3500m的高空，能在几千米高空传送大量信息，可用于超远程无线电通信、超视距无线电定位，能够将司令部命令迅速下达给部队。2021年，美军在“雷云”演习中使用了8套高空气球系统。这种气球能飞到数万米的高空，除进行光电和电子侦察外，其另一个重要作用是作为通信节点，确保信息传输通畅，甚至能为远程精确打击火力提供瞄准信息。

防空迟滞的“阻绝网”

二战时期，迫于德国空军的压力，英军借助气球的拖拽力，在其中间横连铁索，铁索下悬挂铁丝，组成一道道空中屏障。这种气球防线，让德军飞行员难以达到理想的轰炸高度，有效降低了德军轰炸效率。莫斯科保卫战期间，苏军曾将防空气球升至4500m高空并用钢缆相连，织起一张张“空中铁网”，有力阻滞了德军轰炸机的俯冲空袭。科索沃战争中，面对以美国为首的北约部队的狂轰滥炸，南联盟在用“萨姆”防空导弹和高射炮进行防御的同时，也将气球这位“老将”请了出来，在重要目标上空组成拦阻网，最终“挡”住了一些巡航导弹。

临近空间的“发射台”

随着对高空气球控制技术的不断发展，世界各国都在加大研发力度，在精准控制的基础上拓展其临近空间发射平台功能，以达成运用高空气球发射卫星而降低航天运输成本的目的。2019年，美国研发“雷古勒斯”高空气球，用于高空投放火箭来发射微小卫星，此气球能够反复升空飞行100多次，并配备用于保持稳定和指向的多台推力器，以及供长10m的三级火箭发射用的专利性滑轨系统，能将33kg的有效载荷送入550km的太阳同步轨道，或将57kg的有效载荷送入300km的圆轨道。

俄罗斯研制的PA1-720D“佩列斯韦特”气球

瞄准未来，融合创新：技术集成的新秀

如今，科技的进步给高空气球的运用打开了新大门，随着新材料、新能源、通信、人工智能等相关领域的深度融合与发展，气球平台的发展也将呈现新趋势。

系统化

紧贴作战需求，最大化拓展气球的能力。利用信息控制技术组合，形成气球平台系统，是未来的发展趋势。

目前，气球平台主要分为超大型和微小型两类。超大型气球平台主要针对国防领域的战略应用，围绕高性能、多功能等方面开展技术研究。美国海军的ZPG-3W型空中预警气球，体积超过40000m3，堪称“空中巨怪”。微小型气球平台主要针对军事战术应用，围绕小型化、集成化、低成本等方面开展技术研究。美国车载型WASP气球体积仅为70m3。

以色列Skystar系列系留气球平台包括Skystar100、Skystar110、Skystar120、Skystar180、Skystar220、Skystar250、Skystar300、Skystar330等多种款式，其中，Skystar100全系统可打包至一个或两个背包中，由单兵背负，气球直径2.8m，体积约12m3，系统总质量8kg，载荷质量2.5kg，升空高度100m，探测范围1km，目标辨识范围500m，可以拍摄高清的图片和视频；Skystar120为车载型，可用微小型战术汽车搭载。Skystar系列系留气球升空后，地面观之如同一颗砂砾。

未来，超大型、微小型气球两平台间将通过指挥控制技术手段形成优势互补，打造新的气球平台综合系统。

美国车载型WASP 气球体积仅为70m3

以色列SkyStar-120 气球可用微小型战术汽车搭载

隐身化

许多国家和军队研究发现，试验性平流层气球往往不易被防空系统发现，或常被误认为是不明飞行物，将其打造为空中武器平台的潜力巨大。高空气球的圆润外形、塑料材质、缓慢移动速度和无辐射等特点，能有效规避雷达的反射波、卫星的探测捕捉。据报道，美军近年来研发一种可潜伏在敵方纵深的气球平台，通过特型设计和喷涂吸波漆料，规避常规雷达反射波和红外成像侦察，并将这一计划付诸联合演习实践。在未来，气球平台或许也能像深海中的潜艇一样，成为令人胆寒的隐蔽杀手。

多能化

当今，灵敏的红外、微波、激光等各类遥感平台，灵活的变速、变向、变高等集成操控设备，加之人工智能技术的有机嵌入，以及多学科耦合仿真、综合性分析计算、场景化放飞试验等途径，为气球精准执行系列作战任务提供了重要技术支撑。

同时，着眼未来遂行全域作战任务，各国军队都在大力拓展气球平台的更多功能，美陆军计划打造无人机蜂群投放新平台，利用高空气球在40km高空投放隐身无人机蜂群。美国防部制定了一项技术集成演示计划，将高空气球和商业卫星结合在一起，以探测高超声速武器。