正文卷 第四百四十三章——飞升同温层的设计
目录：柯南之机械师| 作者：松平修身| 类别：其他类型
当登上飞艇的大家拿到了关于这艘飞艇的说明书之后，千羽才明白了为什么这艘飞艇能够被用于高空航行——这艘飞艇确实有轻松进入同温层的能力。
氦气的密度是0.1786克每升，而空气的密度是1.293克每升。在14000米的高度的气压约为14000帕斯卡，空气密度也就只有地面空气的七分之一不到，和氦气的密度几乎相当。也即是说，如果是正常的用于5000米左右的常规设计硬式飞艇的话，通过阿基米德原理最多只能升高到一万四千米左右的高度即无法再上升。而且考虑到气囊不可能填充飞艇的每一部分，而且还需要保有大量的剩余浮力来支撑非气囊区，所以这种飞艇在极限浮空中能接触到12000米左右的同温层底部就已经是非常难得的了。
但这艘名为珍珠树的超级飞艇采用了相当有趣的设计——其本质是由气囊吊起龙骨，龙骨吊装飞艇生活区的软式飞艇，但外面安装了一层异常庞大的硬质骨架，通过上面覆盖的一层蒙皮将内部柔软而又脆弱的气囊保护了起来。
这个设计有两个优势。
第一个是在负载方面：如果进行比较的话，飞艇有这样几部分——乘客出没的服务功能区；用于盛放氦气的气囊；用于动力保障的动力维护区；那些乘客不会出现，只有检修的时候才可能需要前往的不常用区域。硬式飞艇在所有这些区域都填充了一个标准大气压的空气，而珍珠树飞艇的非常用区并没有填充标准大气压的空气，只有和周边环境类似的稀薄大气。等于珍珠树飞艇的气囊不需要像硬式飞艇那样托起非常用区域的空气。
第二点是在提供浮力方面（事实上，这也是最重要的方面）：硬式飞艇受限于体积与形状固定问题，使得气囊本身的扩张限定在一定范围之内，而珍珠树飞艇的气囊由于完全安置在通风的外部环境下，可以随着周围的空气而扩张到相当大的程度。只要稍微利用物理公式进行些许计算，就可以发现这种设计可以在相当高的高度内让气囊自由扩张并继续提供原本只有在低空才能提供的那么多浮力。（作者：质量为4a的氦气在体积不受限制的情况下永远排开质量为29a的空气并产生25a的浮力。）
而现在，他们正在铃木次郎吉和管家的陪伴下参观着这个有趣的设计。
“这样子气囊不会被破坏吗？”不断上升电梯里，千羽对随行的工作人员问道。“难道是在外面加了什么保护装置？”
“我们在飞艇的进风口那里设置了十字进气槽，如果有什么有形的飞行物从十字上方的进风口向里撞的话，只会一头撞在下方的异物收纳槽里并在几分钟以内被直接抛出飞艇外；只有空气才会从十字左右两侧的真进风槽被送入飞艇内部。当然，除了这个十字进气槽之外，后续还有很多过滤装置，能够很有效地保证气囊的结构安全。
“这个庞大的骨架结构也是给这个气囊的膨胀所预留的吧？”柯南看着安放了大量气囊之后仍然空荡荡的飞艇内部空间，问道。
“是啊，”工作人员点头。“这个骨架给这些气囊预留了大约15倍的膨胀空间，使得气囊可以充分展开，这也使得飞艇的最高实用巡航高度达到了拥有前所未有的14000米——如果动力系统能够进一步改进，克服空气稀薄的问题的话，将来进一步改装之后理论升限甚至能达到18000米以上。”
“246米长，42.178米宽，无论是长度还是宽度都正好比当年著名的兴登堡号多一米。‘珍珠树’号无论是从任何意义上来说，都是世界最大的飞艇！”在工作人员讲解完之后，铃木次郎吉骄傲道。
“这艘飞艇的速度大概是多少？”千羽突然想起了什么，问道。
如果千羽的观察和推断没有错的话，珍珠树号这样的开放性结构意味着稀薄的大气会被珍珠树号的外壳兜住，而这会眼中增加珍珠树号的飞行负担，对珍珠树号的机动性产生相当影响。
“呃……”工作人员陷入了少有的犹豫，正打算说些什么，却被铃木次郎吉打断了。
“速度确实不是珍珠树的强项，”铃木次郎吉很坦然地说着。“毕竟这艘飞艇本身就是以飞行高度作为卖点的，为此我们牺牲了不少速度——但每小时115千米的巡航速度也足够满足基本需求了。”（作为对比数据，兴登堡号在1936年7月用不到99个小时完成了从德国法兰克福到6250千米之外的美国莱克赫斯特之间的往返，平均速度超过126千米每小时。珍珠树为了高空性能而选择了开放式布局，速度受影响是必须付出的代价。）
就在这时，电梯已经升到了顶端。随着电梯门打开，一个华丽的大厅出现在了所有人眼前。而最显眼的就是一个庞大的天文望远镜。
“不得不承认，这个大厅花了设计师很多心思，但这一切都是值得的。”铃木次郎吉骄傲地说着，带领大家走出了电梯。“毕竟地面上的天文观测无论如何也不可能有这边的效果好。”
“这么大的望远镜吗……”千羽的脸上立刻露出了惊讶的神色——这样的望远镜至少也有10吨重，对于和兴登堡号大小相仿的飞艇来说，这是相当大的负担了。”
(兴登堡号的升力是232吨，而自重是220吨，空余浮力只有12吨。）
“是啊，这可是个16吨重的大家伙，”工作人员点了点头。“当初做设计图的时候，我可是设计了很久才确保了这个大家伙不会破坏整个飞艇的稳定性呢！”
“您是这艘飞艇的设计人员吗？”毛利兰后知后觉道。
“他是总设计师，”铃木次郎吉看了一眼工作人员，笑着说道。“因为这是第一次投入实用，所以他要在飞艇上呆着，方便在一旦出现了问题之后能够迅速弥补漏洞。等到这艘大家伙飞几趟之后，他就能享受一个很舒服的假期了。”
氦气的密度是0.1786克每升，而空气的密度是1.293克每升。在14000米的高度的气压约为14000帕斯卡，空气密度也就只有地面空气的七分之一不到，和氦气的密度几乎相当。也即是说，如果是正常的用于5000米左右的常规设计硬式飞艇的话，通过阿基米德原理最多只能升高到一万四千米左右的高度即无法再上升。而且考虑到气囊不可能填充飞艇的每一部分，而且还需要保有大量的剩余浮力来支撑非气囊区，所以这种飞艇在极限浮空中能接触到12000米左右的同温层底部就已经是非常难得的了。
但这艘名为珍珠树的超级飞艇采用了相当有趣的设计——其本质是由气囊吊起龙骨，龙骨吊装飞艇生活区的软式飞艇，但外面安装了一层异常庞大的硬质骨架，通过上面覆盖的一层蒙皮将内部柔软而又脆弱的气囊保护了起来。
这个设计有两个优势。
第一个是在负载方面：如果进行比较的话，飞艇有这样几部分——乘客出没的服务功能区；用于盛放氦气的气囊；用于动力保障的动力维护区；那些乘客不会出现，只有检修的时候才可能需要前往的不常用区域。硬式飞艇在所有这些区域都填充了一个标准大气压的空气，而珍珠树飞艇的非常用区并没有填充标准大气压的空气，只有和周边环境类似的稀薄大气。等于珍珠树飞艇的气囊不需要像硬式飞艇那样托起非常用区域的空气。
第二点是在提供浮力方面（事实上，这也是最重要的方面）：硬式飞艇受限于体积与形状固定问题，使得气囊本身的扩张限定在一定范围之内，而珍珠树飞艇的气囊由于完全安置在通风的外部环境下，可以随着周围的空气而扩张到相当大的程度。只要稍微利用物理公式进行些许计算，就可以发现这种设计可以在相当高的高度内让气囊自由扩张并继续提供原本只有在低空才能提供的那么多浮力。（作者：质量为4a的氦气在体积不受限制的情况下永远排开质量为29a的空气并产生25a的浮力。）
而现在，他们正在铃木次郎吉和管家的陪伴下参观着这个有趣的设计。
“这样子气囊不会被破坏吗？”不断上升电梯里，千羽对随行的工作人员问道。“难道是在外面加了什么保护装置？”
“我们在飞艇的进风口那里设置了十字进气槽，如果有什么有形的飞行物从十字上方的进风口向里撞的话，只会一头撞在下方的异物收纳槽里并在几分钟以内被直接抛出飞艇外；只有空气才会从十字左右两侧的真进风槽被送入飞艇内部。当然，除了这个十字进气槽之外，后续还有很多过滤装置，能够很有效地保证气囊的结构安全。
“这个庞大的骨架结构也是给这个气囊的膨胀所预留的吧？”柯南看着安放了大量气囊之后仍然空荡荡的飞艇内部空间，问道。
“是啊，”工作人员点头。“这个骨架给这些气囊预留了大约15倍的膨胀空间，使得气囊可以充分展开，这也使得飞艇的最高实用巡航高度达到了拥有前所未有的14000米——如果动力系统能够进一步改进，克服空气稀薄的问题的话，将来进一步改装之后理论升限甚至能达到18000米以上。”
“246米长，42.178米宽，无论是长度还是宽度都正好比当年著名的兴登堡号多一米。‘珍珠树’号无论是从任何意义上来说，都是世界最大的飞艇！”在工作人员讲解完之后，铃木次郎吉骄傲道。
“这艘飞艇的速度大概是多少？”千羽突然想起了什么，问道。
如果千羽的观察和推断没有错的话，珍珠树号这样的开放性结构意味着稀薄的大气会被珍珠树号的外壳兜住，而这会眼中增加珍珠树号的飞行负担，对珍珠树号的机动性产生相当影响。
“呃……”工作人员陷入了少有的犹豫，正打算说些什么，却被铃木次郎吉打断了。
“速度确实不是珍珠树的强项，”铃木次郎吉很坦然地说着。“毕竟这艘飞艇本身就是以飞行高度作为卖点的，为此我们牺牲了不少速度——但每小时115千米的巡航速度也足够满足基本需求了。”（作为对比数据，兴登堡号在1936年7月用不到99个小时完成了从德国法兰克福到6250千米之外的美国莱克赫斯特之间的往返，平均速度超过126千米每小时。珍珠树为了高空性能而选择了开放式布局，速度受影响是必须付出的代价。）
就在这时，电梯已经升到了顶端。随着电梯门打开，一个华丽的大厅出现在了所有人眼前。而最显眼的就是一个庞大的天文望远镜。
“不得不承认，这个大厅花了设计师很多心思，但这一切都是值得的。”铃木次郎吉骄傲地说着，带领大家走出了电梯。“毕竟地面上的天文观测无论如何也不可能有这边的效果好。”
“这么大的望远镜吗……”千羽的脸上立刻露出了惊讶的神色——这样的望远镜至少也有10吨重，对于和兴登堡号大小相仿的飞艇来说，这是相当大的负担了。”
(兴登堡号的升力是232吨，而自重是220吨，空余浮力只有12吨。）
“是啊，这可是个16吨重的大家伙，”工作人员点了点头。“当初做设计图的时候，我可是设计了很久才确保了这个大家伙不会破坏整个飞艇的稳定性呢！”
“您是这艘飞艇的设计人员吗？”毛利兰后知后觉道。
“他是总设计师，”铃木次郎吉看了一眼工作人员，笑着说道。“因为这是第一次投入实用，所以他要在飞艇上呆着，方便在一旦出现了问题之后能够迅速弥补漏洞。等到这艘大家伙飞几趟之后，他就能享受一个很舒服的假期了。”
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