电动飞艇 1883–1884
200 家参展商在巴黎国际电力展上展示了他们的发电机、电动机、电池及电池部件。是哪一年呢？1881 年。不是 1981 年，而是 1881 年。
19 世纪充满了发明。我们来看看其中的一些：
1859 年——普朗特发明了可充电电池。他的发明以 12 V 汽车电池的形式延续至今。
1873 年——西门子制造出第一台具有商业实用性的发电机，它同时也可以作为电动机工作。
1879 年——西门子造出一台小型电力机车，可以牵引 3 节车厢，每节车厢可坐 6 人。
1880 年——特鲁韦改进了西门子电机的效率。
1881 年——特鲁韦发明了电动三轮车以及船用电动舷外机。
因此，最早的娱乐交通工具是由古斯塔夫·特鲁韦制造的，而且这些交通工具是电动的。化石煤被用来驱动蒸汽机，但化石石油当时还未投入使用。
从 1881 年这幅讽刺画中我们可以看到，蒸汽之王和煤炭之王对这个被命名为“电力”的初生婴儿感到不安：
1881 年 5 月 26 日，在巴黎塞纳河上看到特鲁韦的电动船之后，加斯东·蒂桑迪耶萌生了制造配备电动机的飞艇的想法。蒂桑迪耶驾驶热气球已超过十年，于是他毫不耽搁，在 1881 年 6 月 9 日就为“电力在航空航行中的应用”申请了专利。蒂桑迪耶还开始为即将到来的电力展制作一艘长 4 米的梦想飞艇比例模型。
巴黎的1881 年国际电力展是人类历史上推动电力实用化的最重要事件。展览每天开放，持续 4 个月。本次活动最耀眼的明星是电灯，这也是展览从清晨一直开放到深夜的原因。
“入夜之后，展览将呈现出仙境般的景象；那将是真正令人眼花缭乱的灯光表演。公众对在这座建筑物中汇聚的所有科学奇迹百看不厌、乐于研究与赞叹，人们完全可以称这里为‘电力的殿堂’。”——《La Nature》杂志，1881-08-20
用于发电的装置被称为“machine”（顺便说一下，“machine”是法语词）。当一个电力来源接入这台 machine 时，它就被称为 motor。1881 年，人们主要关注的是利用这些 machine 来发电。展览上展出了不同类型的 machine：带永磁体的直流 machine、带永磁体的交流 machine，以及带电磁体的直流 machine（带电磁体的交流电动机则在几年后的 1888 年由尼古拉·特斯拉申请了专利）。
展览上一件独特的展品是蒂桑迪耶未来电动飞艇的模型。这一巨大模型仅用 2 个月就建成了。模型配备了可充电的普朗特电池。由特鲁韦制造的小型电动机仅重 220 克。
蒂桑迪耶计算认为，如果飞艇尺寸是模型的 10 倍，就可以搭载数名乘客。
维克多·雨果在 79 岁高龄参观 1881 年电力展后写道：
“那一天即将到来，地球表面将被设计为储存太阳热量；/-/这些热量转化为电力后，将被输送到世界各地，在夜晚照亮公共街道、驱动机器、牵引机车。/-/ 未来将是辉煌的、公正的、解放的。它将既美好又善良。你们这些年轻人将会看到这些奇迹。至于我，我将看不到它们，但我知道它们一定会到来。”
“在所有自然力中，成本最低、分布最均匀的是风力，然而它也是最被忽视的一种力量。”——《La Nature》杂志，1883-07-14
在化石石油时代到来之前，工程师们刚刚开始找到利用太阳和风能量的思路。甚至在汽车被发明之前，一艘配备电动机的飞艇就已经问世了！
蒂桑迪耶兄弟没有时间和资金建造飞艇机库，因此不得不在露天搭建飞艇的大型部件。飞艇的尺寸由蒂桑迪耶在巴黎的土地面积决定。从平面图可以看出，飞艇原计划长度为 27 米：
加斯东·蒂桑迪耶负责制造电动机、电池以及为气球生产氢气的装置，而他的兄弟阿尔贝·蒂桑迪耶则专注于飞艇本体的建造。
1882 年，加斯东·蒂桑迪耶订购制造一组既功率强大又重量轻的电池组。当时这意味着约 5 kWh 的电池组重量为 180 kg。锌板和碳板交替放置在硬橡胶制成的电池槽内。电流由一种液体产生，这种液体由水、硫酸（H2SO4）和重铬酸钾（K2Cr2O7）组成。
根据加斯东·蒂桑迪耶的委托，西门子在巴黎制造了一台轻量电动机。这台新电机重 55 kg。在电池组最大输出功率 1.8 kW（40 V、45 A）时，电机能够输出 1 kW 功率。电机效率为 55%（作为对比，现代电动机的效率约为 95%）。
电动机通过 1:10 的齿轮减速比驱动螺旋桨。在最大转速 1800 rpm 时，螺旋桨以 180 rpm 的速度旋转。直径为 2.85 米的螺旋桨重量为 7 kg。
最初为了测试使用了 24 块独立电池，后来为了节省吊舱空间，改为组装成四块 6 节电池。一个旋转开关可以选择使用 6、12、18 或 24 节电池，从而获得 4 种不同的螺旋桨转速。
计算表明，飞艇的最高速度不会超过 15 km/h。只有在风平浪静的天气里，风速才会低于这一数值。1883 年 1 月，加斯东·蒂桑迪耶在《La Nature》杂志上写道，如果资金允许，他们将建造一艘可以搭载 5 kW 电机的更大型气球。法国陆军悄悄记下了这条信息。
当蒂桑迪耶兄弟的飞艇完工时，长度达 28 米。充满氢气的 1060 m3 气囊具有 1250 kg 的浮力。为了让首次试飞更容易，人们决定将起飞重量控制在比浮力低 10 kg 的 1240 kg。飞艇重量为 704 kg，其中包括电动机和电池。兄弟二人及随身携带的仪器总重 150 kg。这样就剩下 386 kg 用作可抛载重。可抛载重用于调节上升；为了下降，则要从气囊中放出部分氢气。
1883 年 10 月 8 日，重要的一天到来了。观众聚集在蒂桑迪耶家的院子里，目睹世界上第一艘电力驱动飞艇的升空。它由加斯东·蒂桑迪耶（1843–1899）和阿尔贝·蒂桑迪耶（1839–1906）共同驾驶。
在最大每分钟 180 转的螺旋桨转速下，这艘飞艇可以顶住 3 m/s（10 km/h）的风速。后来风力增强，把飞艇一路吹走，已经不可能再飞回出发地。他们在巴黎郊外降落。这使人们非常清楚地认识到：飞艇需要更强大的动力。
法国陆军上尉雷纳尔和克雷布斯密切关注蒂桑迪耶兄弟在建造电动飞艇过程中获得的经验。基于这些信息，他们为法国军队秘密建造了一艘电动飞艇。军用气球基地沙莱－默东（Chalais-Meudon）距蒂桑迪耶兄弟在巴黎的作坊只有 6.5 公里。
电池组件被军方保密。仅透露电池被分成四组，可以并联连接以获得更长的航程，或串联连接以获得更高的速度。在电池组输出最大 8.2 kW 时，电机功率为 5.7 kW，因此电机效率为 70%。
在最大功率下，直径 7 m 的螺旋桨以每分钟 46 转的速度转动。
雷纳尔－克雷布斯飞艇是第一种在前方安装螺旋桨的飞行器。甚至连第一架飞机——莱特兄弟 1903 年的“飞行者号”（Flyer）——也没有把螺旋桨装在前面。
雷纳尔－克雷布斯飞艇“La France”（法兰西号）的体积几乎是蒂桑迪耶飞艇的两倍。气囊长 50 m，1864 m3 氢气提供了约 2100 kg 的浮力。
在 8 月 8 日的处女航中，1884 年，雷纳尔和克雷布斯驾驶他们的电动飞艇成功返回基地。经过几次前进和后退的机动——笨拙得像一艘汽船——他们在默东的 Y 型机库附近着陆，这艘飞艇就是在那里建造的（机库至今仍在，见 https://hangar-y.com）。这是人类历史上第一次完全受控的飞行。
“法兰西号”飞艇在 1884–1885 年间进行了多次试飞。雷纳尔－克雷布斯设计的薄弱之处在于螺旋桨在着陆时可能会受损。
“当科学利益攸关时，个人恩怨必须消失，而我们将永远为模仿者的成功鼓掌。” —加斯东·蒂桑迪耶（摘自其著作《Mes ascensions, 1868-1888》）
19 世纪 80 年代初，是人类历史上某个被祝福的时刻，因为未来看起来属于电气化。接着，使用化石燃料驱动的发动机登场了。1885 年，本茨和戴姆勒－迈巴赫的液体燃料内燃机都已经可以投入实际应用。
要理解事情后来有多偏离正轨—作家卡尔·奥古斯特·欣德雷在 1927 年写到新鲜空气时说，它“在巴黎的汽油味和烟雾之后，闻起来像天堂一般”。一百年后的今天，人们仍在毫无必要地制造过量的 CO2。
化石燃料产业与清洁电力的对比，就像拖网渔船和农民必须在同样的规则下竞争：前者只是肆意掠夺自然，后者则辛勤劳作，为的是把这个星球留给我们的子孙后代。
我们应该热爱电力，我们应该支持这个拯救世界的孩子！