zt 地效飞行器(超级组图)

《现代军事》杂志供中华网稿件 2005
　　
地效飞行器 [ 一 ] ：填补运输效率的黄金空白


填补运输效率的黄金空白 —— 地面效应原理与地效飞行器
中国科学院院士、中国工程院院士、中国航空工业第一集团公司科技委副主任：顾诵芬
中国科学院院士、中国力学学会会长：崔尔杰

　　运输效率是衡量一切交通运输工具优劣的重要指标。现代运载器 —— 车、船、飞机等，正朝着快速、安全、舒适、经济及大运载量方向发展。




运输效率与速度的变化有一个自然规律：速度小的时候运输能力相对要强，也就是说，在同样的拉力下，拉动的重量要多得多。在 1950 年，钱学森的老师冯 . 卡门 (Von Karman) 教授与意大利人加布里尔 (G. Gabrielli) 一起，在统计了当时各种运载器的特征数据后，找出了运输效率 K=G ／ W 随运行速度 V 的关系，即对运载器要求高的速度又有一定的高运载效率是有个技术限度的。在下中，低端是火车，高端是超音速客机，运输效率随速度变化呈一条直线，即图中的斜线。这是一条极限曲线。




从图中可以看到，火车在 100 千米 / 小时的速度时，空气阻力很小，只需要克服铁轨的摩擦力就够了， 100 千克的拉力可以拉动 10000 千克的重量；而超音速客机 “ 协和号 ” 飞到 2000 千米 / 小时， 100 千克的拉力只能拉动 600~700 千克的重量。这是客观规律。因为速度大了以后，空气阻力增加得非常快，会消耗很多的能量。从图中还可以看到，当 V=100 千米 / 小时左右，无论水翼船和气垫船的运输效率 K 都不到 10 ，而冯卡门 - 加布里尔曲线 K 表示它们应该可以达到 150 以上，之所以达不到的原因是这类船没有离开水，而水的阻力是随速度的平方在增加，而且水的密度又是空气密度的 800 倍，因此船的最高速度很难超过 150 千米／小时。怎样才能进一步提高船的航行速度和运载被率 K ，这是各国科学家所特别关注的。
 
　　随着现代科学技术的不断进步，这条曲线可能平移 K.V=15000 是 1995 年的水平， K.V=20000 是美国航空航天局（ NASA ）预测的 2l 世纪水平。人们注意到，在速度为 300-500 千米 / 小时，运载效率 K 为 15-30 靠近极限曲线这一区间，在地效飞行器问世之前，是一大片空白。
 
　　为什么要搞地效飞行器？是因为在这个区间，原有的运输工具效率都比较低，水上飞机 K=8-10 ， 100 千克拉力有可能拉动 1000 千克重量；轻型飞机 K=12 ，有可能拉动 1500 千克重量；特别是直升飞机， 100 千克拉力最多拉动 300 千克重量，都离极限曲线很远。而地效飞行器因为充分利用了地效的增升作用， 100 千克拉力有可能拉动 3000 千克重量，达到了 K=25 以上，接近了极限曲线的边界。由此可见，地效飞行器高速高装载量的运输潜力很大，有望达到极其有效的运输效率。





早在 20 世纪初，空气动力学家就发现了飞行器在靠近地面飞行时，因地面影响减少了流经机翼的下洗，因而能增加升力、减少诱导阻力，使飞机能得到比空中飞行更高的升阻比 L/D 。其中 L 为能举起飞行器的力，也就是飞行器重量， D 为飞行器在该飞行速度的阻力。因此， L/D 也表征了飞行器的运载效率 K 。这一现象被称为 “ 地面效应 ” 。

　　 1932 年，德国人在北海飞道尼尔 DO-X 水上飞机时，发现贴近海面飞行时的耗油率要比在空中飞行时低。 20 世纪 60 年代，苏联著名设计师阿列克谢耶夫 (R.E.Alexeyev) 首先提出，要使船的航行速度突破 l50 千米 / 小时的屏障只有将船飞离水面，离水后能达到高的运载效率。

　　地面效应的强弱取决于机翼离地高度 h 与机翼弦长 b 之比。一种典型机翼，远离地面，即 ≥0 4 时，升阻比 K 为 25 ；但近地面，即 =0.1 时，则 K=50 。这表明飞行器若贴地面或水面飞行，运载效率 K 将比空中飞行时高一倍。阿列克谢耶夫正是利用这个原理设计了一系列的地效飞行器，其运载效率 K 远高于同样飞行速度 V=300 千米 / 时的直升机。一般，直升机因为要保证垂直起降，气动阻力很大， K 不到 3 ，固此不可能有高的运载效率。水上飞机和轻型飞机由于不能利用地面效应，气动阻力也较大。而地效飞行器利用了地而效应，使运载效率 K 大大提高到接近冯卡门 - 加布里尔曲线的边界 K=30 ，因此效率是很高的。如果地效飞行器设计成组合式机翼，即主翼用大弦长、小展弦比形式，再加上小弦长、大展弦比外翼，就有可能突破冯卡门 - 加布里尔曲线，上升到更高水平即 K=70 以上。
 
　　地效飞行器在水上飞行时还有一个抗浪的问题，必须飞过浪尖。为了能飞过浪尖，对浪大的地区就必须飞得高。如在 4-5 级海情，浪高 2.5 米的情况下，地效飞行器的弦长最好要 15 米以上，这样的地效飞行器将重 500 吨左右。因此，为了在海浪中全天候飞行，地效飞行器必须做大。

由于地效飞行器贴近海面飞行有较高的运载效率，因此无论军用民用都有广阔的前景。俄罗斯的一些研究单位，曾对不同情况下地效飞行器的使用、维护、经济性和可靠性等广泛的问题进行了研究，证实了将地效飞行器用于海上作战、运送兵员、作为导弹发射平台和用于反潜目的征技术上和经济上的突出优势。





    一是快速机动。 400 吨级地效飞行器的速度为 500 千米 / 时，约为一般船舶速度的 10 倍，能出敌预料地从任何方向到达 1000 千米作战半径内的任何地点，完成突击性任务。地效飞行器在距离水面 1-5 米的高度飞行，能超越水平障碍实施机动，在海上自由起降，对气象条件和岸上设施的依赖性小，战时可多点多方向对敌舰船和濒海目标实施攻击，其航行速度接近导弹初速，更易于导弹的发射。

　二是装载盘大。 400 吨级地效飞行器的有效载量可达 60 吨以上，具有充分的发展空间。目前一次可装载 500~640 人或 3 辆两栖装甲突击车，亦可装载相应重量的综合电子战装备，以及军械、后勤供应等备类保障物资，成为海上 ( 水上 ) 超过我国现有最大运输机的大承载量的高速平台。

　三是隐蔽性高。地效飞行器掠海飞行，长时间处于岸基雷达、舰载雷达和潜艇声纳的盲区，只有在非常接近敌方目标时，才有可能被探测到。其贴近水面的飞行高度还将致使敌方的杀伤概率大为降低。
　　
     四是安全性好。地效飞行器不直接承受海浪的颠簸，也不会遭遇大气紊流的干扰，适于武器的运载和发射；地效飞行器即使发生故障，也可随时方便地降落水面，不会造成严重的安全事故。
 
　 五是经济性好。地效飞行器借助 “ 地 ( 水 ) 面效应 ” ，气动数率高；制造尽量采用船舶设备和生产工艺，成本仅为同级飞机的 50 ％左右，且不需建设机场和跑道，可节省大量的土地占用和场站设施建设费；使用维护便捷，运营费用要是显著低于飞机。超大型的地效飞行器因为装载能力大航行速度高、运载效率高，特别适合用作远程投送。

　　美国正在研制的 “ 鹈鹕 ” 地效飞行器，长 152 米，翼展 109 米，有效载重 1270 吨，作为军事应用可运送 17 辆坦克。海上飞高一般不超过 6 米，陆地上飞行高度可达 6000 米，海上航程超过 1 万千米。对于民用则可做成载客 2000 人的越洋运输艇。俄罗斯从 20 世纪 80 年代开始研制 “ 别 -2500 超重两栖地效飞机 ” ，它体型巨大，翼展达 156 米，有效载重为 700 吨，最大航速可达 800 千米 / 小时。专家们断言：这类超大型地效飞行器，将主要用于越洋航线，并可用于科学考察任务，尤其适合海洋探索，在未来的海上基地间运送设备和补给。这种超大型地效飞行器，由干没有起飞爬高等过程，因此飞行周转快，也可作中、短程航班使用。

　　地效飞行器的空气动力学原理

　　空气动力地效飞行器 ( 如地效飞机冲翼艇、依靠地而效应进行远距离飞行的飞机等 ) 获得所需要的升力，除了借助飞机机翼获得升力的一般原理外，还巧妙地利用了地面效应原理。当有翼飞行器在做近地 ( 高度小于两倍翼弦长度 ) 的水平飞行时，其气动特性与在中高空飞行时是不一样的。由于地面的存在，改变了气流的下洗场和流速，在离地表很近的带有端板的机翼下方，形成气流的 “ 堵塞 ” ，减小了流速，使上下翼面间的压力差加大，从而提高了机翼升力、降低了诱导阻力增大了飞机的升阻比。实验证明，这种飞行器在贴近地面 ( 或水面 ) 飞行时的升阻比要比在高空时增加许多，其所需的推进功率较小。设计良好的地效飞机，其油耗可节省大约一半，有效载重系数比普通飞机高 25 ％～ 50 ％以上，航程可增加 50 ％左右。

　　空气动力地效飞行器的外形与普通飞机有许多相像之处，但也有不同的地方。它们多数是按照在水面上空的飞行条件设计的，采用船形机身以方便在海上或湖上起飞、降落和滑行；机翼的展弦比一般比较小 ( 约为 1.2 ～ 2) 且位置较低；在翼尖的下方设置有端板或浮筒，用以减小翼面下方高压空气的外泄，水平尾翼的位置往往比较高，以避开机翼尾流的不利干扰并减少地面教应对纵向操稳特性的影响；为提高操纵效率，其水平尾翼的翼展比较大。

　　中大型空气动力地效飞行器的速度较快 ( 可达 500~550 千米 / 小时 ) ；越障、抗浪能力和适航性好 ( 在浪高 l.5 米以下时飞行稳定，浪高超过 1.5 米时仍能飞行 ) 。它们一般在 “ 有利地效区 ”( 相当于翼展 0.05 ～ 0.2 的高度 ) 上飞行，但某些机型在载重量较小的情况下，也可以短时间爬升到几百米的高度，其缺点是载重系数比空气静力地效飞行器要低一些，而且难以像空气静力地效飞行器，如气垫船，那样 “ 悬浮 ” 在空中并灵活转弯。





如果在机翼前方安装喷气发动机或螺旋桨，并将部分喷流或螺旋桨滑流直接排放到机翼下部，则地面效应的作用会更明显，增升效果也更好。采用了动力补压 ( 亦称动力增升 ) 技术的这种地效飞行器，在主翼前方设置有 2 台以上的动力装置。起降或飞行过程中，其主翼上的前缘襟翼、后缘襟翼向下偏转，从而与机翼、机身和翼尖端扳 ( 或浮筒 ) 等构成一个半封闭的气垫室。由前置发动机或机翼前面的螺旋桨、风扇等，向气垫室内供气，产生气垫压力，可大大增加上下翼面之间的压力差，提高起降或飞行时的升力，降低起降速度。某些型号的地效飞机，由于动力增升装置的功率大，气垫室的密闭效果好，形成的气垫压力高，可在零航速的情况下将机体托起。

　　采用动力补压技术的地效飞行器，综合了空气动力地效飞行器与空气静力地效飞行器的优点，工作原理介于两者之间。它能像全垫升气垫船一样，以很低的航速自行登陆和下水。其操纵特性良好，能自如地悬停实现无坡度急转弯，甚至就地回转。这种混合型的航空器一般被称为动力气垫型地效飞行器。
　　以螺旋桨发动机为动力的小型冲翼艇、气垫艇等动力气垫型地效飞行器，只适宜在地效区内飞行，一般不具备爬高飞离地效区的能力。躲避障碍物时，主要采取水平机动的方式。主要以喷气式发动机为动力的中大型地效飞行器由于动力强劲，可在短时间内跃升几十米至上百米的高度。但由于它们的主翼展弦比小，离开地 ( 水 ) 面后气动效率变得很差，往往只能在避障、发动突击等特殊情况下短时间使用。
　　采用大展弦比机翼的巨型空气动力地效飞行器，实际上是可依靠地面效应进行远距离飞行的飞机，其使用灵活性很大，但利用地效的能力稍弱一些。美国波音公司正在研究开发的 “ 鹈鹕 ” 就是这样一种飞行器。

　　地效飞机的速度比船只快得多，而且能贴近地 ( 海 ) 面飞行，因而隐蔽性较好，不易被舰载武器和地面防空火力击中。上述特点使它具有极大的军事价值。
　　 ( 傅前哨 )


地效飞行器 [ 二 ] ：俄罗斯及我国地效飞行器发展

俄罗斯及我国地效飞行器的发展

陈东 高飞 王晓东

　　 近年来， “ 地效飞行器 ” 这个原本陌生的字眼，越来越频繁地出现在各种军事报告和报纸杂志中：美国披露了有效载重 1270 吨的 “ 鹈鹕 ” 地效飞行器；俄罗斯重新启用了冷战时期的秘密武器 ——“ 雌鹞 ” 地效飞行器 ( 一种导弹发射平台 ) ；中国也加快了地效飞行器的发展步伐。




时钟拨回到上世纪 60 年代末。当时美国的 “ 锁限 ” 照相侦察卫星发现，前苏联正在里海试验一种十分奇怪的飞行器。它样子像飞机，但飞行过程贴近海面，飞行速度快、载重量大。美军情报官员对这种飞行器百思不得其解，只好称其为 “ 里海怪物 ” 。这一神秘的庞然大物一时轰动了全世界 ……





苏 / 俄的地效飞行器

　　所谓的 “ 里海怪物 ” ，其实是前苏联的一种大型军用地效飞行器。前苏联十分重视发展地效飞行器，加之有里海、黑海等内海、大湖作为理想的试飞场所，因此在地效飞行器的设计、制造方面一直处于世界领先地位，先后研制出 20 余种型号的地效飞行器，其中 “ 小鹰 ” 、 “ 雌鹞 ” 等型号已经编入部队使用。俄罗斯装备部队的所有地效飞行器均出自同一家权威设计局。我们曾有幸参观过该设计局。深感这是一支功勋卓著、水平超群的优秀技术队伍，仅红旗勋章和列宁勋章获得者就有十八名之多。老局长阿列克谢耶夫亲自担任了 “ 里海怪物 ” 和 “ 小鹰 ” 地效飞行器的总设计师。





基于地效飞行器既是飞机和船舶技术的结合，又与一般观念的飞机或船舶有重大差异的特点，阿列克谢耶夫大胆地突破飞机和船舶设计的常规道路：没有沿用传统飞行器首先采用大量风洞试验的方法，避开了漫长的试验过程和昂贵的试验经费；也没有按照船舶设计模式先在试验水池中进行水动力和船体试验，而是创造性地采用大量制作并研究各类缩比模型在开放水面实地检测试验的办法，摸索出地效飞行器独特的气水动力布局，解决了地效飞行器在气水介质之间复杂的近地飞行环境中的稳定性这一关键技术，发明了高平尾、首部前置发动机气流垫升的地效飞行器布局外型。
 
　　美、苏在地效飞行器领域的起步时间相差不多，竞争是在极端保密的条件下分别进行的。 1964 年，美国威柯里公司的样机在试飞时发生事故，研究工作中止。西岸公司的缩比样机开始试飞时，究然升高后坠毁。据俄罗斯专家的事后分析，事故原因是由于在某些飞行状态下的不稳定所造成，而这正是地效飞行器独特的关键技术之一。由阿列克谢耶夫领导的前苏联的权威技术专家们，却突破了一系列技术难关。 1966 年，苏联秘密建成了称为 “KM” 的大型地效飞行器 l ： l 样机，并被运至里海基地开始试验。它就是 “ 里海怪物 ” ，长 100 米、重 544 吨，可乘载 1000 名武装士兵。





      80 年代，第一架专为军事目的而设计的 “ 小鹰 ” 号地效飞行器 ( 见图 ) 问世。它最大起飞重量 l50 吨，巡航时速 400 千米，共生产了 5 架，其中 2 架用作原型机试验， 3 架用于作战目的，分别于 1979 年、 1981 年和 1983 年交付海军使用。 10 多年间， “ 小鹰 ” 在开阔海域进行过 400 多次飞行，在 l.5-2.5 米海浪下完成了 500 多个起降，飞行里程超过 30 万千米。试验显示出 “ 小鹰 ” 良好的使用性能，证明它是一种非常有效的海上兵器，既可用于作战也可用于运输。

　　地效飞行器的另一个重要军事用途，就是作为导弹武器的运输和发射平台。前苏联 / 俄罗斯为此设计和建造了排水量 450 吨，巡航时速 550 千米的 “ 雌鹞 ” 号地效飞行器。它可以装载 6 枚导弹和配套的发射、电子设备，在高航速下对海上目标实施导弹攻击。第一架 “ 雌鹞 ” 已于 1989 年交付海军使用，飞行试验里程超过 50000 千米，完成了在 3 米浪高下的起降试验，证实了其设计理念完全满足军事应用要求。




      地效飞行器还可用干海上救援，能够快速反应，及时到达出事地点，而且能够在水上降落、展开救生。俄罗斯在建的 “ 救生者 ” 海上救护地效飞行器卜，装有全套医疗设备如手术室、康复室及烧伤中心，可设 150 张病床、载 500 名轻伤员，或承载 700-800 人等待援助。此外，地效飞行器还可用于海上搜索和反潜作战，其搜索效率远远超过其他任何海上飞行器。

      至此，前苏联的专家已经较充分地掌握了地效飞行器的技术基础，具备了建造各种类型地效飞行器的实力。其间，阿列克谢耶夫为了解决民用飞机燃油效率低、售价和运营费用昂贵的问题，曾正式向苏共中央委员会报告建造民用地效飞行器的计划。但出于 “ 作为秘密打击武器的地效飞行器必须严格保密、防止随着商品出售使得技术流失 ” 的军备竞赛原因而被当局严厉禁止。





      直到冷战结束、苏联解体后，地效飞行器才被掀开神秘面纱。美国远景规划局曾斥资 500 万美元，组织了一个包括航空、船舶、电子、材料以及战略研究等各行专家在内的庞大考察团，不惜手段对俄罗斯地效飞行器进行多方考察，写出了长达几百万字的考察分析报告；此后美国防部又派出代表团赴俄谈判购买地效飞行器技术。俄罗斯人出于可以理解的原固，尽管自己因财政拮据已冻结了地效飞行器的研制和生产，却开出天价吓退了美国防部代表团。此外，德国，英国、日本、澳大利亚等国也在关注着地效飞行器这一新兴的技术领域。




我国的地效飞行器

　　从上世纪 70 年代起，我国航空、船舶战线的科技人员便开始了对地效飞行器技术持续多年的跟踪与研究。经过数十年的努力，解决了地效飞行器的一系列关键技术，在地效飞行器的组合翼式总体布局、稳定性设计、水动力布局、水撬 - 缓冲技术、动力增升技术，外载荷预报技术、结构设计准则、设计标准化、新材料研制等方面都取得了突破和较大进展。目前，我国已经形成了具有自主知识产权的地效飞行器设计技术，先后研制出若干种小型地效飞行器。通过这些型号的设计、制造，在湖泊、内河和海上的试验，以及在太湖的长期运营，积累了较为丰富的经验，形成了数支研制设计队伍。比较有代表性的成果是：




      中国船舶 702 所研制的 “ 信天翁 ” 小型试验样机，曾获 “ 尤里卡 ” 世界发明博览会最高奖。 “ 信天翁 3” 起飞重量 4300 千克，速度 144 千米 / 小时，装备 2 台航空活塞发动机， 1997 年在广西北海海面试飞成功。 “ 信天翁 4” 起飞重量为 6700 千克，速度为 130 ～ 150 千米／小时，装用 2 台进口航空涡轮螺旋桨发动机，从 1999 年起在长江和青岛海面进行了试飞。
 
　　由中国船舶 708 所研制的 “ 天鹅 ” 小型试验样机，起飞重量 7500 千克，速度 130 千米／小时，装有 3 台发动机。由于把气垫技术与地效翼技术结合起来，使其具有低速排水航行、中速气垫航行和高速离水航行的多航态运营性。 1997 年曾在上海的淀山湖进行过掠水航行演示。




      中国科技开发院和航空 605 所，航天 701 所共同组建地效飞行器开发中心，开发出我国第一代实用型小型地效飞行器 “ 天翼一型 ” 。该地效飞行器起飞重量 4800 千克，速度 180 千米 / 小时，装有 2 台进口航空活塞发动机， 1998 年研制试飞成功。英国权威航空杂志《国际飞行》认为， “ 中国由此成为世界上地效飞行器的主要开发国之一。 ”1999 年， “ 天翼一型 ” 通过了中国船级社的人级船检，完成了全部市场准入手续，在我国太湖投入运营，被来自世界各地的地效飞行器专家誉为 “ 世界第一个地效飞行器的商业运营基地 ” 。几年来已经进行了数千小时的客运飞行，安全运载国内外旅客几万人次。





      中、俄联合开发的 “ 海豚 ” 地效飞行器，集中了中、俄双方已有地效飞行器的优点，具有最优化的性能价格比。目前已完成了初步设计，通过了风洞试验、水池试验、开放水面的模型拖曳试验，获取到大量宝贵的技术数据，形成的技术文件与图纸数百份，取得了重要的阶段性成果。 “ 海豚 ” 地效飞行器可依据定货方的要求制造出 3 种型号：一是全客型，可搭乘 640 人，约为 “ 波音 747” 客机载客最的 l.5 倍，而价格仅为它的一半；二是客货型 ( 即 “ 海豚 K”) ，上层载客 320 人、下层载货 360 吨；三是车客型，载客 180 人，加 26 辆小型车、一辆中型车。 “ 海豚 ” 经过改装可适于缉私、巡逻、救护等专项用途，以匣登陆、发射导弹、运输、救援、布雷排雷等军事用途。





      2002 年，中国从事地效飞行器研制的 38 个单位、 60 多名专家领导，及所有的地效飞行器总设计师，齐聚太湖地效飞行器商业运营基地召开联谊学术会，共商中国地效飞行器发展大计。 2004 年，顾诵芬、孙家栋、崔尔杰、陆建勋、童志鹏、朱森元等六位中国科学院、中国工程院院士联名疾呼：地效飞行器的研制和发展，是我军武器装备和我国运输产业，在世界范围内抢占 “ 第五界面 ” 及低空海上飞行技术领域的历史性机遇。如果把握得当，有可能在进一领域率先引发一次技术革命，促进航海业发生重大变革。





      不久前，军内外 40 多位专家经过充分论证得出结论：地效飞行器集飞机与舰船之长，是一种新概念武器装备，在未来战争中可大量运用并引发海上作战方式的重大变革。若由军事需求牵引高科技推动，跨越式发展我国军用地效飞行器，可推动我新军事变革的进程、提高我军的海上快速机动能力。




地效飞行器 [ 三 ] ：透析地效飞行器的战略价值

地效飞行器何以东山再起 —— 透析地效飞行器的战略价值
薛翔

　　未来的海空战场谁领风骚？这是一个很难回答的问题。但可以肯定地说，地效飞行器的特殊战略功能，决定了它在现代武器系统中的突出位置以及在未来战争中的重要作用。它的特殊性就是利用 “ 地面效应 ” 在水面上超低空高速飞行，起降距离短、对场地要求低，不受风浪，潮汐和雷区的影响。它既可以作为超越奔袭的投送工具，也可以装配武器系统用于低空突击，还可以遂行多种支援和作战保障任务。可以说，地效飞行器蕴含进攻、投送和威慑等多种作战功能，有着不可替代的优长和作为 “ 杀手锏 ” 武器的发展价值。




战略地位：在历经曲折后重新崛起

　　在 20 世纪 60 年代，苏联的地效飞行器曾令美国震惊。当时的美国人不知道这是一种什么新式武器，而称之为 “ 里海怪物 ” 。事实上，苏联也确实将其作为对抗美国的一种新型战略武器投入发展。但在 20 世纪下半叶，地效飞行器却一度被打人了 “ 冷宫 ” ，连技术先进的苏联也将地效飞行器的发展搁置起来。

　　可以说，半个多世纪以来，地效飞行器的发展走过了一段极为曲折的历程。 1932 年，芬兰工程师卡奥尔诸首次进行地效飞行器模型的试验，随后，包括瑞典、德国、瑞士在内的多国纷纷开始研制。 1957 年，苏联首先研制成功世界上第一架地效飞行器，后来又研制了 “ONNMO 一 2” 、 “ 河上客车 ” 、 “ 小鹰 ” 等多种机型。美国在里海首次发现苏联地效飞行器并揭开其而纱之后，千方百计地对其进行技术侦察并自己加速研制，很快也造出了 “ 哥伦比亚 ” 号， “ 加林顿 ” 号等样机。然而， 20 世纪下半叶，由于海上斗争较之核对抗、信包争夺和空中斗争相对沉寂，因而，以海上斗争见长的地效飞行器未能成为军事领域的主要角色。加之其发展过程中确实也遇到了一系列技术难题，于是，在一些国家缩小武器装备建设规模的过程中，地效飞行器等 “ 难点项目 ” 相继下马，其在全球范围内的发展步伐减缓下来。
 
　　随着科学技术的迅猛发展，全面发展地效飞行器的技术条件日趋成熟。同时，各国军方对快速投送和机动作战提出了新的需求，具有 8 倍于舰船时速、具备超平面投送和作战能力的地效飞行器再次为各国所重视，成为世界军事领域关注的焦点，美、俄等国更是将其作为军事竞争的又一新型手段。





      目前，能罗斯全面继承了苏联 “ 小鹰 ” 、 “ 雌鹞 ” 等地效飞行器的研制成果，在地效飞行器技术上处于明显的领先地位。虽然在 90 年代初期，由于经济因素制约，俄地效飞行器的发展曾一度面临困难；但近年来，随着俄罗斯经济的复苏以及对地效飞行器战略作用的重新定位，能总统普京要求重新启动研制工作，并制订了新的地效飞行器发展计划。美国一直认为，地效飞行器是解决危机的重要力量。虽然由于关键技术受限，发展进程缓慢，但近年来，随着技术难点的逐步解决，美国在该领域的发展逐步加速。可以说，俄、美在地效飞行器领域的竞争，如同在其他军事领域一样，已渐趋白热化。
　　攻防作战：未来海空战场的 “ 杀手铜 ”

　　从地效飞行器的作战功能看，无论是突击海上目标还是低空进袭纵深目标，无论是作为 “ 硬打击 ” 手段还是作为 “ 软杀伤 ”( 电子干扰 ) 平台，都有不可替代的作用。

　　在未来战场上，地放飞行器很可能形成有一定规模的作战能力。平时在近海快速部署、显示军事存在，具有特殊的威慑效应；战时可携带导弹，配合其他作战力量快速攻击敌包括航母编队在内的各类舰船和海边基地；亦可打击和干扰敌预警机等信息系统节点，对敌信息作战和支撑系统构成瘫痪性攻击。如果地效飞行器能解决三栖作战问题，用于登陆作战，将使敌人防不胜防。实施登陆作战时，可以从装载地域直接超低空飞行，迅速夺占滩头阵地，撕开敌抗登陆作战体系；或以非线式攻击方式突破敌防御前沿阵地，直接空降于敌防御纵深，赢得战略全局的主动。

　　俄罗新在其攻击型地效飞行器上装配了反舰导弹和防空导弹，如 “ 雌鹞 ” 式地效飞行器的反舰导弹射程达 400 多千米，因此有很强的反舰和防空能力。地效飞行器可以与弹道导弹、潜艇和作战飞机等武器互补，构成多维一体的作战体系，大大增强联合作战效应。地效飞行器续航时间长、飞行高度低、运载量大、速度快，对敌航母舰队有较强的突防和攻击能力，可以在其他武器系统的配合下攻击敌航母战斗群，有效重创其外围舰艇，甚至直接攻击母舰。成为列付航空母舰的 “ 杀手锏 ” 武器。





      有人曾预测，或许有一天，俄罗斯的 “ 小鹰 ” 地效飞行器会与美国的 “ 小鹰 ” 航空母舰打一场空海对抗的世纪 “ 鹰战 ” 。航母虽然庞大而笨拙，但舰载机空战能力强，护航舰队防御严密，俄、美的 “ 鹰战 ” 鹿死谁手尚难料定。

　　机动保障：效果理想的战略投送工具

　　在 2003 年的伊拉克战争中，美国因为土耳其不提供军事基地，第四机步师卸载在土耳其的重型装备难以按计划迅速投入实战。同样是由于投送力量不继，使美军在开战数日后不得不停止进攻近一周时间。这一教训，使美国更加感到发展地效飞行器这种新型投进工具的重要性。
 
　　目前，美国紧锣密鼓地发展载重 1270 吨、能装 17 辆坦克的 “ 鹈鹕 ” 地效飞行器，主要目的就是用于全球战略投送，以适应其全球战略部署和军事干预的需要，弥补海外军事基地的短缺。据测算， 1270 吨左右的地效飞行器可载 3000 余名士兵，约 10 小时便可以完成跨太平洋的投送行动； 10 余艘这样的地效飞行器往返使用，可在一昼夜投送近 6 万人员和大量武器装备进行跨洋远程攻击，快速赢得战略主动。

　　无独有偶，俄罗斯也计划研发大型地效飞行器，作为重要的战略投送手段。俄罗斯已生产的 “ 鹞 ” 式地效飞行器，其航程达 3000 多千米；目前还在研制总重 5000 吨、可载 1500 吨货物或 2000 名全副武装的士兵，航程达 10000 千米的超大型地效飞行器。该飞行器的运载能力超过运输机十几倍，几架就可以投送 1 个师。

　　未来大量千吨级地效飞行器的投入使用，可以大大提高军队的战略机动能力，降低远程作战对海外基地的依赖性。更重要的是，这种大规模远程奔袭作战能力的提升，使拥有地效飞行器的军队能够在极短时间内经海路 “ 兵临城下 ”—— 这种能力本身就是一种极具震撼作用的战略威慑力。

　　海防救援：处置海上突发事件的有效手段

　　 1989 年，前苏联的 “ 共青团员 ” 号核潜艇失事。据报道，苏军在收到求救信号后，竟然派不出理想的救援工具。苏军曾派出救援飞机，但到达目的地后降落不下来，也找不到准确的失事地点，在附近海域盘旋几圈后不得不返回。最终只能让舰艇出动，但由于速度太慢，经过 10 多个小时赶到出事海域时，核潜艇中的艇员已全部遇难。由于这一事件的教训，前苏联很快改装了一架进攻型地效飞行器，拆除了导弹发射架、增加了手术室和病房，建成世界上首架专事救援的 “ 救生者 ” 号地效飞行器。

　　近年来，许多国家接连发生类似的海上遇险、海盗抢掠、空中撞机、潜艇失事等海上突发事件。这些突发事件往往远离陆地，既要快速到达又要能停泊下来，现场采取处置措施。能够满足这些要求的惟有地效飞行器。





特别是在当今经济全球化的背景下，海上商贸急增，远洋商船这些国家的流动国土越来越多，维护海上权益、保证海上战略通道安全对各国快速处置海上突发事件的能力提出了新的战略需求。同时，新的海战兵器的发展和海上作战系统的信息化趋势，也要求海洋国家发展包括地效飞行器在内的各种先进的海战武器，提高海上防卫能力，维护国家海洋利益。





        展望未来，地效飞行器很可能会大规模运用于海上作战，并引发作战样式的革命性变化。地效飞行器将成为一种较之飞机、舰船毫不逊色的新型兵器，占据未来海空战场的超低空空域，使海上的争斗提速、空中的较量驻停，以其特殊的作战和保障功能遂行各种任务。而随着进攻型、防御型、支援保障型等不同类型，以及人、中、小不同量级的地效飞行器作为作战和保障力量装备部队 ( 可能独立编成，亦可能与海航部队混编 ) ，新型的地效飞行器部 ( 分 ) 队必将成为未来联合作战的新生力量，成为维护国家海防和应对未来信息化战争的重要力量。

地效飞行器 [ 四 ] ：地效飞行器的海战应用


地效飞行器的海战应用
　　
柳克俊
　　
　　早在上世纪20年代，航空界就已经发现并认识到，飞机在低高度飞行和在起降过程中，地面效应会产生增加机翼升力的效果。利用这种客观现象，人们研制出了地效飞行器。它的外形同水上飞机相似，机翼和尾翼面积都很大，在贴近水(地)面飞行时由于地面效应(板块效应)使机翼的升阻比明显增加。地效飞行器是一种新型交通工具和运动平台。与普通飞机(包括水上飞机)相比，它具有升力大、有效载荷多、节约燃料和航程远的特点；与高速水上交通工具——气垫船相比，其远航性能和巡航速度更具有优越性，并能在水上起飞、降落。它既像飞机又像舰船，是二者优势混合的产物，突出了“杂交优势”。
　　
　　然而，地效飞行器优势的发挥是有条件的，与它的运行环境密切相关，例如，要求活动地域辽阔、起伏平缓等。所以，宽阔的水面，如江河、湖泊，尤其是占地球表面大部分面积的海洋，是它展现身手的理想舞台。





    地效飞行器由于突出的性能特点，军事应用的价值十分突出，海军对它更是青睐有加。如地效飞行器可作为导弹等武器平台，能在水、陆、岛屿等处待机，可随时起飞而无需专用机场。它通常在离水面不超过10米的超低空飞行，正好处于雷达搜索的盲区，再加上速度很快，使雷达难以发现；它还采用各种隐身技术，而且不会在水面上留下航迹，所以具有超乎寻常的隐蔽性和对目标的突然攻击力。又如，用它来反潜，不仅续航时间长，而且在需要时可以上升到一定高度，使潜艇的水声等探测系统难以发现。除此以外，它迁适用于遂行扫雷、布雷、海上救援、侦察、巡逻，以及快速运送兵员、武器、作战物资等任务。
　　
　　尤其突出的是它能两栖作战，可实现水上登陆和由岸下水。利用特有的动力气垫，可减少在风浪中起降时所受到的冲击，提高起降时的耐波性能。不仅可在水面航行，也可以在沙滩、沼泽、雪地、冰上航行。它机动性好，可用多种航态航行并升高越障，在战役中能快速有效地完成作战人员和物资的运送，帮助部队快速达成抢滩登陆、打开突破口、建立桥头堡等任务。它必要时可在海上浮航和漂泊，比飞机要安全很多。
　　
　　在当今世界竞争日趋激烈的情况下，俄罗斯、美国、德国等发达国家为取得竞争优势，都很重视地效飞行器的研制和开发，已经研制出第二代地效飞行器。但事情是一分为二的，地效飞行器既有优点也有不足，存在特殊的困难。如它的运行介质环境很复杂，飞行不易平稳；海上起降和低空飞行会遇到各种风浪，既面临空气动力学问题，又涉及水动力学问题；飞行器的研制，既会遇到类似飞机的问题，又会遇到类似舰船的问题；而飞行器的结构，既要充分考虑如何利用地面效应，又要顾及飞行器执行相应任务时的需要。
　　
　　地效飞行器虽然经历了几十年的发展历程，但由于种种原因，尚未得到真正的普及应用。这种性能独特的飞行器是飞机和舰船的“杂交”，要求有教的集成和综合，必然涉及很多跨部门、跨学科的问题。这是一个典型的系统工程，里面既有科学理论问题，又有技术实现问题，不但存在技术问题，而且有管理问题。因此需要以系统为研究对象，全面、综合地考虑问题；要以实现系统总体效果最优为目标，同时优化实现这一目标的方法和途径。要充分做到需求牵引、技术推动、宏观调控、微观搞活。要选准突破口，落实措施，机动灵活地分段实施，实现军事、经济效益的双丰收，使地效飞行器得到更快的发展。