彭鑫乾 史云霄 于正阳 丁亦捷

摘  要：本文简要介绍了一种利用“翼地效应”作为理论基础的“地效飞行器”及发展，凭借其具备更大的载荷与极高的航行速度，结合了水面舰艇的运载能力与飞机飞行速度的优势，使其能够将更多物资快速运至目标区域，其超低空飞行的特点也带来了极佳的隐身性能。同时提出了一种折叠翼地效飞行器在船坞登陆舰艇的帮助下，对目标岛域进行人员、物资的两栖快速投送，解决了现役传统两栖登陆装备速度慢、载荷小、突防能力差等缺点，有效保障了人员与装备物资的安全，大幅减小作战损失。

关键词：翼地效应  地效飞行器  两栖登陆  人员与物资安全

中图分类号：V249           文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）07（c）-0006-03

Abstract： This paper briefly introduces a kind of wing effect aircraft based on the theory of wing effect and its development. With its greater payload and extremely high speed， combining the carrying capacity of surface ships with the advantages of aircraft speed， it is able to deliver more supplies to the target area quickly. Its ultra-low-altitude flight characteristics also bring excellent stealth performance. At the same time， a folding wing effect aircraft， with the help of the amphibious transport dock， is proposed for fast amphibious delivery of personnel and materials to the target island area. The invention solves the shortcomings of the traditional amphibious landing equipment in active service， such as slow speed， small load， poor penetration ability， etc.

Key Words： Wing-to-ground effect;Ground Effect vehicle;Amphibious landing; Personnel and material safety

1  什么是地效飛行器

通常，当飞机在飞离地面0.1～0.3倍翼展时，机翼与地面的空气会被压缩，导致两者形成的空间内压强增大，为飞机带来除了机翼所产生的升力额外的升力，从而将飞机托起，阻挡飞机受到重力的影响而下坠，这就是“翼地效应”。此外，当飞机在产生翼地效应的同时，由于飞机机翼距离地面很近，机翼翼尖涡流产生的下洗气流将会被挡住，从而减小由此引发的升力损失和诱导阻力，可获得较高空中飞行时更高升阻比的现象，如图1所示。

飞机在贴近地面飞行时，其升阻比L/D可表示为 ，式中L为升力，D为阻力，h为飞行高度，C表示机翼的弦长，AR表示机翼的展弦比。

当h/C越小，AR越大，升阻比L/D就越大，即使得有效展弦比加大，将获得更大的升力和更小的阻力。因此，利用该原理即可设计出一种具备更大载荷以及更快飞行速度的地效飞行器。

但是在实际研究应用过程中，由于地效飞行器所距离地面的高度有着严格的限制，距离地面高度过高将失去这一地面效应，不再产生额外的升力，因此将意味着该地效飞行器只能贴近地面或者海面飞行。由于飞行过程中速度过快，在环境相对复杂、障碍物较多、事故率较高的地面和内陆运河将不适合运行该类高速飞行器。因此，较为宽阔的海面无疑成为了地效飞行器大展身手的舞台，使得其同时具备舰船强大的运载能力与飞机的速度。

地效飞行器在起飞前，运行于海面处于排水航态，随着航速的增加逐渐过渡到滑行状态继而进入飞行状态。在由海面向空中的过渡的过程中，由于受到海水给飞行器机体带来的水动阻力，这一阻力将远大于空气阻力成为地效飞行器从水面起飞的主要障碍，随着航速、滑行距离的增加，水动阻力也随之增大，在起飞速度的25%～50%期间，将达到最大值，这一值称为“阻力峰”，一旦通过这个区域，气动力将主导飞行器飞行，水动阻力逐渐减小，直到飞行器离开水面开始飞行。

2  几种地效飞行器的应用与发展

人类历史上第一代地效飞行器为苏联研制的前置导管推力动力增升型地效飞行器（对外代号KM），其真正利用了地面效应和动力增升原理实现高速掠海飞行，与常规的舰艇相比，无需考虑水中障碍和雷区，可在沙滩、沼泽、冰地等地随意起降，兼并了舰船强大的运载能力与飞机的飞行速度。起飞质量超过600t，速度超过500km/h，由安装在头部的8台涡喷发动机向机翼下方喷射气流实现动力增升，从而使其快速离开水面进入飞行状态，当飞行器起飞后便关闭头部8台发动机，仅依靠尾部的两台涡喷发动机维持飞行，巨大的尾翼为其提供操纵性和稳定性。但是由于昂贵的涡喷发动机在飞行时不断吸入含有盐分的海水后，导致其寿命大大减小。

为解决发动机问题以及考虑经济性，苏联研制了第二代的地效飞行器A-90，第二代地效飞行器A-90体积远小于第一代的飞行器KM，且仅采用一台安装在尾部的涡桨发动机为其提供动力，起飞质量达到120t，据记载，A-90在1982年参加的军事演习中完成了直线距离2650km的折返仅需要3.5h，展示了两栖作战前所未有的速度与效果。

与上文提及的利用机翼与地面压缩气流获得额外升力的地效飞行器不同，气垫船则是一种利用大型鼓风机产生的高压气流，通过管道送入船底空腔的气室内形成气垫托起船体，由动力发动机推动船体贴近水面航行，并未完全离开水面，但也因此减小了船体受到的水动阻力，从而获得相对于舰船来说更快的航行速度。地效飞行器与气垫船有着本质上相同的原理，前者是利用自然气流进行压缩，后者是通过鼓风机主动吸入气流压缩。但气垫船的航行速度通常在60～80km/h，无论是航行速度还是运载能力均不及地效飞行器。因此，在两栖登陆作战、物资快速投送方面，地效飞行器所发挥的优势均是无可撼动的。

3  一种舰载折叠翼地效飞行器

现代传统两栖登陆作战中，由于需要将大量的人员、装甲等物资从海面上安全、快速地投送到目标陆地，目前主要采用的方案为利用以“承载”为主要功能的大型船坞登陆舰艇将预先停放在船坞内装载着士兵和物资的气垫船、两栖登陆船、两栖坦克等逐一在距离海岸线较近的位置进行投放，但由于船坞登陆舰体形较大，登陆设备航行速度慢，在登陆过程中，容易成为敌方的打击目标，造成人员和装备不必要的损失。因此，通过船坞登陆舰投放一种具备强大运载能力与极高航速的舰载折叠翼地效飞行器进行物资的快速投送，不妨是一种能够大幅减小在两栖登陆中人员与物资损失的解决办法。

在实际海况中，由于地效飞行器的飞行高度极低，无法摆脱海浪对其产生的影响，为了降低该影响，充分保障飞行器在航行过程中的安全，因此将牺牲翼展作为代价，减小机翼与海浪的接触率，同时也为了在有限的船坞登陆舰搭载空间下，能够更好地将机翼折叠起来达到节省空间，从而搭载更多地效飞行器的效果。同时，由于地效飞行器以超低空的姿态高速飞行，将有效地避免敌方的雷达探测与火力打击，真正实现“隐身”的功能，充分保障所运载的士兵与物资的安全。从未来信息化战争的角度审视地效飞行器的作战效能，它将会成为一种“非对称”的作战平台，能具备强大的隐身能力、突防能力、攻击能力以及战略威慑力。

4  结语

地效飞行器是人类继车辆、船舶、飞机之后又一伟大的交通运输新发明。由于翼地效應使其拥有水面舰艇的强大运载能力与空中飞机的飞行速度，在巡航状态下地效飞行器的航行速度可达到高速气垫船的3～5倍，是普通舰艇的10～15倍。其折叠机翼的设计将其大量搭载于两栖船坞登陆舰艇中进行远距离登陆投放，凭借其只能在距离海面0.1～0.3倍翼展高度下飞行的超低空优势，使其应用在两栖登陆时不容易被敌方雷达探测到，隐蔽性好，是一种理想的突击登陆、遂行侦察、支援保障等工具，在未来信息化战争中将作为一种“非对称”的武器威慑存在。同时，随着飞行器控制系统、无人驾驶技术、新材料等领域的快速发展，将很好地对地效飞行器的研发制造障碍逐一克服，使其能够更广泛应用于军事作战和民事领域。

参考文献

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