地效飛行器：誰(shuí)說(shuō)我只是一艘會(huì)飛的船

程醉

20世紀(jì)80年代初，美國(guó)的間諜飛機(jī)和北約的偵察衛(wèi)星幾乎在同一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，蘇聯(lián)制造出了一個(gè)非常奇怪的飛行體。它以令人難以置信的速度，穿梭在任何雷達(dá)都探測(cè)不到的里海超低空海面上。由于搞不清狀況，西方的軍事專家便給這個(gè)飛行體起了一個(gè)名字叫“里海怪物”。

“里海怪物”其實(shí)就是蘇聯(lián)阿列克謝耶夫中央設(shè)計(jì)局利用翼地效應(yīng)設(shè)計(jì)的一款重型地效飛行器。它體長(zhǎng)106.1米，翼展40米，起飛重量達(dá)495噸。其機(jī)翼配置8臺(tái)VD-7渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，最大航程7500千米，運(yùn)載能力超過200噸，速度每小時(shí)達(dá)到800千米，并且還裝有6枚SS-N-22白蛉超音速反艦導(dǎo)彈。

那么，什么是地效飛行器呢？

“地效”是地面效應(yīng)的簡(jiǎn)稱。早在航空業(yè)發(fā)展的初期，飛行員們便注意到飛機(jī)著陸過程中，當(dāng)飛行高度與飛機(jī)翼弦長(zhǎng)度相近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一種附加升力，使飛機(jī)突然變得飄飄然起來(lái)，不太容易完成著陸。這種物理現(xiàn)象就是地面效應(yīng)，也叫翼地效應(yīng)，一般認(rèn)為是氣流在機(jī)翼和地面或水面之間形成了一個(gè)高壓氣墊，因而產(chǎn)生了較大的向上揚(yáng)的力。

地效飛行器是指利用地面效應(yīng)提供支承力而飛行的動(dòng)載工具。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一種介于飛機(jī)、艦船和氣墊船之間的高速飛行器。

在自然界中，諸如天鵝、鴻雁等很多體形大的鳥類都會(huì)利用地面效應(yīng)來(lái)幫助自己更省力地飛行。它們往往貼近地面或水面飛行，從而獲得更大的升力，同時(shí)使阻力減小?？茖W(xué)家稱其為“地效飛行技術(shù)”，利用這一技術(shù)設(shè)計(jì)出來(lái)的最典型產(chǎn)品就是地效飛行器。

蘇聯(lián)對(duì)地效飛行器產(chǎn)生了超乎想象的興趣，先后研制出了數(shù)十款地效飛行器。其中最為著名的便是“花尾鴿”地效飛行器。

“花尾鴿”機(jī)長(zhǎng)74米，翼展44米，起飛重量400噸，裝有8臺(tái)NK-87渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，單臺(tái)推力13 000牛。它的背上裝有3套KT-152二聯(lián)裝超音速反艦導(dǎo)彈發(fā)射裝置。這種導(dǎo)彈射程為120～200千米，在接近目標(biāo)時(shí)還能做S形機(jī)動(dòng)避開攔截火力，具有很強(qiáng)的對(duì)艦攻擊能力。當(dāng)“花尾鴿”在3米左右的高度進(jìn)行地效巡航時(shí)，時(shí)速可達(dá)500千米，最高航程3000千米。尤其值得注意的是，“花尾鴿”還能像飛機(jī)那樣高飛，它的最大飛行高度可達(dá)7500米。

地面效應(yīng)能夠?yàn)轱w行器提供巨大的升力，但對(duì)于它的利用需要遵循一定的規(guī)律?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)飛行器距地面高度不高于飛行器翼展一半時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生明顯的地面效應(yīng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，假設(shè)一架飛行器的翼展為100米，那么，理論上它必須在50米以下的高度飛行才能獲得地面效應(yīng)。

蘇聯(lián)“里海怪物”的出現(xiàn)深深地刺激了各國(guó)的敏感神經(jīng)。從20世紀(jì)80年代開始，德國(guó)、日本等國(guó)家也紛紛研制出了自己的地效飛行器。不過，這些地效飛行器只能算是“小兒科”。它們要么體形太小，要么就是沒有真正投入使用。

直到近年來(lái)，波音公司應(yīng)美國(guó)軍方要求，開始研制一種巨型地效飛行器。據(jù)目前公布的消息，這款地效飛行器代號(hào)“鵜鶘”，體長(zhǎng)110米，翼展150米，機(jī)翼面積超過4047平方米。“鵜鶘”將裝備8臺(tái)功率約為8088千瓦的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙中安裝2臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)直徑為15米的40葉螺旋槳，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙前面都有兩組反向旋轉(zhuǎn)的螺旋槳。它的載重量可達(dá)1280噸，滿載飛行重量為2700噸，一次便可搭載17輛M1坦克或是載3000人。在距離海面6米的高度以每小時(shí)490千米的速度做地效飛行時(shí)，它的最遠(yuǎn)航程可達(dá)1.85萬(wàn)千米。

為了維持全球霸權(quán)，美軍顯然對(duì)這種一次便可投放齊裝滿員的營(yíng)級(jí)部隊(duì)的巨型地效飛行器青睞有加。短時(shí)間內(nèi)便可飛越上萬(wàn)千米，從雷達(dá)無(wú)法探測(cè)的高度完成搶灘登陸作戰(zhàn)——實(shí)際上，無(wú)論是哪一個(gè)國(guó)家擁有了如此高效的運(yùn)輸“神器”，都能夠極大地增強(qiáng)自身的兵力投放能力和突擊登陸的威懾力。

因?yàn)榻陙?lái)北極地區(qū)形勢(shì)的升溫以及普京重振軍備的雄心大志，俄羅斯又一次把發(fā)展地效飛行器放在了規(guī)劃圖上。在第六屆圣彼得堡國(guó)際海事防務(wù)展上，俄羅斯便展出了“里海怪物”的升級(jí)版“奧蘭”的模型。據(jù)稱，“奧蘭”體長(zhǎng)93米、翼展71米，起飛重量2500噸，負(fù)載1000噸。它將主要用于在北極和太平洋地區(qū)開展搜救行動(dòng)，以及向駐防部隊(duì)運(yùn)送物資。

2017年，俄羅斯又曝光了一款有效負(fù)載15噸，能以500千米左右的時(shí)速運(yùn)載100名全副武裝士兵的“海鷗”A-050地效飛行器。俄羅斯軍方雖然沒有說(shuō)明其具體用途，但各國(guó)專家都認(rèn)為他們會(huì)在“海鷗”上安裝“布拉莫斯”超聲速巡航導(dǎo)彈，用來(lái)執(zhí)行反艦作戰(zhàn)和對(duì)陸攻擊的任務(wù)。

既然地效飛行器是介于飛機(jī)、艦船與氣墊船之間的一種載體，那么，相對(duì)于這三者來(lái)說(shuō)它又有哪些優(yōu)勢(shì)以及哪些不足呢？

各種常規(guī)艦船是完全漂浮在水面上行駛的，它們的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的大部分功率其實(shí)都被水以及波浪所產(chǎn)生的阻力消耗掉了。因此，它們的航速一般都在30節(jié)左右。注意啦！航速1節(jié)等于每小時(shí)航行1海里，也就是每小時(shí)航行1.852千米。而地效飛行器是依靠地面效應(yīng)產(chǎn)生的升力，在水面以上進(jìn)行飛行。因此它完全不會(huì)受到水或浪產(chǎn)生的阻力，所以其速度高達(dá)100～320節(jié)，完全可以與直升機(jī)媲美。

相對(duì)于飛機(jī)來(lái)說(shuō)，由于地效飛行器獲得了地面效應(yīng)帶來(lái)的額外升力，所以它更加省油，運(yùn)載量也大得多。同時(shí)，地效飛行器利用襟翼，能自如地倒退、懸停以及垂直起降。這一點(diǎn)對(duì)軍方執(zhí)行機(jī)降、反潛、登陸等軍事任務(wù)時(shí)十分重要。另外，地效飛行器一般都是貼著水面或在距地面幾米的高度飛行，這個(gè)區(qū)域基本都是雷達(dá)的盲區(qū)，這種天生的雷達(dá)隱身性能為兵力突襲、導(dǎo)彈攻擊等帶來(lái)了極大的方便。

雖然氣墊船和地效飛行器都與地面或水面隔著一層高壓氣體，從而大大減少了自身行駛時(shí)遇到的阻力，但氣墊船是依靠自身發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)大功率鼓風(fēng)機(jī)將空氣壓入船底下，從而在船底和水面或地面間形成氣墊。而地效飛行器則是靠自身的高速運(yùn)動(dòng)，利用地面效應(yīng)而形成高壓氣墊。氣墊船的航速在40～140節(jié)之間，顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于地效飛行器。在搶灘登陸作戰(zhàn)時(shí)，氣墊船只能越過較低的障礙，而地效飛行器卻可以在必要時(shí)拉升至幾百米甚至上千米的高度。同時(shí)，它在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)水產(chǎn)生的壓強(qiáng)小，因此不會(huì)受到音響雷、水壓雷、磁雷、錨雷等爆炸性障礙物的攻擊。

人類第一次進(jìn)行地面效應(yīng)飛行試驗(yàn)至今已有100多年了，但地效飛行器的發(fā)展?fàn)顩r遠(yuǎn)不如艦船、飛機(jī)那么輝煌，這是為什么呢？

咱們還得從“里海怪物”說(shuō)起。它經(jīng)歷了兩次重大事故，第一次是由于大霧，海面能見度低使得駕駛員分不清地平線，導(dǎo)致大浪拍打機(jī)身從而失事。第二次是因?yàn)轳{駛員操作失誤而損毀。這兩次事故使得第二艘“里海怪物”還沒建成便被迫下馬。

原來(lái)，地效飛行器自身存在一些缺陷。最大時(shí)速高達(dá)300多節(jié)，又必須緊緊貼在水面飛行的飛行器，一旦出現(xiàn)機(jī)翼或者機(jī)身碰水的情況就很容易失控。因此在海況比較復(fù)雜的條件下，它就不得不飛得高一些，這又在一定程度上抵消了地面效應(yīng)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。“里海怪物”就是因?yàn)轱w行高度超過地效范圍，從而摔進(jìn)水中損毀的。

同時(shí)，現(xiàn)在海運(yùn)業(yè)、漁業(yè)的發(fā)展十分迅猛。在近海，航行著無(wú)數(shù)的貨輪、游輪、漁船等船只，地效飛行器在高速低高度飛行時(shí)機(jī)動(dòng)性能很差，根本無(wú)法有效避開障礙物。

因?yàn)楝F(xiàn)有材料的限制，能夠在使用壽命、維護(hù)費(fèi)用等方面達(dá)到經(jīng)濟(jì)可行的大型地效飛行器尚未能研制成功。另外，地效飛行器雖然是在岸基雷達(dá)、艦載雷達(dá)的盲區(qū)行動(dòng)，但卻無(wú)法躲過來(lái)自空中的威脅，比如說(shuō)預(yù)警機(jī)的雷達(dá)探測(cè)、戰(zhàn)斗機(jī)的空空導(dǎo)彈等。

近年來(lái)，地效飛行器憑借其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)獲得了世界各國(guó)軍方的關(guān)注，陸續(xù)被冠以“海上超低空作戰(zhàn)平臺(tái)”“突擊登陸作戰(zhàn)之王”等美稱。不過，要研制出真正能夠批量生產(chǎn)并列裝部隊(duì)的地效飛行器，對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)仍然任重而道遠(yuǎn)。

（編輯 文 墨）