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地效飞行器的发展及其军事应用

2014-09-02

科技视界 2014年12期
关键词:飞行器救援

赵 辉

(中国人民解放军南京政治学院基础部 军事科技与信息教研室,江苏 南京 210003)

目前,一些西方军事强国正在从事地效飞行器相关理论与技术的研究。到现在为止,这种飞机与舰艇的混合物已经在民用上崭露头角,在军事上对未来战争的影响还无法准确估量,但可以预见的是,地效飞行器凭借自身的特点和优势会大有作为的。

1 地面效应与地效飞行器

1932年,德国一架名为“多克斯”的水上飞机突然发生事故,面临着机毁人亡的危险,但却在距离水面10米的时候,一股神秘的力量将失事飞机柔和地擎起,最终安全着陆。这股神奇的力量,有人戏称为“上帝之手”、“外星魔力”。而经过科学的研究和论证,这股“魔力”正是地面效应。所谓地面效应就是飞行器由于地面或水面干扰的存在,飞行器升力面(通常指机翼)的下洗作用受到阻挡,使地面或水面与飞行器升力面之间的气流受到压缩,即机翼下面的压力升高,因而增大了机翼升力,同时减少阻力(即机翼诱导阻力因气流流过的条件改变而减小)的空气动力特性。

地效飞行器是利用地面效应进行低空掠海飞行的大型海上平台,是一种兼具飞机与高速船特性的新型运载工具。地效飞行器除了利用地面效应低空飞行外,它还可浮在水面以排水状态低速航行,或拉升到距离水面几十米或上千米处做中高空飞行。由于地效飞行器的性能与应用被广泛看好,世界军事强国高度重视,竞相发展。早在20世纪30年代,芬兰发明家率先制造出了世界上首架地效飞行器。后来,美国、前苏联、德国、日本、中国等相继研制了多种地效飞行器。其中尤以前苏联(俄罗斯)最为突出,成功研制了各种用途的地效飞行器,如“雨燕”、“伏尔加”、“小鹰”、“鹞”、“救援者”、“里海怪物”、“别-2500”等。进入21世纪,美国开始积极发展地效飞行器,已经制定了地效飞行器30年发展规划。美国波音公司正在研制一种名为“鹈鹕”的超大型地效飞行器。

从20世纪70年代起,我国航空与船舶行业开始了对地效飞行器技术的研究,经过数十年的努力,解决了地效飞行器的一系列关键技术,先后研制出多种小型地效飞行器。1999年“天翼一型”在我国太湖投入商业运营,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”。2014年4月我国最为先进的民用地效飞行器——“翔州1号”在三亚海试成功。

2 地效飞行器的特点及其军事应用

地面效应是人类的新发现,地效飞行器是人类的新发明,成为了继车辆、船舶、飞机之后的第四大交通运输工具,同普通舰船和飞机相比,地效飞行器具有以下优点:

多航态特性。地效飞行器能根据实际需要来灵活调节航态高度,除了可以像常规舰船一样低速排水航行、像气垫船一样中速贴水航行之外,它可在距离水面几米或几十米甚至几千米的高度,做高速远距离飞行,它的飞行速度可以达到高速气垫船的3-5倍、普通舰船的10-15倍。

适航性。随着动力增升技术的开发利用和航空发动机技术的成熟,地效飞行器大多都能在3级海情下顺利起降,在浪高小于3米时安全巡航。在陆地上,它可以贴地飞行,即使遇到大的障碍物,也可以拉高飞行,轻易的飞越一般地面交通工具难以逾越的沙漠、沼泽、雪地等,是海陆空三位一体的高科技飞行器。

载重量大。由于地面效应使得地效飞行器自身的飞行升力大大提高,升阻比可以达到20-25,比一般飞行器承载更大的重量。一架波音747飞机的载重为自重的20%,而地效飞行器的载重可以达到自重的50%。

安全性好。地效飞行器在飞行过程中,可以采用多航态飞行,自如地倒退、悬停、垂直起降和无坡度转弯,并且不受海区、海岸和复杂地形的限制。即使发生故障,也可以随时安全平缓地滑落到水(地)面,能在水(地)面上直接进行修理,不会造成严重的安全事故。

凭借其特殊优越的性能,地效飞行器在军事上有广泛的应用,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,还可以遂行侦察、巡逻、布雷、排雷、支援保障任务。因此它获得了诸如 “突击登陆的理想工具”、“海上救援流动医院”、“超低空作战平台”等美称。

突击登陆的理想工具。相对于常规登陆舰船对登陆场地要求较高,通常无法直接输送兵力上陆的问题,地效飞行器采用多航态航行,机动性能好,利于突破抗登陆的各种障碍,直接突击上陆;相对于常规空投兵力出现的隐蔽性差、空投效率低的问题,地效飞行器超低空飞行,隐蔽性能好,突防能力强,自身载重量大,保障效率高。美国发展的“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。

超低空作战平台。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“硬摧毁”与“软杀伤”相结合的作战平台。可携带各式作战武器(导弹、鱼雷、火炮等)攻击敌飞机、舰船、海岸基地等军事设施。可配备电子干扰设备,扰乱作战区域敌通信、预警、指挥控制等系统。若地效飞行器设计中综合运用各种隐身技术,降低雷达、红外、声、光、电磁等物理特征,能更大的提高地效飞行器的隐身能力、突防能力和攻击能力。俄罗新发展的“鹞”式地效飞行器装备的反舰导弹,射程达400多千米,火力接近于现代级驱逐舰。

海上救援平台。地效飞行器凭借自身多航态航行、自身载重大、机动能力强的特性可以成为性能优越的海上救援平台。1989年,前苏联的“共青团员”号核潜艇失事。救援飞机到达目的地后无法降落,救援舰艇速度太慢,到达出事海域时,核潜艇中的艇员已全部遇难。随后前苏联很快改装了一架进攻型“鹞”式地效飞行器,用于海上救援。近年来,海上遇险、海盗抢掠、空中失事等海上突发事故频发,这些事故往往远离陆地,需要救援很快到达、停泊和现场救援,地效飞行器就可以发挥自身优势成为海上快速救援平台。

3 地效飞行器的发展前景

地效飞行器经过了半个多世纪的发展,尚未得到真正的普及与应用,主要是仍有许多问题有待解决。(1)体制问题,地效飞行器的研究与设计是飞机和舰船的“杂交”,在研制与应用过程中涉及到多学科交叉、多部门协调的问题。不但存在技术问题,而且存在管理问题。(2)技术问题,地效飞行器的研制目前还存在一些技术障碍,由于地效飞行器设计与使用不同于常规的飞机和舰船,它的使用环境包括海水和大气,因此在飞行器理论设计、发动机的研制与材料选择上都还存在一些难点,对地效飞行器未来的应用仍存在一定的未知因素。

可以预见,随着现代科技水平的飞速发展,地效飞行器目前所存在的问题将会被逐渐解决。凭借其优越的性能,未来将会被广泛应用于军事作战和民事应用。

[1]陈东,高飞,王晓东.地效飞行器发展简史[J].国防,2005(01)∶77-79.

[2]柳克俊.地效飞行器的海战应用[J].现代军事,2005(03)∶19.

[3]徐亚东.地效飞行器成为海军新利器[N].新民晚报,2005-05-26.

[4]冀中仁.地效飞行器的主要特点及其发展趋势[J/OL].www.cpst.net,2008-4-12.

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