改变未来的交通工具——地效翼船

(天津海运职业学院，天津 300350)

一、引言

2012年，由中国企业自主研制的“天使号”地效翼船在长荡湖圆满完成首航(如图1)。这种新型交通工具，可载荷6人，贴近水面飞行，最大飞行高度150米，飞行速度每小时可达到70-80海里，采用新型复合材料制成，起飞后能连续飞行两个小时，且起飞和降落所需水域较小。

图1 天使号地效翼船

图2 GYG-11型地效翼船

2013年，由海南某地效翼船公司制造的中国首艘12座地效翼船——CYG-11型地效翼船(如图2)，在南海试飞成功。这一次试飞，除载荷重量增加外，速度也达到了每小时110海里，且耗油量仅为百公里28L，这标志着我国在这一领域又取得了较大的进步。

从地效翼船的发展历史来看，原苏联是最早开始研发地效船技术的，后被俄罗斯继承并发展。上世纪中期各国开始相继研发地效翼船，我国也在60年代开始了相关技术的研发，从上世纪末开始，我国的民间企业开始大力研究地效翼船技术，这为我国地效翼船的发展起到促进作用和技术支持。

地效翼船在外形上看，与我们看到的普通飞机有很多相似之处，如外形上，为了减小阻力而设计的外形与飞机设计十分相似。但不同的是地效翼船的机翼向下弯曲，尾翼较高。他是利用防生学的原理，从海鸥的掠海滑翔中研究出来，利用地表效应使船体和水面之间形成类似气垫船的气垫，从而提供了升力，另外地效翼船在贴近水面时，底部与水面之间较窄，空气流通通道变小，流动受到阻塞，两侧的压力就相应增加，为地效翼船提供了额外的升力，

使它能够平稳快速的飞行。其实，每个人在小的时候都看到过这种现象，我们玩的纸飞机，在落地的一瞬间会贴着地面很快的平行飞行，这其实就是地效翼船的飞行原理。

为提供地效翼船的地表效应，它的飞行高度要贴近水面，通常在几米范围内，一般情况为飞行器翼展的0.05～0.2倍。但随着技术的发展，某些机型在一定情况下也可升到几千米的高度。地效翼船速度比气垫船还要快，小型的地效翼船速度可达90节，而某些大型的喷气式型号，速度可达260节，是普通商船的十几倍。而且这种地效翼船适航能力强，受风的影响也比气垫船小很多，经过改装后的地效翼船，还可以在平坦的陆面进行起降和航行。

图3 地效翼船掠海飞行

图4 海鸥的掠海飞翔

二、地效翼船的优势

1.速度

地效翼船的航行状态和飞机的飞行状态接近，在升空后只需要克服空气带来的阻力，根据所配发动机马力的不同，大型地效翼船的速度可与一般民航飞机相接近，一般为每小时700公里左右，小型地效翼船的速度也可达到每小时150公里左右。比普通货船高出3-5倍。因此，从速度的角度来看，它较现有船舶具有明显的速度优势。

2.适航性

地效翼船所飞行的高度，既不会受到海浪冲击的影响，也不会受到高空较强气流的影响，舒适性优于船舶和飞机，不会带来较强的颠簸感，舱内噪音程度与大型客机相当。地效翼船的结构设计也具有很好的抗击风浪的能力，根据机型的不同，可抗击1-5米的海浪，在必要的时候，还可飞到上千米的高空避开恶劣的海况。地效翼船的重量较轻，吃水较浅，不会受到可航水域水深的限制，且起落所需水域面积较小，因此可以到达一些普通船舶难以到达的浅滩。除了水面之外，地效翼船在陆地上也能起到相同的作用，可在平坦的陆面上进行飞行。地效翼船真正做到了海陆空全面发展，这也必将成为未来交通工具发展的新趋势。

3.载重能力

由于地面效应带来的额外升力，使地效翼船可以搭载自身重量的一半，而普通运输飞机仅为自身重量的五分之一，使它较普通飞机拥有更多的载重能力。中国最新研制的运-20军用运输机，最大载重能力为66吨，已可跻身全球运力最强十大运输机之一。而目前的400吨级地效翼船的载重能力是达运-20的2倍多，装载能力达到150吨以上。各国地效翼船研究不断深入，美国正在研制一种载重能力达到1200吨，航程超过1万公里，飞行高度6-6000米的新型远洋地效翼船，这种地效翼船也可被改装成载客2000人的海上高速邮轮。我国地效翼船技术的发展也在稳步的上升，目前与俄罗斯共同研制的一款地效翼船，已初步完成技术设计，这款名为“海豚”的地效翼船有三种不同的型号。一种为客滚型，用来搭载乘客和车辆，设计搭载乘客180人，小型车辆26辆，中型车辆1辆；第二种为客货型，用来搭载乘客和货物，设计搭载乘客320人，货舱载货360吨；第三种为全客型，全部用来搭载乘客，设计人数640人。这种地效翼船可按照不同的用途进行改装，适于海上缉私、港口或沿岸巡逻、海上搜救、岛屿摆渡、医疗救助等用途。

4. 经济效益

一方面，地效翼船的载重系数较普通飞机的要大，而耗油量仅为普通飞机的一半，这样减少了燃油方面的费用；另一方面，地效翼船对起降的水域要求不高，尤其是在某些岛屿上，不用建设专业的机场跑道，大大节省了机场建设费用，降低了运输成本，提高了经济效益。

5.安全

地效翼船的飞行高度通常距离水面较近，而且能像船舶一样停在水面上，如果发生机器事故，也可平稳的降落到水面，不会产生高空坠机的危险。另外，如果遇到海面风浪较大，也可升到高空，避开恶劣海况对安全的影响。

三、地效翼船的未来发展前景

1.民用领域

海上中/短途运输，如天津港到大连港的航线，航线距离约为210nm，现有客船需要航行12h，而未来采用地效翼船只需1-2个小时甚至更短；从三亚坐船到西沙群岛，大约需要18个小时左右，而地效翼船只需要九分之一的时间即可抵达，使“海上高铁”成为现实。同样也可以用于岛屿间的观光，对开发西沙群岛旅游来带便利条件。

2.政府领域

海上救援，可以利用地效翼船速度快、起降方便、运载能力强的优势，快速驶往出事地点，进行救援，同时地效翼船上还可配备一些医疗急救设备，对需要抢救的遇难者，及时的进行医疗救治，减少因救治不及时而造成的死亡。此外，可以利用地效翼船飞行时离海高度低的特点，进行海上人员搜救，这样可以更准确更有效的搜索落水者，而且可以承载更多的落水者，是海上搜救飞机无法做到的。

海岛补给，在中国的南海有许多大大小小的岛礁，这些岛礁都依赖于船舶进行补给，只要供应船稍受海况天气等因素耽搁，岛上的军民生活就会窘迫一阵。而岛屿面积小，无法建设机场等问题，也使船舶成为了唯一补给工具。最新成立的三沙市也面临着这样的补给问题，这也大大影响了岛上的建设。地效翼船较强的抗浪性、运载能力以及起降地点要求低等，都可以快速、高效、安全的满足岛礁上的补给，对岛礁的快速建设，提供后援保证(如图5)。

图5 地效翼船的补给运输

巡逻缉私，其实早在2004年，中国的第一艘地效翼船就已经配给了中俄边境的边防部队，帮助边防战士更好的完成巡逻任务。这样的做法也可以应用到海上打击走私犯罪、南海巡逻、海上反恐中去。

3.军事领域

地效翼船是两栖登陆的理想工具，是布雷扫雷的运载平台，也是海空反潜的有效工具。

同时地效翼船也可作为导弹快艇(如图6)来使用，由于其速度快，飞行高度低，不易被雷达察觉，经过改装后的地效翼船，必将使来犯敌人望而却步，发挥保卫海疆的作用。

图6 地效翼船在军事上的应用

四、结束语

我们国家在地效船的发展领域，虽然起步较晚，但通过多年来的努力，已经取得了不错的成绩。相信在不久的将来，地效翼船会给世界交通运输带来革命性的发展，为我们的生活带来更多的便捷，成为未来不可或缺的交通工具。希望这种最初为战争而设计的交通工具，能更多的应用到民用领域，为世界的发展而服务。