首發 | 「裏海怪物」——地效飛行器

2021-02-07 軍事高科技在線


The Drive網站「戰區」專欄2020年7月31日報導,俄羅斯目前唯一的一艘903項目MD-160型「花尾鴿」號地效飛行器近日重新下海航行,被轉運到達吉斯坦共和國德爾本特市的愛國者公園,並將作為俄羅斯「軍隊-2020」論壇期間的重磅展品之一在那裡公開展示。


鷂級「花尾鴿」號地效飛行器,實則是蘇聯時期秘密研製的一款「航母殺手」反艦武器。這類大殺器,它第一次為世人所知還是在上世紀70年代初。當時,一顆美國的間諜衛星在一次對蘇聯裏海地區進行的例行偵察中,發現那裡正在試航一種奇怪的龐然大物。它外形既像艦船又像飛機,可以貼著水面以令人難以置信的速度航行。由於不明事理,美國軍事專家就給這種飛行器起了個「裏海怪物」的名字。不過,在其後的幾十年時間裡,「裏海怪物」似乎在人們的視線中消失了。直到最近幾年,這個已經被人遺忘多年的神秘東西,卻開始頻頻在媒體上露面,還被人們譽為掠海巨鷹。甚至有報導說,俄羅斯或將重啟對「裏海怪物」地效飛行器的研製,並打算把這種大殺器用於北極地區,加強對該地區的控制能力。這些重磅消息引起了廣泛關注,並讓人們感到興奮,因為果真如此,意味著不久的將來,在戰場上將會出現地效飛行器這種另類的超級大殺器。


那麼,藉此機會我們就來討論一下地效飛行器,看看「裏海怪物」這類「妖魔鬼怪」究竟有什麼「妖術」。

當接近地面(或水面)飛行時,飛行器與地面一定高度之間的空氣氣流要受到壓縮,其底部的壓力增大,從而產生一個附加升力,這就是所謂的地面效應,簡稱地效。利用地效原理製成、能貼近地面航行的運載平臺,就是地效飛行器;而能產生地效的、離地面數米高的區域則稱為地效區,其具體高度還與地效飛行器的翼展等因素有關。顯然,地效飛行器一般是要在貼近地面的地效區內飛行。


理論上看,地面和水面上都能形成地效區,由此應該既能設計出在地面上飛行的地效飛行器,也能製造出在水面上飛行的地效飛行器。然而,水面通常比地面平滑和開闊,沒有山丘、樹木和建築物等太高的一類障礙物,且地效區大而連續,可以說是起伏平緩、一望無際,所以在水面上運作的地效飛行器,其設計製造難度小、起飛容易、飛行安全性高,而且可製作的更大一些,停在水面的時候還可利用浮力承受自身的重量,起到機場或港口的作用。如此一來,地效飛行器大都被設計為在水面型的。前蘇聯的「裏海怪物」,實際就是一款在水上起降的地效飛行器。


地效飛行器根據騰空方式的不同,通常分為動升型和靜升型地效飛行器兩大類。前者主要通過貼地運動時,在機翼升力面上形成的地面效應騰空,而後者除利用貼地運動產生的地面效應外,在低速航行時還同時依靠發動機帶動渦輪風扇旋轉,以風扇氣流壓縮翼身與地面間的空氣,加強地面效應而墊升。

地效飛行器可利用地面效應,並結合動力增升的方式實現掠海飛行。由於擁有升空和排水兩種航態,因此與艦船相比,地效飛行器貼地飛行不與水面直接接觸,減少了航行阻力,提高了速度;而與飛機相比,地效飛行器的航行高度低,在動力等性能相同的情況下,有利於增大體積重量、提高載運量。這樣以來,地效飛行器就將飛機的高速度和艦船的大承載力結合在一起,佔據了超低空與水面之間的飛行空檔,同時兼顧飛機和艦船的優勢,進而形成了如下一些重要特點。


首先是速度快。地效飛行器超低空掠海飛行,阻力小(只有水的1/800),航速可達到普通艦船的10至15倍、高速船或氣墊船的3至5倍,就連直升機也自嘆不如。其次是承載性好。地效飛行器無需升空很高,動力要求小一些,容易實現更大的承載力,其載運量可達自重的50%(承載性好的飛機也不過是自重的20%)。第三是適航性優。地效飛行器在貼近水面的地效區運作,基本能在3級海情下順利起降,飛行受天氣和海浪影響不大,在浪高小於3米仍能平穩和安全地起飛巡航,輕易就能飛越沙灘、灘涂、沼澤、冰面和浮冰以及雷區等。第四是機動性強。地效飛行器同時依靠特殊結構和特別設計的部件,可操縱性好,能實施近垂直起降、倒退懸停和無坡度轉彎等動作,甚至還能就地迴轉。第五是隱蔽性突出。地效飛行器貼近水面高速飛行,噪聲小、水面上無航跡,不容易被發現,還可充分利用地球曲率的影響躲避雷達的探測,規避防空武器的攔截。第六是安全性好。地效飛行器在地效區運作,飛行高度低,一旦出現緊急情況或發生故障,可隨時安全地降落到水面,不像飛機那樣可能因高空墜落而機毀人亡。最後是經濟性好。地效飛行器避開了水的阻力並充分利用地效飛行,單位油耗一般比艦船要小,不需大的機場或碼頭及複雜的附屬設施,減少了維護保障所需的人力物力。


正因為地效飛行器有上述一些優點,所以在軍事領域它作為兩棲登陸平臺,可輕鬆地飛越敵方布設的反登陸和灘頭障礙,有效完成搶攤登陸的任務;作為海上運輸平臺,可承擔複雜地形和海況下兵員裝備的大規模運輸,快速完成兵力投送和部署;作為機動攻擊平臺,可從水面和水上隱蔽地發起對海與對陸的精確打擊;作為三位一體戰略核力量中的海基發射平臺,可擔負戰略飛彈的核打擊使命,同時也可執行戰術飛彈的常規打擊任務。除此以外,地效飛行器還可承擔偵察反潛、警戒巡邏、排雷破障、布雷設障、搜索救援、醫療保障等很多任務,甚至可用於防空反導。


如果從「裏海怪物」被發現開始算起,系統和廣泛地開展地效飛行器的研發,至今已經有40多年的歷史了。這期間,數十個國家積蓄了較強的技術實力,有的還製造出了地效飛行器。其中,尤以俄羅斯表現突出,美國則次之。


俄羅斯作為唯一列裝過地效飛行器的國家,其在該領域的研發實力超群,雖然由於蘇聯解體,它中間受經濟不景氣和政治動蕩等原因中斷研究很多年,但之前它就初步解決了空氣動力、布局設計、強度構型和穩定安全等問題,製造出了多種類型的實用地效飛行器,性能在當時就達到了相當的水平。比如,前述的「裏海怪物」地效飛行器,其最大起飛重量約540噸,載重超過200噸,一次最多可搭載850名全副武裝的士兵,時速超過400千米,航程7500千米,可執行海上運輸和兵力投送;鷂級「花尾鴿」號地效飛行器,最大起飛重量約380噸,載重超過100噸,一次最多可搭載500名全副武裝的士兵,時速550千米,航程3000千米,攜帶有三具雙聯「日炙」反艦飛彈,可實施對海攻擊、搶灘登陸和野戰救援,曾於1987年在黑海艦隊短期服役過;「小鷹」地效飛行器,時速350千米,航程1500千米,一次可運送200名全副武裝的士兵,執行搶灘登陸作戰。有媒體報導說,俄羅斯目前正重組力量、蓄勢待發,準備研製性能更好的大型地效飛行器。


美國儘管在前期對地效飛行器重視不夠,相對來說起步晚了一些,但憑藉著雄厚的綜合國力和後發優勢,技術上已經形成一定氣候,大有趕超俄羅斯之勢。上世紀90年代前後,美國趁俄羅斯經濟陷入困境、武器裝備研發難以為繼之際,「彎道超車」,在地效飛行器發展方面跟了上來,製造出了幾種高性能的地效飛行器,如「哥倫比亞」號「加林頓」號地效飛行器。這幾年,美國更是雄心勃勃,一直埋頭研製「鵜鶘」大型或超級地效飛行器。據稱,該飛行器機身長110米,翼展達152米,在離海面6米的空中飛行,載重量為1270噸,時速490千米,執行運輸任務時航程可達上萬千米,一次可運載17輛主戰坦克,或者3000名全副武裝的士兵,能力遠遠超過了美國現有的運輸機。此前有媒體透露,美國目前同時還在全力推進地效飛行器的軍事實用化進程。


總體看來,未來地效飛行器的發展,從技術上看應該加強地效影響、最優升力、衝擊顛簸、氣象海況和隨機擾動等安全穩定方面的研究,完善地效飛行器的結構、強度和設計理論,並解決好發動機、材料、導航、操控等問題。只有這樣,才能讓「裏海怪物」一類地效飛行器重出江湖,並施展出其與眾不同的「妖術」,早日以掠海巨鷹的大名,成為未來戰場上的超級大殺器。


THE  END

文字 | 王群(國防科技大學國防科技戰略研究智庫)

圖片 | 來源於網絡

編輯 | 四月

審閱 | Q、黃洋


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    科技日報記者 張強    說起「裏海怪物」,很多軍迷恐怕並不陌生。它的外形既像艦船又像飛機,可以貼著水面以令人難以置信的速度航行。如今,人們都知道,「裏海怪物」就是地效飛行器。由於俄羅斯在地效飛行器研究中有深厚的技術積累,因此,研製這種快速高效的地效飛行器就成為一個現實選擇。」    地效飛行器之所以被稱為「裏海怪物」,其實是源自其優異的性能。    物理學知識告訴我們,當接近地面(或水面)飛行時,飛行器與地面間的氣流要受到壓縮,底部的壓力增大,從而產生一個附加升力,這就是地面效應,簡稱地效。
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