文/王軒
飛機是人類用來翱翔藍天的工具，然而，你可能不知道，有一種飛機，它不能飛上藍天，只能貼著地面或海面飛行，這就是翼地效應飛行器，簡稱地效飛行器。
眾所周知，飛機雖然具有速度快的優點，但其載重量十分有限，而船雖然載重量大，但其航行速度實在太慢，當需要快速大量運輸物資時，傳統的飛機和船均無法滿足需求，這時地效飛行器就應運而生。當飛行器貼近地面或水面飛行時，氣流流過機翼向後下方流動，此時地面或水面藉助氣流對飛行器產生反作用力，當飛行器在距離地面或水面小於等於1/2翼展的高度飛行時，飛行器獲得升力增大，受到的阻力減小，這種效應被稱之為翼地效應。地效飛行器便是利用這一物理現象製造出來的，它可以攜帶1 000噸的物資以超過500千米的時速飛行。
說起地效飛行器，最著名的是蘇聯的「裏海怪物」，當時蘇聯在實驗這款飛機時被美國間諜衛星拍到，而拍到的圖像不是很清晰，看上去即像飛機又像船，所以美軍將其命名為了「裏海怪物」。
蘇聯於1923年便開始研製研究翼地效應，但開始時並未得到很大的投入，其研究也主要是為了輔助研製水上飛機。第二次世界大戰結束後，各國紛紛加入研究，但只有蘇聯堅持了下來。20世紀80年代初，處於冷戰之中的美國和蘇聯均想在武器上有所創新，各種技術、原理均被嘗試應用在軍工當中，如用來打擊轟炸機群、加裝核彈頭的S-200織女星地對空飛彈；可以發射核炮彈、射程達32千米的M65原子炮；外形類似UFO、具有極強短距離起降能力的飛行薄餅XF-U。
當時蘇聯科學家對翼地效應很感興趣，便利用這一原理開始製造地效飛行器，前面提到的「裏海怪物」便是其中之一。它長106米，翼展40米，採用了8臺大推力的VD-7發動機，航程可達7 500千米，這是當時的飛機望塵莫及的。它的載重能力雖然不是十分突出，但也可以在運送近千名士兵的情況下，以800千米的時速航行。這也是地效飛行器走入公眾視野的開端。
▲攜帶6枚超聲速反艦飛彈的俄羅斯雌鷂地效飛行器（來源：網絡）
地效飛行器的出現並非偶然。在現代戰爭中，對軍隊的反應速度要求非常高，誰能夠在第一時間運送足夠多的兵力及裝備到達戰場，便可以在很大程度上掌握主動權，這時，軍事運輸裝備的重要性便凸顯了出來。
軍事運輸，無非是空運、海運、陸運。空運雖然速度快，但其極為有限的運輸能力以及昂貴的運輸成本，通常只能被用來運輸完成特殊戰術需求的人員及裝備，不能用於大規模部隊運輸。海運雖然運輸能力強，但船隻的航行速度實在無法滿足戰場實時性的要求，海運通常都是應用在有充足時間準備戰事的情況下。而陸地運輸方面，鐵路的運輸速度比船隻快得有限（早期不存在高鐵的情況下），而且只能到達鋪設有鐵路的地方，公路運輸的情況介於空運和海運之間，但也無法實現快速、大規模運輸。
而地效飛行器既擁有可觀的運輸量，又擁有不下於飛機的速度。2003年莫斯科航展上展出的「別-2500」地效飛行器，翼展達到150米，長度達123米，起飛重量為2 500噸，最大載重超過1 000噸，可以利用現有的港口基礎設施快速完成貨物或乘客的運輸。該機由別裡耶夫公司設計製作，除了滿足國防需要的同時，也供應民用市場，另外，該機在特殊情況下可以提升一定的飛行高度，該能力在撲滅森林火災時顯得尤為重要。
▲圖2：「別-2500」地效飛行器（來源：網絡）
除了載重大、速度快的優點，地效飛行器由於是貼近水面或路面飛行，所以能夠很好地躲避雷達的探測，達到隱蔽運輸、出奇不易的目的。而且地效飛行器可以在水面完成起飛和降落，不需要提前搭建機場及專用的起飛跑道。
當然，地效飛行器也存在著一定的不足，由於其速度較快但飛行高度較低，在飛行中一旦遇到路面存在障礙物或在海面遇到較大的風浪，均有可能造成事故。前文提到的「裏海怪物「就曾經歷過兩次失事，一次是1969年，因為海面大霧導致飛行員無法辨別地平線，造成大浪拍打機身，一次是在1980年因為飛行員操作失誤造成機身受損。不過也正是因為其飛行高度不高，出現事故後沒有釀成像其他飛機失事一般的災難性後果。
美國波音公司應五角大樓要求研製的「鵜鶘」運輸機其實就是地效飛行器，該機機翼展超過150米，身長110米，載重量為1 270噸。一次可以運載17輛M-1主戰坦克，或者3 000名全副武裝的士兵。「鵜鶘」的飛行高度為6米，加滿油後在海面上航行的航程可達1.85萬千米，可以從美國直接飛到中國。
▲圖3：「鵜鶘」地效飛行器效果圖（來源：網絡）
我國自20世紀60年代起開始地效飛行器的研究。20世紀70年代，中船重工702研究所先後研製了「信天翁」系列多種型號地效飛行器，為後續研製積累了重要的技術基礎。2003年，我國第一艘實用型地效飛行器「信天翁-5」成功試航並裝備邊防大隊。「十一五」規劃期間，地效飛行器被列為我國通用航空方面重點支持的三個機種之一。
▲圖4：「信天翁4」地效飛行器（來源：網絡）
中、俄聯合開發的「海豚」地效飛行器，目前已完成了初步設計，通過了風洞試驗、開放水面的模型拖曳等多種試驗，已經形成了完善的理論數據。「海豚」地效飛行器的設計包含了3種型號，3種型號主要差別為飛機內部結構不同：一是純載客用型號，可搭乘超過600人，是空客A320載客量的3倍多；二是客貨混用型，該型號上層用於載客，載客量約320人，下層可用於載貨，載貨量360噸；三是車客型，該型號用於同時運輸乘客與車輛，可以載客180人，加26輛小型車、一輛中型車。如有需要，「海豚」還可以進行改裝，改裝後可用於登陸、救援、緝私、巡邏等任務。
很多人常常會弄混地效飛行器與水上飛機，二者的確在很多方面有著相似的特點，但也存在著明顯的區別。
首先是飛行高度不同，水上飛機的飛行高度雖然無法和一般民航飛機飛行高度相比，但其通常飛行高度也可達300~800米，而地效飛行器飛行高度通常在10米以下；
其次是飛行原理不同，水上飛機的飛行原理與普通飛機類似，均是利用空氣在機翼上下表面的壓力差，而地效飛行器的升力一部分來自於機翼上下表面的壓力差，另一部分來自於空氣經過機翼向後下方流動時與地面或水面產生的反作用力；
最後是起落環境的不同，水上飛機只能於水面進行起飛與降落，而地效飛行器既可以在水面起降，也可以於沼澤、地面等環境起降。
目前，地效飛行器還存在著許多需要解決的問題。
地效飛行器經常貼著海面飛行，其高速運動會產生大量水霧，這就造成了地效飛行器經常需要穿梭於空氣、水霧之間，飛行時飛機會受到氣動力的強烈幹擾，使飛機產生震顫、顛簸等現象，為了防止機身發生斷裂等事故，對機身結構和材料有著較高的要求。同時，相對複雜的飛行環境使得飛行時空氣動力原理十分複雜，對飛行器的穩定操控帶來了很大難度，飛行器在生產前必須要經歷大量的風洞和水面試驗。
貼水面飛行時產生的大量水霧還使得地效飛行器的發動機長期工作於潮溼環境下，同時在貼海飛行時發動機可能會吸入浪花，貼地飛行時會吸入雜物或碎石等。因此，在設計時必須保證發動機能夠在複雜情況下安全可靠地工作。
特殊的飛行環境還要求地效飛行器的機體外殼必須具有良好的抗腐蝕特性，這樣才能使其長期處於海水環境。地效飛行器重量遠比水上飛機大， 這意味著降落時的衝擊會比水上飛機大得多，受現有材料性能限制，造出真正經濟實用的地效飛行器還很難。
儘管存在著這樣那樣的困難，地效飛行器無論在軍事還是民用方面都有著其他交通工具不可比擬的優勢，各國也在地效飛行器的研究上投入了相當的人力物力。另外，其在水面上飛行的情景相當震撼，感興趣的讀著可以上網搜索一下。