從「裏海怪物」看地效飛行器之歷史

2020-12-23 中國青年報

據外媒報導,上月底,停靠在俄羅斯聯邦達吉斯坦共和國卡斯皮斯克的MD-160「裏海怪物」(MD-160綽號並非「裏海怪物」而是「花尾鴿」,此系外媒報導訛誤)地效飛行器,在拖船拖曳下,抵達傑爾賓特正在建設中的「愛國者」公園分園。乍一看,MD-160就像一架水上飛機,但據國際海事組織和國際民用航空組織的定義,其所屬的地效飛行器被劃分為船隻。

地效飛行器依靠「地面效應」貼近水面或地面高速飛行。所謂「地面效應」,又稱「翼地效應」或「翼面效應」。上世紀20年代,飛行員在駕駛飛機靠近地面即將著陸時,發現此時飛機升力得到提高。經研究,美國國家航空諮詢委員會於1934年發布771號備忘錄,對這種現象進行研究和總結。同時期,蘇聯也開始了對「地面效應」的研究。

簡單說,「地面效應」就是當飛行器貼近水面或地面飛行時,氣流流經機翼後,向後下方流動,水面或地面會產生反作用力,當飛行器與水面或地面的距離等於或小於其一半翼展時,整個機體上下壓力差增大,升力提高,阻力減小。除飛行器外,汽車和汽艇也存在這種效應。

地效飛行器,能夠以更小尺寸、更高速度運輸更多物資,在採用相同功率發動機的情況下,地效飛行器的速度要比船隻快得多。由於具備這些優點,一些國家如美國、蘇聯和德國都曾研製過地效飛行器。

第二次世界大戰期間,為解決跨大西洋運輸船隊損失慘重的問題,美軍提出研製一種超大型半地效水上運輸機。這種運輸機有著龐大體積和重量,而當時的技術條件難以為其提供足夠升力。為此,這種運輸機將主要以貼近海面的方式飛行,借「地面效應」提供額外升力。

美國休斯飛機公司按照軍方要求,在創始人霍華德·休斯領導下,設計了H-4「史普魯斯之鵝」巨型水上飛機,可運輸700名士兵或同等重量的物資。不過,由於存在技術問題和需求消失等原因,H-4在試飛一次後便被放入倉庫,後來成為博物館展品。

二戰結束後,蘇聯在地效飛行器的研製上取得很多成果。地效飛行器兼具飛行器和船隻的特點,有趣的是,蘇聯承擔地效飛行器研製任務的設計局是擅長設計水上飛機的別裡耶夫設計局和負責船舶設計的阿列克謝耶夫設計局。

阿列克謝耶夫設計局在上世紀60年代設計了KM地效飛行器,KM為俄文「原型機」縮寫。西方國家通過衛星照片發現了KM地效飛行器,由於外形龐大且發現於裏海,所以北約給它起了個綽號「裏海怪物」(Kaspian Monster,縮寫也是KM)。

阿列克謝耶夫設計局在上世紀80年代研製了MD-160「花尾鴿」地效飛行器,擁有3套雙聯裝超音速反艦飛彈發射裝置。此外,阿列克謝耶夫設計局還設計了用於兩棲登陸作戰的「小鷹」地效飛行器。

別裡耶夫設計局曾提出能夠垂直起降的兩棲地效飛行器VVA-14方案,但設計工作進行到縮比模型階段便停止。上世紀80年代末,別裡耶夫設計局提出有效載重達700噸的別-2500超大型兩棲地效飛機,但目前只公開了模型。

雖然地效飛行器具有速度快、運輸效率高等優點,但設計難度大、成本高、不適應高海況條件、距離水面或地面過近不利於避讓障礙物等缺點,限制了其在軍事方面的用途,大部分國家目前多將其用於民用領域。

來源:中國國防報

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