地面效應(yīng)是指飛行器在貼近水面、冰面或平坦地面飛行時(shí),機(jī)翼升力增大(機(jī)翼下面的壓力升高),同時(shí),機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力則因氣流流過的條件改變而減小的一種空氣動(dòng)力特性。地面效應(yīng)飛行器就是一種利用地面效應(yīng)貼近水面、冰面或平坦地面飛行的飛行器。
根據(jù)飛行器對(duì)地面效應(yīng)的依賴程度,地面效應(yīng)飛行器可分為A、B、C三種類型。A型是指無法在地面效應(yīng)范圍以外高度飛行的地效飛行器;B型是指可以短時(shí)間在地面效應(yīng)范圍以外高度飛行的地效飛行器,其短暫飛行高度不得超過規(guī)定的最低安全飛行高度;C型是指可以長時(shí)間在地面效應(yīng)范圍以外高度飛行的地效飛行器。
“里海怪物”地效飛行器
早在1923年,原蘇聯(lián)著名空氣動(dòng)力學(xué)家尤利耶夫就開始了“關(guān)于地面效應(yīng)對(duì)飛行器機(jī)翼的空氣動(dòng)力特性產(chǎn)生影響的”研究工作。1935~1939年,空氣動(dòng)力學(xué)家謝列布斯基和比亞邱耶夫就地面效應(yīng)問題在理論和實(shí)際上展開了研究。30年代后期,格羅霍夫斯基成為原蘇聯(lián)制造地效飛行器的首位設(shè)計(jì)師。1960~1970年,應(yīng)該說是原蘇聯(lián)研制地效飛行器最輝煌的時(shí)期。在此期間,許多著名設(shè)計(jì)師都積極投入到地效飛行器的研制工作中。
1970年,原蘇聯(lián)中央新型救生設(shè)備試驗(yàn)室研制出了 SCKA-1單座地效飛行器,并在伏爾加河順利通過國家試驗(yàn)。由于種種原因,該飛行器沒能形成批量生產(chǎn),而且中央新型救生設(shè)備試驗(yàn)室還被迫停止了其它的試驗(yàn)工作。
與此同時(shí),由阿列克謝耶夫總設(shè)計(jì)師領(lǐng)導(dǎo)的原蘇聯(lián)高爾基中央水翼造船設(shè)計(jì)局(蘇聯(lián)解體后易名為中央水翼艇設(shè)計(jì)局)的地效飛行器研制工作卻開展得紅紅火火。60年代初,該設(shè)計(jì)局在高爾基水庫組建了NC-2地效飛行器試驗(yàn)基地。1961年,阿列克謝耶夫總設(shè)計(jì)師親自駕駛一架CM-1地效飛行器完成了試驗(yàn)。1962年5月,在希姆琴科水庫,該設(shè)計(jì)局向原蘇聯(lián)總理赫魯曉夫及其他政府領(lǐng)導(dǎo)人演示了剛剛研制出的CM-2地效飛行器。赫魯曉夫?qū)Υ擞枰愿叨仍u(píng)價(jià),同時(shí)要求盡快為原蘇聯(lián)海軍研制用于運(yùn)輸?shù)牡匦эw行器。于是,中央水翼造船設(shè)計(jì)局便開始著手CM-8、T-1和“里海怪物”運(yùn)輸?shù)匦эw行器的研制。為配合此項(xiàng)工作,蘇聯(lián)政府專門從格羅莫夫飛行試驗(yàn)研究所和航空工業(yè)部抽掉優(yōu)秀試飛員參加試飛工作。“T-1”和“里海怪物”的研制成功為以后研制“鷹雛”、“鷂”、“雨燕”和“伏爾加”-2四大系列地面效應(yīng)飛行器奠定了基礎(chǔ)。
“鷹雛”地效飛行器
“鷹雛”系列兩棲作戰(zhàn)地效飛行器,由原蘇聯(lián)中央水翼造船設(shè)計(jì)局伏爾加試驗(yàn)工廠生產(chǎn)。1968年開始研制,1979年10月5日通過國家試驗(yàn),1979年11月3日正式裝備蘇聯(lián)海軍。起初,“鷹雛”在里海區(qū)艦隊(duì)服役,后歸屬黑海艦隊(duì)航空兵?!苞楇r”裝3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),其中2臺(tái)用于起飛,1臺(tái)用于巡航,排水量140噸,速度400千米/小時(shí),裝載20噸貨物時(shí)航程可達(dá)1 300千米,可在3~4級(jí)的海浪(浪高2米)中起降。
“鷂”系列導(dǎo)彈地效飛行器于1980年開始研制,1989年通過國家試驗(yàn)??傇O(shè)計(jì)師為索科洛夫,由伏爾加試驗(yàn)工廠生產(chǎn)。1992年開始裝備海軍。與“鷹雛”相比,“鷂”的構(gòu)造十分復(fù)雜。該地效飛行器長73.8米,寬44米,高17米,速度550千米/小時(shí),航程5 000千米,排水量370~400噸,裝6座導(dǎo)彈發(fā)射器。由于軍轉(zhuǎn)民計(jì)劃的實(shí)施,俄羅斯海軍僅裝備了一架“鷂”,第二架被改裝成“救生者”救生地效飛行器。
“雨燕”系列雙座教練地效飛行器于1981年開始研制,屬于C型地效飛行器。1991年通過國家試驗(yàn),并開始裝備俄羅斯海軍,總設(shè)計(jì)師為布拉諾夫?!坝暄唷北臣寡b有2臺(tái)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),自重1 360千克,排水量為1 600千克,在3個(gè)小時(shí)內(nèi)地效飛行速度160~175千米/小時(shí),地效飛行高度(掠海飛行高度)0.3~2米。
“伏爾加”-2系列客運(yùn)地效翼艇 1981年開始研制,1986年完成組裝和試驗(yàn)。總設(shè)計(jì)師為索科洛夫,由下諾夫哥羅德“鷹”飛機(jī)制造廠生產(chǎn)。“伏爾加”-2長11.6米,寬7.6米,高3.6米,自重2.85噸,機(jī)組成員1人,可搭載8人,速度120~140千米/小時(shí),航程400~500千米,其改進(jìn)型最多可搭載150人。
“鷂”地效飛行器
盡管最初俄羅斯地效飛行器的應(yīng)用研究主要集中在海軍運(yùn)輸和兩棲作戰(zhàn)等方面,目前的發(fā)展也是困難重重,但地效飛行器民用發(fā)展十分廣闊。試驗(yàn)表明:將1千克載荷完成500千米距離的運(yùn)輸,使用航速500千米/小時(shí)的地效飛行器的運(yùn)輸費(fèi),相當(dāng)于使用航速40千米/小時(shí)普通艦船的運(yùn)輸費(fèi),不足900千米/小時(shí)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸費(fèi)的一半。
此外,地效飛行器安全可靠。與飛機(jī)相比,它不必為自己專門建造起降跑道,可以隨時(shí)在陸地、海上和冰上起降,且十分安全。與艦船相比,由于具備良好的掠海性能和登陸能力,地效飛行器不會(huì)受航道環(huán)境和碼頭條件限制,可以快速將人員和貨物運(yùn)往灘頭。