据国内媒体综合报道,由中国船舶科学研究中心某试飞基地研制的第三代高耐波地效飞行器近日圆满完成海试任务。报道称,该型地效飞行器采用了多种新技术、新材料,满载起飞重量4.5吨,可载员12人,最大时速240千米,有效航时达6小时,可飞、可泊、能高、能低。
地效飞行器拥有诸多优点
地效飞行器
地效飞行器是利用飞行器机体和机翼在贴近地面或海面低飞时所产生的表面效应升力支持机重,在表面效应区进行贴地巡航飞行的新型交通工具和运载平台。地效飞行器的运动特性,决定了其必须用于相应的运行环境,如辽阔而起伏平缓的地域或宽阔的水面,尤其适合于海面。因而到目前为止,已经面世的地效飞行器基本上都是采用方便在水上滑行腾空低飞和降落,有着类似水上飞机的船形机身和按照在水面上空飞行的条件进行设计。目前世界上已经问世的地效飞行器外观上既像飞机,又带有船艇特征,实际上也是学科交叉的技术杂交产物。
由于地效飞行器基本上是在距水面1~5米的高度腾空巡航飞行,因而不受恶劣海况的影响,也不会遭遇大气紊流的干扰,即使发生故障也可以随时方便地降落水面。而高航速更是其突出优势,从国外实用型已有的记录来看,地效飞行器的巡航速度已达550米/小时,这个速度已经10倍于目前的一般水面船艇。并且地效飞行器无需专用机场,便于在战时快速部署在重要的水陆、岛屿等前沿地域隐蔽待机。而其长于海面超低空高速飞行的特点,则使其无论是导弹武器作战平台还是军用运输平台都极有实用价值。
目前,世界各国都在进行地效飞行器的相关研究,我国也不例外。
著名的“里海怪兽”也是地效飞行器
国内陆效飞行器研究
国内对地效飞行器技术领域的涉足始于60年代。1965年,中国船舶科学研究中心气垫船技术小组设计出国内首型可实现掠水连续飞行的单人地效翼艇,并开展了多次湖上掠飞试验。虽然当时国内工业、科技基础尚比较薄弱,但依然有多个航空和船舶科研机构紧紧追踪着这一前沿科技领域进行着艰苦探索和研究。经过多年持续努力终于在80年代中后期相继取得了突破性进展。
1989年,中国船舶科技研究中心702所研制的“信天翁”1号(XTW-1)小型地效翼艇实验样公开亮相,并在国际科技博览会获得“尤里卡”世界发明博览会最高奖。1993年该研究所在又研制出可载员15人的“信天翁”2号(XTW-2)地效翼艇。“信天翁”2号长18.5米,翼展12.72米,高5.14米,总体布局近似小型水上飞机,单机身,采用前掠式带扭转和下反的倒三角地效翼。2台总功率600马力的IO-540K小型航空活塞发动机安装在机身两侧地效翼前缘。起飞重量3500千克,巡航时速150千米,最大航程900千米。
“信天翁”2号的研制成功使我国在地效翼艇技术领域跨上了新的台阶。随后该所又陆续推出了“信天翁”3号(XTW-3)和“信天翁”4号(XTW-4)等系列型号。其中“信天翁”3号起飞重量增加到了4300千克,巡航时速达到144千米。“信天翁”4号起飞重量达到了6700千克,巡航时速接近150千米。“信天翁”系列地效翼艇在尺寸、结构材料、起飞重量和运载能力等多方面一直在稳步发展。
90年代后期,中国船舶科技研究中心708所研制成功“天鹅”号地效飞行器试验样机。该机将气垫技术与地效翼技术进行结合,具有低速排水航行、中速气垫航行和高速离水航行的多种航态航行功能。“天鹅”号采用滑行艇船式机身,配短梯形翼,T型尾翼,3台发动机呈两前一后的布局,其中2台发动机安装在翼面前端,通过外伸的长输出轴分别驱动两个涵道推进器工作,提供动力气垫。后置的另一台发动机安装在艇尾的机架上,驱动一副螺旋桨提供巡航拉力。
国内研制的“天鹅”号地效飞行器
“天鹅”号全长18米,翼展10.4米,艇高5.2米。其设计总重6.5吨,最大起飞重量7.2吨。708所在“天鹅”号的开发过程中进行了一系列包括水池中的水动力特性、遥控自航模型等试验,从而确保了“天鹅”号拥有理想的流体动力和空气动力性能并具有超低空巡航的安稳性。
试航证明“天鹅”号能够在较短的时间内和较小范围的水面上起降,对周边环境的适应性较强;使用中调度灵便;受风向、水流等因素影响较小。“天鹅”号地效飞行器水陆两栖,既可在水面机动航行,抛锚系泊;也可在地面效应下与水面保持1米高度长时间巡航;还可沿着5度斜坡利用动力气垫增升及气垫效应登陆,显示出良好的适应性。
由中国科技开发院、中国航空总公司第605研究所和中国航天总公司第701研究所联合组建的中国地效飞行器开发中心,则在90年代末研制成功DXF-100型实用地效翼艇,用于江、河、湖泊及近海的客货运输和旅游观光。
DXF-100地效翼艇长16.15米,翼展10.02米,机高4.735米。整体结构重量3.8吨,有效载荷1.2吨。设计航速200千米/小时,设计航程400千米。通过试航表明DXF-100完全达到了设计标准。随后,实用型“天翼一型”小型地效翼艇投入正式批量生产,该型地效飞行器起飞重量4800千克,巡航时速180千米。1999年,“天翼一型”通过了中国船级社的入社船检,完成了全部市场准入手续,在中国太湖投入了商业运营。从而标志着国内在这一领域已步入实用阶段。而中国太湖地效翼艇运营基地也被国内外称之为“世界上第一个地效飞行器商业运营基地”。
“翔洲1号”地效翼艇
新时代新发展
新世纪以来,经过国内航空、船舶科研人员持续不懈的努力,我国在地效飞行器组合翼式总体布局,水动力布局;稳定性设计,水撬-缓冲技术,动力增升技术,外载荷预报技术,结构设计准则,设计标准化,以及新材料研制等多方面均取得重大进展,已经基本形成了多种具有自主知识产权的地效飞行器设计、制造技术,并积累了丰富的经验。
2010年,中国江苏恒川集团有限公司已与阿联酋签订了向该国出口17架地效翼艇的订单,这也是中国企业首次出口完全具有自主知识产权的地效翼艇。2014年4月,中船重工702所研制的“翔洲1号”地效翼艇在海南完成海试,该地效翼艇采用组合翼总体布局,单发动机驱动推力桨,船身设有水密舱,舱内可乘坐7名乘员,并排双驾驶布置。该艇艇长12.7米,宽11米,高3.9米,最大起飞重量2.5吨,巡航时速140至160千米,最高时速210千米。据报道,该地效翼艇已通过中国船级社认证,未来有望投入三沙市各岛礁与大陆间的客货运营,从而将原来数天的航程缩短至一两个小时。
在2014年11月举办的珠海航展期间,有国内相关单位更是展出了从5吨到20吨级“海雕”系列地效翼艇,其中一型200吨级的“海雕H680地效翼船”模型尤其引人关注,该大型地效翼船采用4个喷气式发动机,其独特布局不禁让人联想起前苏联建造的“里海怪物”。
国产第三代高耐波地效飞行器效果图
在2018年的第十二届珠海航展上,中国航空工业特种飞行器研究所公开展示了该单位研制的“LF910”型地效飞行器。该型地效飞行器由船身、可拆卸组合式机翼、垂尾、高置平尾等部件构成,垫升风扇位于船身头部,推进式动力装置位于船身尾部。可在平整的地面、草地以及水面起降,在地效区(距离地面或水面0.5-1米)内稳定飞行,遇到障碍物时可临时飞高100米进行越障飞行。主要用于旅游观光、私人娱乐、水上交通运输、水上救援、巡逻、缉私、反恐。预计未来15年内市场需求量或超过500架。而近期第三代高耐波地效飞行器的圆满完成海试则标志着国内在这一技术领域已经跻身国际先进行列。
结语
综上所述,地效飞行器具有航速高、适航性好、安全性高、运载量大、经济性好等诸多优点,应用前景广泛。相信随着国内在这一技术领域的快速进步,不久的将来地效飞行器在我国将得到更广泛的应用,进而推动我国在这一领域取得更大发展,迈向更高的水平。
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