设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 867|回复: 5
打印 上一主题 下一主题

[武器展望] 地效飞机的新生

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
 楼主| 发表于 2025-5-4 05:47:19 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2025-5-3 18:44 编辑 5 e; i) G  }* i$ C" C- m; y
8 G, W2 Q; X9 x8 }! n
地效飞机是一种很特别的飞行器构型。从外观上看,这很像飞机,但又经常贴地(实际上更多的是贴着海面)飞行,典型飞行高度只有几米,不超过十几米。" R) s- s) o: H: J. W+ P4 o

' m3 M5 X$ n. H3 U8 a  [& `
, O% ?7 p% O( i/ T' y+ H: }0 N典型地效飞机
8 x" z. l9 i- v2 \# V* z* h. M3 I# W1 C! x' i
地效全称地面效应。机翼或者升力体很接近地面的时候,向下的压力在地面反弹,反作用于机翼或者升力体,形成额外升力。民航客机在着陆时,最后几米高度常常会感觉被地面“顶”了一下,这是地效起作用了。& N" E4 z$ g# k! w- r( e. B* N
) c# {$ l3 n2 J7 Z

9 N, H- w( z' k* E/ @, }; o从较高高度到地效高度,翼尖涡流从完全发育到被压扁到受到阻挡
! C3 l9 k- \2 z7 v, I- e' r% I0 X0 R  C- R+ f$ z5 F
升力由机翼下表面的高压产生,在翼尖处,下表面的高压会侧向绕流到上表面,形成翼尖涡流,这带来升力损失和额外阻力。在离地特别近的高度上,翼尖涡流部分被地面阻挡,降低升力损失,等效为产生额外的升力。有意利用地效的话,可以较小的动力代价获得较大的升力。这就是地效飞机的基本思路。
, W- G  E  x; M) _" S+ q$ K/ C  j+ C* Z- ], }
地效飞机不是不可以爬高飞行,只是气动效率特别差,不到万不得已,一般不这么做。2 C5 t0 L$ {. N0 M5 u
" Y4 V  D6 c; q" a
地效在地面和水面都有,但水面天然平坦,地效飞机因此多用于海上。但海面上还是会有礁石、船舶和其他障碍物,低空气流扰动也增加了地效飞机保持水平飞行的挑战,所以需要特别强大的俯仰控制能力。急转弯避让在很多时候不可行。急转弯是通过大侧角横滚中拉升做到的,在极低空,这可能导致一侧翼尖触水,造成危险。一般需要直接拉起避让。# [! A; D% [. d
, k2 N" `( ]  q1 g# y  F: A
* A. \( \/ F5 d: X- O
横滚转弯需要非常小心,翼尖触水可能造成失事
7 k! G! f# [3 M; l+ j2 T. K! {, S( v! h+ T4 V6 T% I! f
地效飞机也有机体、机翼、尾翼,但与典型飞机相比,翼展短得多,机翼肥厚得多,平尾翼展则要大得多。由于空气阻力大大低于水阻力,地效飞机的速度比任何船都要快得多,但一般不及飞机。由于升力得到地效的极大助力,用于产生升力的动力消耗比飞机低得多,航程远远超过同级飞机。地效飞机的这个独特的跨界特点赢得很大重视,但也由于独特挑战,直到最近才获得较大发展。: N- p; ]' k- {  \

+ u  t1 A8 `4 e( k8 q9 S! T! `* |# O0 {0 U# n
最有名的地效飞机肯定是“里海怪物”# X- e8 D  h) ^' {; q3 b# I
7 F5 m6 p3 P, p4 Z, j7 A% n' Y7 c
“里海怪物”是苏联在70年代研制的大型地效飞机,还在冷战结束前夜短暂使用过一段。由于主要在海上使用,地效飞机(包括“里海怪物”)是分类到船舶的,而不是飞机,所以严格来说,应该说“地效船”。
$ Y8 j$ ?- j$ f4 ~" g2 M. S2 N# j4 p2 S3 }) I# ]- b
现在,REGENT (Regional Electric Ground Effect Naval Transport)的Viceroy Seaglider代表了新一代地效飞机。& E7 \% |9 @$ {6 V6 X9 ?* k5 G" W
7 E. Q, ]) m: n6 y! @% H
0 I' q% M$ W9 P( s( ]
( R# l5 g' M  c
0 ~8 ^9 x8 v5 ?. G
  R$ E9 {# w. f& j2 }. t+ L
在很多方面,这与“里海怪物”是截然不同的。这是电动的,所以可以用12台电动螺旋桨实现分布式推进,不仅提高可靠性,还将得到螺旋桨增压的气流沿翼展均匀分布,大大提高机翼产生升力的效率。电动机也不怕海水,螺旋桨位置较低也不怕,但气动上比传统水机的高置螺旋桨有效得多。+ L3 i( l2 x- a0 p; {. N
, v7 C4 t6 a9 }7 F& {4 A
下垂的翼尖自然成为附子的支撑,不仅便于在水面起飞、着落时提供横向稳定性,也强化飞行中的地效。有意思的是,尾翼采用独特的盒形翼,上下翼面相当于双翼,可以等效为增加的平尾翼展;左中右三个垂直翼面则相当于三垂尾,不仅结构上有增强作用,也提供更加强大的方向稳定性。稍大的阻力对于低速飞行来说问题不大,重量代价也可以接受。3 B( L( G2 p) y
# }) Z) ^* r0 t+ Q9 H5 T1 p
最有意思的是船体部分。水上飞机大多采用深V形船体,改善风浪中的横摇稳定性,还带有阶梯式船底,形成滑行艇的高速减阻效果。Seaglider依然用深V船体,但船底有前后一对水翼,水面速度达到一定后,水翼产生足够升力,船体脱离水面。: ~, |8 U" D3 O. x

5 {* P6 K, @  ?: x, a6 g2 Z4 I* T3 h. \. K

7 Q2 J* M# ?! H1 o1 z; h7 i4 Q( j5 l3 }3 }7 J9 k
. J8 b4 _. h6 A  A9 K0 c" I
水翼船作为高速船型已经使用已久,优点和缺点都已经熟知。用于地效飞机的“起落架”,还有额外的好处。起飞、着陆需要迎风,但在中低风力的时候,风和浪不一定来自同一方向,侧浪造成的摇摆对起飞、着陆作业是不必要的困扰。大风时,风和浪的方向大体一致,但一波一波的大浪打来,造成严重的起伏,也是一个问题。采用水翼后,船体脱离水面,水翼深埋水下,浪的因素大减,只需要考虑风的因素就可以了,大大简化操作。水翼状态在12节就可以实现,45节以上就可以起飞了。! {' A. L' C/ ~) W. i2 }8 c- q
0 H: ]3 B; \2 ^5 P
典型水翼有V形和平直两种。V形在侧倾的时候有自稳作用,但受水面波浪影响较大;平直的“潜航”深度较大,基本不受水面波浪影响,水翼的面积、重量和阻力也较小,但缺乏自稳能力,需要自动调节保持稳定。
% T' h$ ^* @  e* j9 T
% l. J$ ^6 y: A" j0 f& `( a5 {" r0 V1 B2 o% p5 ]1 ~

# {& B& A3 @! ~4 Q" kSeaglider采用可收放的平直水翼还解决了着陆冲击问题。水翼触水时,冲击力大大低于船体直接触水,有利于降低船体强度要求和减轻重量。
4 x# c, K  o9 c" Y. J8 a. k4 d) V1 a1 o
Seaglider机组2人,可载客12人,或者1600公斤货物,航程290公里(下一代电池可延长到650公里,改用混动可增程到1600公里以上),速度160节(300公里/小时),噪声比螺旋桨飞机或者直升机降低至少30分布,也就是说,差不多是重型卡车的水平,目标单价在500-700万美元。这当然不便宜,但比照载客13人加机组2人的贝尔412直升机,速度260公里/小时,航程980公里,载重3000公斤。贝尔412在航程和载重方面还是有优势,但单价高达1600-2000万美元,这还是基于越战时代UH-1的基本技术,成熟度和规模经济效应已经发挥到极致了,但还是有显著的成本差别,运作费用差别就更大了。* K* I" m& ]8 T- B5 G; f, ?! s

8 i9 q/ l! u/ b/ l' e. q1 R- aSeaglider已经引起轮渡公司和美国海军陆战队的注意。英吉利海峡轮渡有意用这个进行跨海峡航运,美国海军陆战队则有意以此为跳岛作战的运输平台,装上某种武器也是很可以想象的。由于飞行时不接触水面,尾流很微弱,不易发现,生态和浪涌冲刷影响也小。
* H7 l+ I$ f/ y0 c1 D  f1 D7 i
5 v, y! `/ j6 k1 }; U4 E% dSeaglider是小型地效飞机,DARPA还在研究大型的,如Aurora Flight Science的Liberty Lifter。
3 G( V/ ~" v9 y* e7 F, s9 x% R1 x% ~, Y( O. W
2 C: H4 m! }8 B# v( B

, k& ~. x5 D+ B2 [7 y! E) ^1 c这比Seaglider大得多,也采用更加常规的船体起飞和降落,但载重量相当于C-130J,可运载装甲车甚至轻型坦克。- c  H+ @% G" R6 N
9 ?0 n0 r1 Y) z* c: R% W
中国的地效飞机研究也不落后,这对中国的海岛运输有用,内陆河湖运输也可以很有用。军民两用更是中国的强项,军用开路,民用开花,在互动中极大降低成本和迭代技术。
+ S" x/ m/ I, W  b0 x) b4 e* n  u% Y5 J
要是中国Seaglider能把价格干到500-700万人民币,可能很快就有很大的市场。这并非不可能的价格。要是美国能干到500-700万美元,中美实际劳动生产力为基础的兑换率大概也就4:1,还有与电动汽车的共享加成。也就几辆比亚迪仰望U8的价格。军用更有巨大潜力,一发300远火弹就100万了。

评分

参与人数 6爱元 +50 学识 +2 收起 理由
helloworld + 10
landlord + 12 涨姿势
老树 + 2 涨姿势
老票 + 16 + 2 涨姿势
住在乡下 + 6 涨姿势

查看全部评分

本帖被以下淘专辑推荐:

  • TA的每日心情
    郁闷
    5 小时前
  • 签到天数: 2987 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2025-5-4 08:32:17 | 只看该作者
    我记得曾经有一个科技部副部长一直在推这个方向,好像有一个专项,大约2005年前后。不过就象鲲鹏一样,需求不大或不迫切,估计进展不大。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    5 小时前
  • 签到天数: 1283 天

    [LV.10]大乘

    板凳
    发表于 2025-5-5 10:30:23 | 只看该作者
    testjhy 发表于 2025-5-3 16:32
    ( O8 ~$ `* n7 V$ h3 H5 U4 I. g9 c我记得曾经有一个科技部副部长一直在推这个方向,好像有一个专项,大约2005年前后。不过就象鲲鹏一样,需求 ...
    ( M( |& H6 f5 ^8 d4 u) y( s. m# Q
    解放军的边防部队以前装备过几架,后来退役了。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    郁闷
    5 小时前
  • 签到天数: 2987 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2025-5-5 10:51:55 | 只看该作者
    故乡在喀什 发表于 2025-5-5 10:30: t8 v4 R" }- O3 \( C
    解放军的边防部队以前装备过几架,后来退役了。

    " M2 O' l) c$ [  D有一年总参特种旅来了几个代表,想把空中三蹦子(旋翼机)做无人化改造,其中就有给高海拔边防部队运输给养的设想,最后项目没有落地,
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体

    5#
    发表于 2025-5-5 12:02:38 | 只看该作者
    本帖最后由 鳕鱼邪恶 于 2025-5-5 22:21 编辑
    # M# r" r1 o! _* n. A- W& j
    1 M& g, Y" T5 T- |, r  V* N% g) T6 x# G% I+ f" E

    ' i: T0 C4 |7 z/ Z6 x最牛地效飞行器。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2025-7-23 11:09 , Processed in 0.040558 second(s), 22 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表