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首发 | “里海怪物”——地效飞行器

王群 军事高科技在线
2024-09-16




The Drive网站“战区”专栏2020年7月31日报道,俄罗斯目前唯一的一艘903项目MD-160型“花尾鸽”号地效飞行器近日重新下海航行,被转运到达吉斯坦共和国德尔本特市的爱国者公园,并将作为俄罗斯“军队-2020”论坛期间的重磅展品之一在那里公开展示。


鹞级“花尾鸽”号地效飞行器,实则是苏联时期秘密研制的一款“航母杀手”反舰武器。这类大杀器,它第一次为世人所知还是在上世纪70年代初。当时,一颗美国的间谍卫星在一次对苏联里海地区进行的例行侦察中,发现那里正在试航一种奇怪的庞然大物。它外形既像舰船又像飞机,可以贴着水面以令人难以置信的速度航行。由于不明事理,美国军事专家就给这种飞行器起了个“里海怪物”的名字。不过,在其后的几十年时间里,“里海怪物”似乎在人们的视线中消失了。直到最近几年,这个已经被人遗忘多年的神秘东西,却开始频频在媒体上露面,还被人们誉为掠海巨鹰。甚至有报道说,俄罗斯或将重启对“里海怪物”地效飞行器的研制,并打算把这种大杀器用于北极地区,加强对该地区的控制能力。这些重磅消息引起了广泛关注,并让人们感到兴奋,因为果真如此,意味着不久的将来,在战场上将会出现地效飞行器这种另类的超级大杀器。


那么,借此机会我们就来讨论一下地效飞行器,看看“里海怪物”这类“妖魔鬼怪”究竟有什么“妖术”。

▲ 苏联“里海怪物”地效飞行器






地效飞行器的原理和类型


当接近地面(或水面)飞行时,飞行器与地面一定高度之间的空气气流要受到压缩,其底部的压力增大,从而产生一个附加升力,这就是所谓的地面效应,简称地效。利用地效原理制成、能贴近地面航行的运载平台,就是地效飞行器;而能产生地效的、离地面数米高的区域则称为地效区,其具体高度还与地效飞行器的翼展等因素有关。显然,地效飞行器一般是要在贴近地面的地效区内飞行。


理论上看,地面和水面上都能形成地效区,由此应该既能设计出在地面上飞行的地效飞行器,也能制造出在水面上飞行的地效飞行器。然而,水面通常比地面平滑和开阔,没有山丘、树木和建筑物等太高的一类障碍物,且地效区大而连续,可以说是起伏平缓、一望无际,所以在水面上运作的地效飞行器,其设计制造难度小、起飞容易、飞行安全性高,而且可制作的更大一些,停在水面的时候还可利用浮力承受自身的重量,起到机场或港口的作用。如此一来,地效飞行器大都被设计为在水面型的。前苏联的“里海怪物”,实际就是一款在水上起降的地效飞行器。

▲ 苏联“里海怪物”地效飞行器效果图


地效飞行器根据腾空方式的不同,通常分为动升型和静升型地效飞行器两大类。前者主要通过贴地运动时,在机翼升力面上形成的地面效应腾空,而后者除利用贴地运动产生的地面效应外,在低速航行时还同时依靠发动机带动涡轮风扇旋转,以风扇气流压缩翼身与地面间的空气,加强地面效应而垫升。






 地效飞行器的特点和用途


地效飞行器可利用地面效应,并结合动力增升的方式实现掠海飞行。由于拥有升空和排水两种航态,因此与舰船相比,地效飞行器贴地飞行不与水面直接接触,减少了航行阻力,提高了速度;而与飞机相比,地效飞行器的航行高度低,在动力等性能相同的情况下,有利于增大体积重量、提高载运量。这样以来,地效飞行器就将飞机的高速度和舰船的大承载力结合在一起,占据了超低空与水面之间的飞行空档,同时兼顾飞机和舰船的优势,进而形成了如下一些重要特点。


首先是速度快。地效飞行器超低空掠海飞行,阻力小(只有水的1/800),航速可达到普通舰船的10至15倍、高速船或气垫船的3至5倍,就连直升机也自叹不如。其次是承载性好。地效飞行器无需升空很高,动力要求小一些,容易实现更大的承载力,其载运量可达自重的50%(承载性好的飞机也不过是自重的20%)。第三是适航性优。地效飞行器在贴近水面的地效区运作,基本能在3级海情下顺利起降,飞行受天气和海浪影响不大,在浪高小于3米仍能平稳和安全地起飞巡航,轻易就能飞越沙滩、滩涂、沼泽、冰面和浮冰以及雷区等。第四是机动性强。地效飞行器同时依靠特殊结构和特别设计的部件,可操纵性好,能实施近垂直起降、倒退悬停和无坡度转弯等动作,甚至还能就地回转。第五是隐蔽性突出。地效飞行器贴近水面高速飞行,噪声小、水面上无航迹,不容易被发现,还可充分利用地球曲率的影响躲避雷达的探测,规避防空武器的拦截。第六是安全性好。地效飞行器在地效区运作,飞行高度低,一旦出现紧急情况或发生故障,可随时安全地降落到水面,不像飞机那样可能因高空坠落而机毁人亡。最后是经济性好。地效飞行器避开了水的阻力并充分利用地效飞行,单位油耗一般比舰船要小,不需大的机场或码头及复杂的附属设施,减少了维护保障所需的人力物力。

▲ 苏联“小鹰”地效飞行器


正因为地效飞行器有上述一些优点,所以在军事领域它作为两栖登陆平台,可轻松地飞越敌方布设的反登陆和滩头障碍,有效完成抢摊登陆的任务;作为海上运输平台,可承担复杂地形和海况下兵员装备的大规模运输,快速完成兵力投送和部署;作为机动攻击平台,可从水面和水上隐蔽地发起对海与对陆的精确打击;作为三位一体战略核力量中的海基发射平台,可担负战略导弹的核打击使命,同时也可执行战术导弹的常规打击任务。除此以外,地效飞行器还可承担侦察反潜、警戒巡逻、排雷破障、布雷设障、搜索救援、医疗保障等很多任务,甚至可用于防空反导。





地效飞行器的现状和未来


如果从“里海怪物”被发现开始算起,系统和广泛地开展地效飞行器的研发,至今已经有40多年的历史了。这期间,数十个国家积蓄了较强的技术实力,有的还制造出了地效飞行器。其中,尤以俄罗斯表现突出,美国则次之。


俄罗斯作为唯一列装过地效飞行器的国家,其在该领域的研发实力超群,虽然由于苏联解体,它中间受经济不景气和政治动荡等原因中断研究很多年,但之前它就初步解决了空气动力、布局设计、强度构型和稳定安全等问题,制造出了多种类型的实用地效飞行器,性能在当时就达到了相当的水平。比如,前述的“里海怪物”地效飞行器,其最大起飞重量约540吨,载重超过200吨,一次最多可搭载850名全副武装的士兵,时速超过400千米,航程7500千米,可执行海上运输和兵力投送;鹞级“花尾鸽”号地效飞行器,最大起飞重量约380吨,载重超过100吨,一次最多可搭载500名全副武装的士兵,时速550千米,航程3000千米,携带有三具双联“日炙”反舰导弹,可实施对海攻击、抢滩登陆和野战救援,曾于1987年在黑海舰队短期服役过;“小鹰”地效飞行器,时速350千米,航程1500千米,一次可运送200名全副武装的士兵,执行抢滩登陆作战。有媒体报道说,俄罗斯目前正重组力量、蓄势待发,准备研制性能更好的大型地效飞行器。

▲ 俄罗斯“里海怪物”由拖船拖着在海上航行


美国尽管在前期对地效飞行器重视不够,相对来说起步晚了一些,但凭借着雄厚的综合国力和后发优势,技术上已经形成一定气候,大有赶超俄罗斯之势。上世纪90年代前后,美国趁俄罗斯经济陷入困境、武器装备研发难以为继之际,“弯道超车”,在地效飞行器发展方面跟了上来,制造出了几种高性能的地效飞行器,如“哥伦比亚”号“加林顿”号地效飞行器。这几年,美国更是雄心勃勃,一直埋头研制“鹈鹕”大型或超级地效飞行器。据称,该飞行器机身长110米,翼展达152米,在离海面6米的空中飞行,载重量为1270吨,时速490千米,执行运输任务时航程可达上万千米,一次可运载17辆主战坦克,或者3000名全副武装的士兵,能力远远超过了美国现有的运输机。此前有媒体透露,美国目前同时还在全力推进地效飞行器的军事实用化进程。

▲ 美国“鹈鹕”超级地效飞行器效果图


总体看来,未来地效飞行器的发展,从技术上看应该加强地效影响、最优升力、冲击颠簸、气象海况和随机扰动等安全稳定方面的研究,完善地效飞行器的结构、强度和设计理论,并解决好发动机、材料、导航、操控等问题。只有这样,才能让“里海怪物”一类地效飞行器重出江湖,并施展出其与众不同的“妖术”,早日以掠海巨鹰的大名,成为未来战场上的超级大杀器。



THE  END

文字 | 王群(国防科技大学国防科技战略研究智库)

图片 | 来源于网络

编辑 | 四月

审阅 | Q、黄洋


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