掠航于水天之际的俄罗斯地效飞行器

吴敏杰

“里海怪物”

自从 60 年代首架俄罗斯地效飞行器“里海怪物”被国外侦察卫星发现并公开以来，俄罗斯始终没有停止过地效飞行器的研究和发展工作。30 年来，它已经在俄罗斯先进航空航天技术发展领域中成为一个重要分支。其独特的借助地面效应原理，能在有效的地面效应高度内航行的使用特点，使之能完美地将常规飞机空中飞行的高速性和海上舰船高承载性的优点结合起来。

与相同排水量的舰船相比，地效飞行器因在巡航飞行阶段不与水面直接接触，大大减少了航行阻力，提高了巡航速度；与常规的飞行器相比，它的载运重量远远高于同级的飞机，从而填补了海上和空中运输器之间的空档。地效飞行器近年来已经引起了许多经济发达国家更广泛的兴趣，并很有可能成为21 世纪航空运输领域的重要发展部分。由于俄罗斯在地效飞行器研制领域已经

有着 30 余年的经验，并已有不少成功的型号，因而被公认为具有领先世界的地效飞行器研制技术。本文着重介绍俄罗斯在地效飞行器研究领域的发展与重要的成就。

地效飞行器的发展

早在航空业发展初期，飞行员们就发现，小展弦比、下单翼、宽翼展飞机在接近地面或水面飞行时有一种轻飘飘的感觉，不容易完成着陆。很快，空气动力学们就弄明白了这种现象存在的原理，并把它称作为地面效应。地面效应是飞行器或它的升力装置在贴近地面或水面进行低高度飞行时，由于地面或水面干扰的存在，航空器升力装置的下洗作用受到阻挠，使地面或水面与飞行器升力面之间的气流受到压缩并因而增大了机翼升力并同时减少阻力的一种空气动力特性。通常航空器距地面高度小于 0.5～1 个翼展时，地面效应才起作用。根据这种气动特性，前苏联的下诺夫哥罗德水翼艇中央设计局(现在以

地效飞行器创始人 P-E-阿列克耶夫命名)自 60 年代起就开始地效飞行器的理论和实验研究。其中包括对专门研制的起飞重量从 1.5 吨到 500 吨、甚至更大的地效飞行器进行试验，并根据研究结果，解决了地效飞行器的空气动力学、结构强度、安全性及使用可靠性问题和其相应的结构材料、发动机和机载设备的保障问题，成功地利用了总设计师 H-库兹涅佐夫设计的燃气涡轮发动机和主设计师 B-季阿米多夫设计制造的导航驾驶系统。

在此理论和试验基础上，前苏联从事舰船制造和航空产品工作的研究和发展局着手探索研究了掠海飞行的地效飞行器。“里海怪物”是直到国外侦察卫星把其照片转发到地面后才使俄罗斯地效飞行器的研究公诸于众的第一架地效飞行器。它长近 100 米，翼展 37.6 米，重 544 吨，装 10 台发动机，巡航高

度 10 米，速度达 400 千米/小时，可搭载 500 名士兵。

它不仅能在低空飞行、水上滑行，而且能越过沙丘、沼泽地、雪丘等执行搜索潜艇、运送装备，其中包括导弹装备的任务，可奔袭数千千米。由于它在超低空领域飞行，传统的雷达很难发现它。“里海怪物”由原苏联红色安尔科沃工厂生产，其试验工作先后持续了 15 年之久。在 1988 年安 225 飞机闻世前，

它一直被认为是世界上最大的飞行器。该机总共生产了 5 架，其中一架 1980 年在黑海坠毁。

到 70～80 年代，前苏联已经制造出了各种不同种类的实用型地效飞行

器，如：起飞总重 1.6 吨、速度 200 千米/小时、航程 400 千米的双座教练型“雨

燕”；起飞重量 2.85 吨、速度 140 千米/小时、航程 500 千米的 8 座两栖客运行

型“伏尔加 2”；起飞重量 140 吨、速度 400 千米/小时、有效载重 20 吨、航程

1500 千米的两栖突击型“小鹰”；起飞重量 400 吨、速度 500 千米/小时、有效

载重 60 吨、航程 3000 千米的“鹞”海军用地效飞行器”。多年来军用地效飞行器成功的使用经验已经表明，它们在战时具有良好的战略和战术任务能力，在 和平时期又能有效地执行海面监视任务。同时，它还具有不需要像飞机那样昂 贵的地面或水面基础设施的优点，因而，为今天地效飞行器迅速向民用领域开 发打下了良好的技术基础和经济基础，并正在迅速向各种民用领域发展，包括： 客运、货运、搜索与救援和水域探察等。

1990 年以来，俄罗斯已经逐渐披露了他们研究的掠海和掠江河湖面飞行的地效飞行器，特别是民用型掠海飞行和掠江河湖面飞行的地效飞行器的情 况，前者如 C90 型和 100 型、200 型、300 型、400 型等，可载客 90 到 460 人不等；后者如“火箭”、“流星”、“慧星”、“旋风”等，可载客 50 到 250 人不等。

从 1994 年以来介绍的资料看，俄罗斯已把民用地效飞行器的开发研制放在了重要位置。1995 年 7 月，俄议会通过了《开发地效飞行器工程》的专项决议，要求政府对地效飞行器的研究与发展工作给予更多的扶持，以保证俄罗斯在该技术领域的领先地位。目前俄罗斯的地效飞行器已基本形成了本文后面介绍的五大系列。

地效飞行器的功能和用途

地效飞行器具有多种工作方式：如可在水面上滑行，可在地面、冰面或雪 面上进行低空飞行。现在，地效飞行器可用于各种民用目的，如：客运、货运、客货两用、旅游观光、搜索与救援、远洋渔船和钻井平台换员运输、通信保障、邮递等。因为它们的速度快、载重量大等特性完全符合其潜在客户的现代要求 和未来运输工具的发展趋势。专家们分析，在机场基础设施薄弱的东南亚多岛 地区，使用地效飞行器的效果尤为明显，而加拿大早就渴望得到这种综合性的、四季皆宜的环保型运输工具。尽管俄罗斯地效飞行器的应用研究原来主要集中 在海军军用运输等任务上，但它所具有的卓越的机动性和适航性，完全适用于 民用领域。

如“小鹰”2 型军用地效飞行器的客运型，可载客 150～300 人(随客舱配置要求而定)。地效飞行器每千米耗油量与现代先进飞机的相当，却不像飞机那样必须要从投资很大的机场跑道上起降。地效飞行器本身也具有一定的爬坡和登岸能力。此外，地效飞行器的运输经济效率也较高，以 500 千米/小时的航速运

送每千克载荷到 5000 千米远处的运输费仅相当于常规舰船以 40 千米/小时航速运送同等重量货物的运输费用，比以 900 千米时速飞行的运输机的低 2～3 倍。著名的波音 747 飞机载运量仅为其自重的 20%，而地效飞行器的载运量可达自重的 50%。其速度比一般舰船高 10～15 倍，比大多数高速舰船也快 3～5 倍。

五种系列的地效飞行器

“雨燕”系列

“雨燕”属小型地效飞行器，采用铝质结构，为串列双座、双发动机、双螺旋桨设计布局，是专为海军设计，用于海军训练地效飞行驾驶员的教练机。从 80 年代中后期起俄开发了近海使用型的民用“雨燕”系列。该地效飞行器经

过实艇试验，性能优异，在 1994 年曾获布鲁塞尔国际发明成果博览会“尤里卡” 金奖。该型地效飞行器或称地效艇现已投入批生产。主要民用型称为公务型。 它以两台总功率达 300～670 千瓦的航空活塞发动机为主动力，驱动两副位于机头部位的螺旋桨，时速可达到 180～220 千米。其适航性为起飞时限制波高 1.3 米以下，掠海飞行高度一般为 0.5 米，航程 1500 千米。据称，在“雨燕”基础

上，俄已研制出分别搭载 2 人、8 人和 20 人的“雨燕2 3”型、“雨燕2 4”型和“雨燕2 6”型地效飞行器。

“伏尔加”系列

“伏尔加2 2”气垫型地效飞行器（也可称之为气垫式地效艇），是一种可在内陆江河、湖泊、水库上进行高速客运及公务运输的气垫式客艇。艇体由铝合金制成。它装两台总功率 210 千瓦的活塞发动机，带动两副螺旋桨。艇体下部

设有封闭的气室区。艇身长 11.3 米、宽 7.6 米，舱内设有 8 个座位，总重 2.5

吨，航速约 120 千米/小时，航程 500 千米。

它适于在内陆水域，起降时风速不大于 10 米/秒、浪高不大于 0.5 米；掠

航时浪高不大于 1 米的条件下使用。旅客上下艇均在岸滩上，可全年营运，可

航行于水面、冰面、雪面和相对平坦的地面上。首架艇于 1986 年完工，而后经过了复杂、严格的试验并按试验结果进行了修改设计，在下诺夫哥罗德“索科尔”(“制造厂首批投产 4 艘，并于 1996 年全部完工。后来，在“伏尔加 2”型气动布局、材料结构等基础上，水翼艇中央设计局又推出了该型艇的加程型设计方案，即“火箭”2 型。其排水量增大 10 倍以上，艇长 26.2 米，翼展 14.9

米，自重 16 吨。该艇满载时排水量 33 吨，最高时速 190 千米，巡航速度 176

千米/小时，航程 800 千米，可装载 90 余人。主要用于内陆江湖水域的高速客运服务，也可用于救生、旅游、自然考察等。它既可掠航于水面，也可安全通过较平坦的陆面，左右主翼各装一台涡桨发动机，在垂直尾翼处装一台巡航用发动机。