地效飞行器技术 "里海怪物"再度重启

2015-10-19 15:34 环球网

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资料图:前苏联“里海怪物”地效飞行器

资料图:前苏联“里海怪物”地效飞行器

据俄罗斯卫星网2015年9月9日报道,俄罗斯工程师正积极对重型飞艇“里海怪物”的产品原型进行设计。并且,项目研发单位中央水翼船设计局正与数个潜在买家谈判(包括外国买家)。作为设计独特的一种军用飞行器,“里海怪物”项目最早由苏联于20世纪60年代末设立,中间一度因经济困境而被搁置。该项目近期得以重启并获得实质性进展,意味着俄罗斯正在巩固该领域的技术优势。

■貌似“上帝之手”托起的地效飞行器

“地效飞行器”这一概念中所谓“地效”是“地面效应”的简称,即飞行器在低高度飞行以及在起飞和着陆过程中,地面产生出一种使机翼诱导阻力减少、升阻比增加、飞机升力显著提高的效应。在这一过程中,飞行器就像被一股神秘的力量柔和地托起,因此“地面效应”也被戏称为“上帝之手”。利用该效应的地效飞行器通常在距离水面1-6米的高度飞行,它的航速接近飞机,是普通舰艇的10倍、气垫船的3倍以上;而运载量则向舰艇看齐,运输成本要远低于飞机。

在军事上,低空的地效飞行器利用对方雷达盲区很难被发现,可以躲避对方防空火力的攻击;用于突击登陆时,它还能像气垫船一样在地面或沼泽上空飞行,轻易越过岸边反登陆障碍物和地雷。军事专家们指出,地效飞行器有水面、地效区和高空多种航行方式选择,其使用灵活,速度快、续航时间长,非常适合执行反潜、防空、扫雷和布雷等多种任务。除此之外,地效飞行器还具有良好的操作性,它的方向控制性和运动稳定性比飞机好,驾驶员无需特殊培训,维修保养也比飞机简单方便。特别是由于地效飞行器在地效区飞行时升阻比高,在同样的载重量和飞行速度时,耗油量比普通飞机要低30%以上,经济性好、航程远。

早在上世纪20年代,人们已经对地效概念有所探索,德国人最先研制成功了小型地效飞翼艇,苏联也于50年代开始了地效飞机的研究。其间人们逐渐发现,海面较地面更适合飞行器利用地效飞行,而且如果在地效机机翼前上方安装航空涡喷/涡扇发动机,利用发动机产生的强大气流在机翼下形成一个动力气垫,可显著增强地面效应托起飞行器,实现掠海高速飞行。苏联的大型地效飞行器研发项目始于20世纪60年代末至70年代初,当时由苏联阿列克谢耶夫中央设计局牵头负责项目的设计和原型机建造。

基于地效飞行器既是飞机和船舶技术的结合,又与一般观念的飞机或船舶有重大差异的特点,阿列克谢耶夫大胆地突破飞机和船舶设计的常规道路:没有沿用传统飞行器首先采用大量风洞试验的方法,避免了漫长的试验过程和昂贵的试验经费;也没有按照船舶设计模式先在试验水池中进行水动力和船体试验,而是创造性地采用大量制作并研究各类缩比模型在开放水面实地检测试验的办法,摸索出地效飞行器独特的气动力布局,解决了地效飞行器在气水介质之间复杂的近地飞行环境中的稳定性这一关键技术,发明了高平尾、首部前置发动机气流垫升的地效飞行器布局外型。

资料图:前苏联“里海怪物”地效飞行器效果图

资料图:前苏联“里海怪物”地效飞行器效果图

■在军事上被寄予“两栖明星”的厚望

地效飞行器作为一种新出现的两栖运载工具,集飞机和船舶的许多优点于一身,在军事上有着广阔的应用前景。首先,地效飞行器的隐蔽性好、速度快,是极佳的导弹攻击平台。它可以掠海面超低空飞行,敌方的雷达或其他探测装置很难发现它。即使被卫星发现,因海面的海沙波干扰影响,其隐蔽性会大大增强,暴露率明显减低。同时,导弹地效飞行器的最高时速可达500公里,远远超过舰船的十倍。在这种情况下,即使被敌方发现,地效飞行器再发射导弹实施攻击,敌方也难以防御。

第二,某些类型的地效飞行器可发挥相当于大型登陆输送舰的作用,如俄罗斯的“里海怪物”可搭载800名全副武装的两栖陆战队员,以及配有艾绯谛岢,战斗力和性能力十足,更有坦克、装甲车等装备。进行登岛作战时,地效飞行器可快速地从出发地航行到目标岛屿的近岸前沿,把作战人员快速投入要登陆的地域。

第三,地效飞行器载重量大,可用于运输大量军用物资,还可用于海上救援,担负各种作战任务。地效飞行器可实现水上登陆和由岸上下水,动力气垫还大大减少了它航行中受到波浪的影响,具有良好的耐波性,并且可轻松地越过抗登陆一方布设的滩头障碍。地效飞行器不仅可在水面航行,也可以在沙滩、沼泽、冰上、雪地等多种地形上航行,两栖性强。在战役中能快速有效地完成兵员装备的运送和抢滩登陆任务。因此,可作为未来的登陆载具。苏联在1982年建成的2艘“里海怪物”就可专用于两栖登陆,其航速300节,可运800名全副武装的士兵。

美军对地效飞行器的快速运载能力大为欣赏,认为如美国早在海湾战争中就采用地效飞行器船队进行快速部署和物资运输,那么战争前军队集结、后勤准备的时间就可大大缩短,迅速地构成“沙漠盾牌”。地效多用途艇有水面、地效区、高空多种航行方式选择,使用灵活,速度快、续航时间长,适合反潜、防空、扫雷、布雷等多种用途。在担负舰队防空任务时,可迅速升空,用雷达搜索跟踪敌来袭机群,发射超视距空空导弹歼敌。据称,美国海军未来的大型地效飞行器还可装备“三叉戟”洲际导弹,执行战略核打击任务。

■被冠名为“里海怪物”的苏联地效飞行器

里海是世界最大的内陆湖,位于辽阔平坦的中亚西部和欧洲东南端,西面为高加索山脉。整个海域狭长,南北长约1200公里,东西平均宽度320公里。面积约386400平方公里,比北美5大淡水湖加在一起还要大出一倍多。有130多条河注入里海,其中伏尔加河、乌拉尔河和捷列克河从北面注入,3 条河的水量占全部注入水量的88%。整个里海平均水深184米,湖水蓄积量达7.6万立方公里。海面年蒸发量达1000毫米。里海为沿岸各国提供了优越的水运条件,沿岸有许多港口,有些港口与铁路相连,火车可以直接开到船上轮渡到对岸。

据全球研究(Global Research)2007年的统计显示, 欧亚大陆 (主要是里海)的石油储量在900亿到2000亿桶之间,约占世界石油总储量的7%。而天然气储量更为醒目,据保守估计,中亚里海的天然气储量约在230至360万亿立方英尺,约占世界总量的8%。但在冷战时期,苏联对该区域蕴藏的丰富能源一直采取不开发的保护原则。而且,当时里海周边只有伊朗和苏联2个国家,苏联也同意和伊朗分享里海资源。

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苏联时期,让这个内陆湖名声大噪的并非能源,而是被西方惊呼为“里海怪物”的苏联地效飞行器。上世纪80年代,美国间谍卫星在对苏联里海军事基地的一次照相侦察中发现,苏联正在秘密试航一种既像飞机又像船的怪东西,其与水上飞机不同的是,它能几乎贴着水面高速航行。西方于是给它起名为“里海怪物”。“里海怪物”将采用R-195助推发动机(用于苏-25对地攻击机)和TV-117SM主发动机(用于伊尔-114飞机),航程7500公里,能够以800公里的时速将850名士兵运送到世界各地,由北至南穿越里海1200公里长的水面只需一个半小时。

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■曾因经济困境下马的“里海怪物”再度重启

虽然各国都在地效飞行器领域投入巨资,但至今尚未听说哪个国家正式服役了大型军用地效飞行器。由此可见,在大型军用地效飞行器领域,尚存在未能攻克的技术难关。最重要的是,军用大型地效飞行器的定位也很不明确。尽管这种装备是一种集飞机和船舶众多优点于一身的新型两栖运载平台,但其作战用途很难界定,无法确定其究竟是一种空军用的作战装备,还是海军作战装备。换而言之,对于军方而言,大型地效飞行器已经成为累赘,无论是海军,还是空军,都不愿意为该项目提供研制经费,特别是在资金匮乏的时候。

据俄罗斯新闻网2011年11月22日报道,俄军将在近期正式停止研发大型地效飞行器。报道援引俄国防部一名高级官员的话称:“在2011到2020年度的俄国防研发和采购预算中,没有关于为俄海军研制和采购地效飞行器的项目和计划”。俄海军司令部官员也承认:“我们不想在停止研制地效飞行器的问题上有过多纠结。海军还有更多更重要的事要做。我们不应该对这个问题还存在更多不切实际的幻想。”由于无论是作为俄军方最高决策层的国防部,还是作为唯一用户的俄海军均表示不愿继续投入人力、物力和财力发展大型地效飞行器,因此以研制出“里海怪物”而闻名的苏联/俄罗斯大型地效飞行器项目最终只能黯然退场。据悉,凭借较早的技术起步,俄罗斯在地效飞行器领域始终走在世界前列。但此次停止研发也是迫不得已。除了长期困扰俄军的经费问题外,地效飞行器在技术上尚存在诸多难题。

据俄罗斯卫星网2015年9月9日报道,俄工程师正在进行重型飞艇“里海怪物”的产品原型设计。中央水翼船设计局首席设计师乔治表示,“里海怪物”A-050飞行艇的起飞重量为50吨,中央水翼船设计局正在研制之中。他还表示,由于A-050飞行艇全部采用的俄罗斯本国航空电子设备和导航设备,该飞行艇是联邦安全局、紧急事务部和海岸警卫队的理想选择。A-050飞行艇设计的最大起飞重量是54吨,其载荷能力为9吨,可搭载100名乘客。巡航速度达350-450千米/小时。A-050飞行艇将采用R-195助推发动机(用于苏-25对地攻击机),和TV-117SM主发动机(用于伊尔-114飞机),有效航程为5000千米。(窦豆/谢武)

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