地效飞行器（Ground effect in aircraft），也称作飞翼船、地效翼艇，利用地（水）面效应和动力增升原理在地效区中飞行，使升阻比增加，气动效率大大提高。地效飞行器是介于飞机、气垫船和舰船之间的 一种高速飞行器。

从1897年法国人最早进行地面效应飞行试验至今,人类对地效飞行器的理论研究和实践试验已有了上百年的历史。以俄罗斯为代表的一些国家已经拥有了一些较成熟的技术。地效飞行器按主要气动布局形式可分为串翼式、槽流式、飞机式、利比希式、双体式、飞翼式、气垫式、盒式翼等8类。

地效飞行器的优势非常明显：适航性优异，贴近地面、水面飞行，适合在雷达盲区行动，较少受地表障碍干扰；巡航速度高，航速可达水面舰艇的10倍以上；成本可控，一架地效飞行器的效费仅为飞机或军舰的60%左右。

地效飞行器是一种兼具海上航行和腾空掠波飞行功能的新型水上交通工具。它利用地面效应实现减阻、增升，航速为常规船舶的数倍至十余倍，是目前世界上最快的船型。它能在水面机动、驻泊，具有独特的性能优势，能快速执行各类海上紧急任务。

从1897年法国人最早进行地面效应飞行试验至今,人类对地效飞行器的理论研究和实践试验已有了上百年的历史。不过因种种因素的制约,很多国家在该领域所取得的成就远不如在水上和空中运输工具方面那么明显。20世纪50年代末,苏联水翼船之父阿列克谢耶夫受命领导地效飞行器研发项目,经过几十年艰苦不断的努力,攻克了许多关键的技术难题,成功地研制出不少具有各种用途的地效飞行器,使世人对地效飞行器的性能特点有了更加全面的了解,同时也引起许多经济发达国家的广泛兴趣。以俄罗斯为代表的一些国家已经拥有了一些较成熟的技术。

前苏联十分重视发展地效飞行器,加之有里海、黑海等内海、大湖作为理想的试飞场所,因此在地效飞行器的设计、制造方面一直处于世界领先地位,先后研制出20余种型号的地效飞行器,其中"小鹰”“雌鹤"等型号已经编入部队使用。1966年,苏联秘密建成了称为"KM"的大型地效飞行器1:1样机,并被运至里海基地开始试验。这就是所谓的"里海怪物",长100m、重544t,可乘载1000名武装士兵。20世纪80年代,第一架专为军事目的而设计的小鹰号航空母舰地效飞行器问世。它最大起飞重量150t,巡航时速400km,共生产了5架。地效飞行器的另一个重要军事用途,就是作为导弹武器的运输和发射平台。"雌鹤"地效飞行器就是专门为这一用途研的。"雌鹤"重400t,可同时发射6枚SS-N-22超声速反舰导弹,被人称为"抗击航母的撒手铜"。其民用改进型包括"救星"、"救星"-2、"鹤"-P等。除了"小鹰"系列和"鹤"系列,俄罗斯还研制了多种类型的小型地效飞行器,比较著名的有"雨燕"系列、"伏尔加"系列、"澳洲野犬"(Dingo)等。"雨燕科"系列于1991年通过国家试验,并开始装备俄罗斯海军,用于训练海军地效飞行器驾驶员。伏尔加河2气垫型地效飞行器(也称之为气垫式地效艇),是一种可在内陆江河、湖泊、水库进行高速客运及公务运输的气垫式客艇。"澳洲野狗"是一种多用途轻型水陆两栖飞机。值得一提的是,在2003年莫斯科国际航空航天展览会上,别-2500超重型水陆两用战略运输机首度亮相,引起广泛关注。别-2500运输机设计运载量惊人,它的起飞重量为2500t,最大载重1000t,相当于10架美国军队C-17运输机"环球霸王"运输机的运力总和。截至2007年,俄罗斯已经造出2架别-2500试验机,该机体型巨大,翼展156m,机身长123m,配备8台发动机,以8000m的高度飞行,高空飞行速度仍可达到800km/h,最大航程17000km。俄罗斯最新型的安-124运输机的载重量是150t,与前者比相差甚远。按照俄罗斯航空公司专家的说法,别-2500将主要用于跨大西洋和跨太平洋航线运输。

美国自俄罗斯研制的“里海怪物”地效飞行器曝光后，也开始着手进行地效飞行器的开发工作，主要有小型地效飞行器样机GME-1、GME-2和GME-3，100t 级“哥伦比亚”号地效飞行器方案，1000t级的“大韦兰 德号”地效飞行器方案，以及用于跨洋运输用载重量 1270t的“鹈鹕”号巨型地效飞行器概念设计方案。

美国正在研制的“鹈 ”地效飞行器，长152m，翼展109m，有效载重1270t，作为军事应用可运送17辆坦克。海面飞行高度一般不超过6m，陆地上飞行高度可达6000m，海上航程超过10000km。对于民用则可做成载客2000人的越洋运输艇，但该型号似乎只处于概念设计阶段，并无实质进展。近些年来，俄美也联合研制了无人驾驶的地效飞行器，这种飞行器外形奇特，周围伸 出4个机翼，酷似科幻电影里的”飞碟“。

德国人利佩什也在20世纪60年代开始了对地效翼船的研究。他从提高效率入手来设计地效飞机,很快就设计出了X-112型地效飞机,X-112采用了当时革命性的设计:下反三角翼型平尾。这样使得地效飞机在地效区内有很好的稳定性,随后又研制出了一系列的X型地效飞机。其中X-114采用了类似X-112的布局形式,但不同的是,X-114不但能在地效区内航行,还可以脱离地效作用高飞。

韩国为了开发地效飞行器这一新领域，自1995年从俄罗斯引进技术后，也开展了大量的研究工作，目前研制成功的产品有ARON公司的M-50、M-80系列小型地效飞行器以及WINGSHIP重工业公司的WSH-500中型地效飞行器。

中国自20世纪60年代中期开始从事地效飞行器的研究,并取得了可喜进展。20世纪70年代,中国船舶科学研究中心成功研制了单人单体902艇;中船总702所先后研制了"信天翁"系列的多种型号:中船总708所研制的双座750型、18座751型地效飞行器也都取得了突破性进展,为今后地效飞行器的实用化创造了技术基础。1998年是中国地效飞行器的发展上具有历史意义的一年。这一年中航工业六O五所的DXF100型10座地效飞行器,"天鹅"号(751型)15座动力气垫地效翼船先后都进行了水上演示。由中国船舶科学研究中心研制的"信天翁"-4型20座铝合金掠海地效飞行器,1998年在求新造船厂进入总装,1999年建成并开始海上试验。2003年第一艘实用型地效飞行器"信天翁"-5建成试航,同年开始装备边防巡逻艇大队。这一系列成果把中国的地效飞行器事业向实用化、工程化、商品化推进了可喜的一步。在已研制的多种型号中,DXF100型地效飞行器是中国第一种投入商业生产运营的民用地效飞行器,可载客10人。"天鹅"号具有良好的总体性能,静垫升时有较大的静升推比,能从陆上下水也能顺利登陆,具有两栖性,水上起飞时有较小的阻力峰和较高航速,并在高速航行时有较好的稳定性。"天使鸟"号地效飞行器采用了动力增升型布局方式,与动力气垫型地效飞行器相比,"天使鸟"号虽然起飞性能有所下降,但是抗风浪性能大大提高,保证了掠海航行时的安全性。"十一五"规划将地效飞行器列为中国民用通用航空方面重点支持的三个机种之一。据称,一种名为"鲲鹏"号的地效飞行器目前正在同济大学进行研制。"鲲鹏"号是12座掠海型具有高飞能力、全复合材料结构的新一代地效飞最高速度可达200～220km／h，航程为1000km，预计3年时问可以研制成功。虽然中国在地效飞行器开发上取得了一定成绩，但主要还是往小型实用化方向发展，地效飞行器大型化的技术仍存在很多障碍，设计理论还不成熟。

地效飞行器是介于飞机、气垫船和舰船之间的一种高速飞行器。与飞机不同的是，地效飞行器主要在地效区飞行，也就是贴近地面、水面飞行，而飞机主要在地效区以外飞行；与气垫船不同的是，气垫船靠自身动力产生气垫，而地效行器靠地面效应产生气垫；与相同排水量的舰船相比，地效飞行器由于在巡航飞行阶段不与水面直接接触，从而大大减小了航行阻力，提高了巡航速度。

地效飞行器除了机翼、机身产生的升力外，在机翼与地面或水面之间还能产生一股向上的托力。这股托力能轻而易举地托举飞机离开地面或水面。地效飞行器在飞行过程中受到的阻力比船在水中航行受到的阻力要小得多，因此其速度也快得多。

当运动的飞行器贴近地面或水面飞行时，气流流过机翼后会向后下方流动，这时地面或者水面将产生一股反作用力，当它在距离水面等于或小于1/2翼展的高度上飞行时，整个机体的上下压力差增大，升力会陡然增加，阻力减小，阻挡飞行器机翼下坠。这种可以使飞行器诱导阻力减小，同时能获得比空中飞行更高升阻比的物理现象，被科学家称为“地面效应”，并由此开辟了地效飞行技术。

地效飞行器主要气动布局形式可分为串翼式、槽流式、飞机式、利比希式、双体式、飞翼式、气垫式、盒式翼等8类。

1.串翼式

串翼式地效飞行器是鸭式气动布局的一种变形， 由机身和机翼翼面几乎相同的前后两个机翼组成，前翼安装角比后翼大。

2.槽流式

槽流式地效飞行器设计比较简单，主要由带端板的机翼、尾翼、机身和动力装置组成，采用在地效区内飞行高度变化时压力中心移动很小的薄拱弧形翼型和柔性蒙皮翼面。

3.飞机式

飞机式地效飞行器是大型地效飞行器的主要布局形式，一般采用小展弦比下单翼和高置平尾布局，机身采用多断接船体，及采用动力增冲技术实现短距起降。

4.利比希式

利比希式地效飞行器是一种飞机式地效飞机的特例，它采用倒三角、下反机翼布局，由德国利比希博士 发明。其特点是在离水过程和各种高度飞行时压力中心移动较少，气动特性优良。

5.双体式

双体式地效飞行器综合了串翼式和槽流式机翼布局的特点，端板就是机身，中间有小展弦比机翼作为主要升力面。

6.飞翼式

飞翼式地效飞行器采用机身机翼一体的布局方 式，该类布局地效飞行器具有比较好的性能和经济 性，其有效载重量比一般的地效飞行器大很多。

7.气垫式

气垫式地效飞行器是气垫船与地效飞机的结合体，其主要特点是可在水面、地面、草地等平坦区域起降，同时也可将机翼拆除后以气垫船形式使用。

8.盒式翼式

盒式翼式地效飞行器属于闭合式非典型机翼布局，与常规布局相比，该类布局可在保持等效升力的情况下，大大降低诱导阻力，从而有效提高飞行器的气动效率，升阻比较高。

普通舰艇的航速一般在30节左右，气垫船为40-140节，地效飞机则高达100-320节。飞行时，它完全脱离水面，航速可与直升机媲美。如俄罗斯联邦武装力量装备的里海怪物地效飞机，装备10台发动机，巡航高度10米，速度达400千米/小时，可搭载500名士兵进行低空飞行、水上滑行，越过沙丘、沼泽地等执行搜索潜艇、运送装备等任务，可奔袭数千千米。

地效飞机良好的机动性能体现在它的通用性和两栖性。地效飞机速度比一般舰船高10-15倍，比大多数高速舰艇也快3-5倍。因其在巡航飞行阶段不与水面直接接触，从而大大减少了航行时的阻力，提高了机动性能。它能根据需要灵活调节飞行高度、速度，顺利越过专为登陆艇、气垫船设置的垂直障碍，而且还不受海区、海岸和复杂地形的限制，较好地解决一般排水型登陆艇对登陆场地条件要求高，无法直接输送登陆兵上陆的问题；解决登陆兵需要在近岸换乘展开，徒步涉水穿越海滩，形成攻击战斗队形时易造成较大伤亡的问题。登陆兵搭载地效飞机，可以在任何地点、时间和相对复杂的地形条件下，从对方火力范围以外，超越常规登陆作战的换乘展开地区，置水中、地面各种障碍于不顾，高速度冲向敌阵，直接突击上陆，对敌岸发起攻击。如俄罗斯联邦武装力量"奥兰"地效飞机巡航时速为450-550公里，能在3.2-1.5米浪高的海况下起飞和降落，运送400-850名士兵和数辆坦克。

地效飞机综合了舰船和飞机两者的优点，集高速性、隐蔽性和攻击性于一身，既能高速掠海飞行，又能有效利用雷达盲区，神出鬼没，使对方难觅足迹；既可在水中机动，从水中、水上发起攻击，也可贴海飞行，实施精确打击。这种得天独厚的优势和强大的突防能力远非一般作战舰船和飞机所能相比。由于其体积小、操作灵活、机动性能好、不易被敌发现，在登陆作战发起之前，地效飞机可运载侦察、袭击、特种分队，利用不良天气隐蔽地实施秘密机动，完成各种战术任务。

与普通飞机相比，地效飞机的载重量大得惊人，从而填补了海上和空中运输器之间的空白。地效飞机一次可迅速输送100至1000名士兵及数辆坦克，使一艘登陆艇望尘莫及。以美国正在研制的地效航空母机为例，它的大小相当于一艘驱逐舰，可载货405吨，一次可运载400名士兵，16架直升机，几十辆汽车和火炮。满载巡航半径约6350公里，最大巡航时速为470公里。由于地效飞机的特殊性能，使之具备了在没有港口、码头的情况下都能自由进出，快速装载物资的特点，而且由于其甲板宽阔，载重量大，运输效率高，所以除能完成两栖任务外，还可充分发挥其优长，用于各种作战物资、人员的前输后送，进行快速保障。搭载特种侦察分队，利用夜暗和不良天气秘密渗透到敌障碍区附近，对敌岸防御部署进行侦察、破坏，为空袭作战引导目标。

由于地效飞机的速度快、载重量大等特性，完全适应现代登陆作战的要求和未来运输工具的发展趋势。著名的波音747载重量仅为其自重的20%，而地效飞机的载运量可达自重的50%。地效飞机可携带大量的反水雷系统和工兵分队，既可排除水中障碍物，也可越过水雷障碍区，直接进至水际滩头障碍区开辟通路。在水中航行时，对水的压强小，不会受较少音响雷、水压雷、磁雷、锚雷等爆炸性障碍物的伤害，具有超吃水、静水快速好、水下物理场小、对水下爆炸不敏感等特点，即使水雷爆炸，由于地效飞机因其自身具有减压病和防暴作用，受损程度也会比其他排水型舰艇小得多，以便其进入复杂雷区排除水中各种障碍物。

地效飞行器可用于海上救援，能够快速反应，及时到达出事地点，而且能够在水上降落、展开救生。俄罗斯在建的“救生者”海上救护地效飞行器上，装有全套医疗设备如手术室、康复室及烧伤中心，可设150张病床、载500名轻伤员，或承载700-800人等待援助。此外，地效飞行器还可用于海上搜索和反潜作战，其搜索效率远远超过其他任何海上飞行器。

未来地效飞机将综合运用各种隐形技术，降低雷达、红外、声、光、电磁等物理信号特征，并应用更为先进的综合电力超导推进系统，消除噪声、降低红外辐射，从而大大提高地效飞机的隐形能力、快速机动能力、突防能力；将装备对空、对海、对地武器装备，实施空中打击；具有停靠、倒退、垂直起降等多种功能，配备导弹后，可实施全方位快速攻击。由于地效飞机具有上述特点，因此在未来战争中，它将被广泛用于登陆、机降、运输补给、反舰作战、反潜作战、扫雷布雷、侦察巡逻。既可在水面和陆地上起飞、降落，也可在浪高1.5米以下水面稳定疾飞，飞越一般地面交通物障，越过沙漠、沼泽、江河、雪地。既能掠海和掠江河湖面飞行，也可在水面上滑行，也能在地面、冰面或雪面上进行低空飞行。

地效飞行器在距离水面1~6米的高度低空飞行，一旦出现紧急情况，可随时在水面降落。在军事上它可以利用对方探测雷达的盲区，对方很难发现，躲避对方舰载和防空火力的攻击。

小型机可抗浪1米左右，中型机可抗3米左右的浪，大型机对5米的浪也无需顾虑。在陆地上，它可以轻易飞越沙漠、沼泽、雪地，必要时还可飞到几十米乃至上千米的高度。

售价约为同级飞机的50%~60%，比购买一架飞机或一艘军舰的效费比低得多。另外，地效飞行器利用襟翼，能自如地倒退、悬停，以及垂直起降，在军事上运用地效飞行器进行登陆、机降和反潜作战，都将是十分有效的手段。

航速快、承地效飞行器载量大、隐形效果好、适航性优异，能贴近地面或海面、沙漠或沼泽表面飞行，可以利用雷达的盲区，悄无声息地快速接近目标，用于突击登陆，能够轻易越过岸边反登陆障碍物和地雷。

1、当要以比飞机轮船更高的运载效率运作时，需要尽量紧贴水面。地效飞行器可不是像水上飞机低速滑水的东西而是高速飞行的物体，一旦出现机翼机身碰水就很容易失控。所以稍高海况下，要保证安全就要飞高些。这就大大抵消了地效带来的优势。而且现代海运极其发达的情况下，近海区域航行着无数舰船，那些以几十节航速航行的船只尚且经常相撞，一个几百节速度的飞船就更加危险。地效飞行器在高速低高度飞行时机动性能很差(转弯、爬升一旦做的过大就会导致失控)，无法有效避开障碍物。苏联的地效飞行器试验就出现过大量事故。

2、现有技术条件下，机体寿命、结构废重太大也抵消了优势，地效飞行器重量远比水上飞机大，这意味降落时的冲击会比水上飞机大得多、受现有材料性能限制，造出真正使用寿命、维护费用达到经济可行的地效飞行器还很难。因此目前投入民用的只有小型地效飞行器，苏联的那些巨大的地效飞行器搞了这么多年，看起来威猛，但实际上都是以巨额资金支撑起来的无底洞。

尽管地效飞行器使用前景广阔，但至今发展尚有不少技术障碍。

1、地效飞行器设计理论还不成熟。

与常规飞机设计不同，这种飞行器由于在飞行中，不仅受地面效应影响，还会受到海情、浪高的许多随机因素的影响，在整个航行过程中大都处于非定常飞行状态，空气动力原理十分复杂，特别对飞行器操稳特性的控制和操纵面的设计带来很大的难度，因此这种飞行器的设计大量依靠风洞试验和水面实际试航，不仅费时费钱，还很难得到一般规律。

此外，这种飞行器要经常从水面进入大气，又要从大气进入水面，这两种介质的交替使用会给机体造成特别大的冲击载荷（就像我们在跳水时不小心可能受“水拍”一样），并使飞行器的气动力受到强烈扰动，造成翻转、强烈颠簸，严重的会破坏机体结构折断机翼、机身等。

2、地效飞行器的发动机设计也必须给予特别的考虑，因为它使用的介质既不是纯空气，也不是纯水流，而是含有大量水气的空气，在贴海飞行时会吸入浪花，在贴地飞行时会吸入地面碎石和杂物。

3、飞行器的选材也是一大难题，既要能经受海面的冲击和振动，又要能耐海水的腐蚀既要足够的结实，又不能太重，还应有更好的耐应力疲劳性能。

正是存在以上许多未知或不安定的对安全性和舒适性有很大威胁的因素，给地效飞行器的设计带来了很大的挑战。

在军事领域，地效飞行器除可用于攻击敌舰艇及实施登陆作战外，也可用于执行运送武器装备、快速布雷、扫雷等任务，还可为海军部队提供紧急医疗救护。在民用领域，地效飞行器不仅可用于客、货运输，还可用于资源勘探、搜索救援、旅游观光、远洋渔船和钻井平台换员运输、通信保障与邮递等，用于跨海洋运输有较好的经济性和安全性。有人预言，地效飞行器的出现，将引起21世纪海上交通运输的革命。

超低空领域在军事上无论是攻击还是防御手段目前基本处于空白，而地效飞行器的超低空飞行特性，决定了它在该领域有着不可替代的优点和发展价值。

1、两栖登陆作战

可实现水上登陆和由岸下水，同时，利用其特有的动力气垫，可减少在风浪中起降时受到的冲击，提高起降时的耐波性能。它不仅可在水面航行，也可以在沙滩、沼泽、雪地、冰上航行。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。

2、海上兵力运输

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。

3、立体投送

也可装配航空武器系统用于低空突击，还可遂行多种支援和作战保障任务。

4、水面机动攻击

可从水面和水上隐蔽地发起对海与对陆的精确打击。

5、海面机动预警平台

可将岸基预警雷达进行一定的改装设计，安装到大型地效飞行器平台上，形成可在海面灵活机动的移动式预警平台，在需要时快速机动至指定海域停泊进行预警监视；或多机联合，形成机动式预警网络，扩大海军预警防御圈。

6、海基导弹发射平台

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。作为导弹等武器平台，携带反舰导弹，可实施对海攻击、抢滩登陆和野战救援。

7、地效航母

将起飞重量5000t以上的地效飞行器作为舰载机停放与起降平台，形成机动能力超强，环境适应性良好的轻型航空母舰。

8、移动式舰载机起降平台

将地效飞行器作为移动式起降平台，与轻型舰船组成分散式远洋舰队，形成类似航母的战斗群。

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。

参考资料

地效飞机作为一种新型水面交通工具，在安全性、 经济性、快速性、舒适性方面有其独到的优势，决定了它在民用领域也有很大的发展空间。

1、水面客运服务

世界各国有很多适合地效飞行器运营的航线，例如马尔代夫、印度尼西亚等国海域环境良好，非常适合地效飞行器运营，印尼更是计划建立“海上高速公路”，地效飞行器无疑是一种非常适合的交通工具。

2、岛屿间快速物流

随着网络购物的快速发展，人们对物流的要求也在不断提高，一些生鲜类产品的物流运输，对运输速度提出了较高的要求，而如今岛屿间快速运输是一大难题，而地效飞行器恰恰可以满足这些要求。

3、海面搜救

在发生海难时，现有的救援力量大多是飞机或救 援船。飞机虽然速度快，但只能投放一些救生圈之类 的简单东西，而这些东西在风浪大的海面上几乎是没有用处的。救援船由于速度太慢，无法及时赶到救援地点。地效飞行器作为海面搜救工具，兼具飞机和救援船的优点，是一种有效的搜救工具。 此外，地效飞行器还可用于海洋巡逻执法、环境监测、极地科考物资运输与保障等。

参考资料