地效飛行器

地效飛行器，也稱作翼地效應機，是一種利用翼地效應飛行的飛行器。地效飛行器主要在地效區飛行，也就是貼近地面、水面飛行。

地效飛行器除了機翼、機身產生的升力外，在機翼與地面或水面之間還能產生一股向上的託力。這股託力能輕而易舉地託舉飛機離開地面或水面。地效飛行器在飛行過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 ^[2]  。

地效飛行器，作為貼海面或水面高速行駛的運載工具，兼具艦船及飛機的特點，在近海軍事行動中，有廣泛的用途 ^[3]  。

在1980年代，前蘇聯實驗的噴射推進的Ekranoplan就是地效飛行器，極限飛行重量可以達1000噸，還在冷戰時期的隱密情況下測試，被美國稱為裏海怪物。

地效飛行器（Ground effect in aircraft）是介於飛機、艦船和氣墊船之間的一種新型高速飛行器。與普通飛機不同的是，地效飛行器主要在地效區飛行，也就是貼近地面、水面飛行，而飛機主要在地效區以外飛行；與氣墊船不同的是，氣墊船靠自身動力產生氣墊，而地效飛行器靠地面效應產生氣墊。在1980年，前蘇聯實驗了噴射推進的Ekranoplan，就是這樣的飛機，極限飛行重量可以達1000公噸（噸），還在冷戰時期的隱密情況下測試，被美國稱為裏海怪物。大部份翼地效應機都被設計為在水面上運作，因為水面比地面平滑和少障礙物，不但危險度較少，而且在不運作的時候，還可以利用水面浮力來承受機體重量。在起飛時亦較為簡單。物理學家Stanley Hooker提出了非常巨型，全重2000公噸的概念翼地效應機。此機可以搭載超過1000個乘客高速往返目的地而且價錢又便宜。氣墊船亦經常被稱為是翼地效應機或地效機，實際上這是錯誤的。

當運動的飛行器貼近地面或水面飛行時，氣流流過機翼後會向後下方流動，這時地面或者水面將產生一股反作用力，當它在距離水面等於或小於1/2翼展的高度上飛行時，整個機體的上下壓力差增大，升力會陡然增加，阻力減小，阻擋飛行器機翼下墜。這種可以使飛行器誘導阻力減小，同時能獲得比空中飛行更高升阻比的物理現象，被科學家稱為地面效應，並由此開闢了地效飛行技術。

地效飛行器的理論核心，在於地效這種特殊的現象：當飛機飛的特別貼近地面時，它的升力會突然變得比正常情況下要大很多。根據一般的規律來説，要利用地效帶來的額外升力，飛行器的飛行高度不能超過機翼長度的一半 ^[4]  。

航速快、承載量大、隱形效果好、適航性優異，能貼近地面或海面、沙漠或沼澤表面飛行，可以利用雷達的盲區，悄無聲息地快速接近目標，用於突擊登陸，能夠輕易越過岸邊反登陸障礙物和地雷。

地效飛行器由於只是近水，但是在水面以上的空間低空飛行，它的航速是普通艦艇的10倍甚至10倍以上，是氣墊船的3倍以上。普通艦艇的航速一般在30節左右，氣墊船為40-140節，地效飛機則高達100-320節。飛行時，它完全脱離水面，航速可與直升機媲美。如俄軍裝備的“裏海怪物”地效飛機，裝備10台發動機，巡航高度10米，速度達400千米/小時，可搭載500名士兵進行低空飛行、水上滑行，越過沙丘、沼澤地等執行搜索潛艇、運送裝備等任務，可奔襲數千千米。

地效飛行器在距離水面1~6米的高度低空飛行，一旦出現緊急情況，可隨時在水面降落。在軍事上它可以利用對方探測雷達的盲區，對方很難發現，躲避對方艦載和防空火力的攻擊。

小型機可抗浪1米左右，中型機可抗3米左右的浪，大型機對5米的浪也無需顧慮。在陸地上，它可以輕易飛越沙漠、沼澤、雪地，必要時還可飛到幾十米乃至上千米的高度。

售價約為同級飛機的50%~60%，比購買一架飛機或一艘軍艦的效費比低得多。另外，地效飛行器利用襟翼，能自如地倒退、懸停，以及垂直起降，在軍事上運用地效飛行器進行登陸、機降和反潛作戰，都將是十分有效的手段。

在軍事領域，地效飛行器除可用於攻擊敵艦艇及實施登陸作戰外，也可用於執行運送武器裝備、快速佈雷、掃雷等任務，還可為海軍部隊提供緊急醫療救護。在民用領域，地效飛行器不僅可用於客、貨運輸，還可用於資源勘探、搜索救援、旅遊觀光、遠洋漁船和鑽井平台換員運輸、通信保障與郵遞等，用於跨海洋運輸有較好的經濟性和安全性。有人預言，地效飛行器的出現，將引起21世紀海上交通運輸的革命。

1、當要以比飛機輪船更高的運載效率運作時， 需要儘量緊貼水面 。地效飛行器可不是像水上飛機低速滑水的東西而是高速飛行的物體 ，一旦出現機翼機身碰水就很容易失控 。所以稍高海況下， 要保證安全就要飛高些 。這就大大抵消了地效帶來的優勢 。而且現代海運極其發達的情況下， 近海區域航行着無數艦船，那些以幾十節航速航行的船隻尚且經常相撞， 一個幾百節速度的飛船就更加危險。地效飛行器在高速低高度飛行時機動性能很差(轉彎、爬升一旦做的過大就會導致失控)， 無法有效避開障礙物 。蘇聯的地效飛行器試驗就出現過大量事故。

2、現有技術條件下，機體壽命、結構廢重太大 也抵消了優勢 ，地效飛行器重量遠比水上飛機大， 這意味降落時的衝擊會比水上飛機大得多、 受現有材料性能限制， 造出真正使用壽命、維護費用達到經濟可行的地效飛行器還很難 。因此目前投入民用的只有小型地效飛行器， 蘇聯的那些巨大的地效飛行器搞了這麼多年 ，看起來威猛，但實際上都是以鉅額資金支撐起來的無底洞 。

儘管地效飛行器使用前景廣闊，但至今發展尚有不少技術障礙。

地效飛機良好的機動性能體現在它的通用性和兩棲性。地效飛機速度比一般艦船高10-15倍，比大多數高速艦艇也快3-5倍。因其在巡航飛行階段不與水面直接接觸，從而大大減少了航行時的阻力，提高了機動性能。它能根據需要靈活調節飛行高度、速度，順利越過專為登陸艇、氣墊船設置的垂直障礙，而且還不受海區、海岸和複雜地形的限制，較好地解決一般排水型登陸艇對登陸場地條件要求高，無法直接輸送登陸兵上陸的問題；解決登陸兵需要在近岸換乘展開，徒步涉水穿越海灘，形成攻擊戰鬥隊形時易造成較大傷亡的問題。登陸兵搭載地效飛機，可以在任何地點、時間和相對複雜的地形條件下，從對方火力範圍以外，超越常規登陸作戰的換乘展開地區，置水中、地面各種障礙於不顧，高速度衝向敵陣，直接突擊上陸，對敵岸發起攻擊。如俄軍"奧蘭"地效飛機巡航時速為450-550公里，能在3.2-1.5米浪高的海況下起飛和降落，運送400-850名士兵和數輛坦克。但是，如果定位於搶灘登陸，地效飛行器雖有高速優勢，正因如此，必須將滿是艦船的灘頭騰出大片水面用以降落。因此，直接突擊上陸仍有一定限制。

地效飛機綜合了艦船和飛機兩者的優點，集高速性、隱蔽性和攻擊性於一身，既能高速掠海飛行，又能有效利用雷達盲區，神出鬼沒，使對方難覓足跡；既可在水中機動，從水中、水上發起攻擊，也可貼海飛行，實施精確打擊。這種得天獨厚的優勢和強大的突防能力遠非一般作戰艦船和飛機所能相比。由於其體積小、操作靈活、機動性能好、不易被敵發現，在登陸作戰發起之前，地效飛機可運載偵察、襲擊、特種分隊，利用不良天氣隱蔽地實施秘密機動，完成各種戰術任務。

與普通飛機相比，地效飛機的載重量大得驚人，從而填補了海上和空中運輸器之間的空白。地效飛機一次可迅速輸送100至1000名士兵及數輛坦克，使一艘登陸艇望塵莫及。以美國正在研製的地效航空母機為例，它的大小相當於一艘驅逐艦，可載貨405噸，一次可運載400名士兵，16架直升機，幾十輛汽車和火炮。滿載巡航半徑約6350公里，最大巡航時速為470公里。由於地效飛機的特殊性能，使之具備了在沒有港口、碼頭的情況下都能自由進出，快速裝載物資的特點，而且由於其甲板寬闊，載重量大，運輸效率高，所以除能完成兩棲任務外，還可充分發揮其優長，用於各種作戰物資、人員的前輸後送，進行快速保障。搭載特種偵察分隊，利用夜暗和不良天氣秘密滲透到敵障礙區附近，對敵岸防禦部署進行偵察、破壞，為空襲作戰引導目標。

由於地效飛機的速度快、載重量大等特性完全適應現代登陸作戰的要求和未來運輸工具的發展趨勢。著名的波音747飛機載重量僅為其自重的20%，而地效飛機的載運量可達自重的50%。地效飛機可攜帶大量的反水雷系統和工兵分隊，既可排除水中障礙物，也可越過水雷障礙區，直接進至水際灘頭障礙區開闢通路。在水中航行時，對水的壓強小，不會受較少音響雷、水壓雷、磁雷、錨雷等爆炸性障礙物的傷害，具有超吃水、靜水快速好、水下物理場小、對水下爆炸不敏感等特點，即使水雷爆炸，由於地效飛機因其自身具有減壓和防暴作用，受損程度也會比其他排水型艦艇小得多，以便其進入複雜雷區排除水中各種障礙物。

未來地效飛機將綜合運用各種隱形技術，降低雷達、紅外、聲、光、電磁等物理信號特徵，並應用更為先進的綜合電力超導推進系統，消除噪聲、降低紅外輻射，從而大大提高地效飛機的隱形能力、快速機動能力、突防能力；將裝備對空、對海、對地武器裝備，實施動中打擊；具有停靠、倒退、垂直起降等多種功能，配備導彈後，可實施全方位快速攻擊。由於地效飛機具有上述特點，因此在未來戰爭中，它將被廣泛用於登陸、機降、運輸補給、反艦作戰、反潛作戰、掃雷佈雷、偵察巡邏。既可在水面和陸地上起飛、降落，也可在浪高1.5米以下水面穩定疾飛，飛越一般地面交通物障，越過沙漠、沼澤、江河、雪地。既能掠海和掠江河湖面飛行，也可在水面上滑行，也能在地面、冰面或雪面上進行低空飛行。

地效飛行器可用於海上救援，能夠快速反應，及時到達出事地點，而且能夠在水上降落、展開救生。俄羅斯在建的“救生者”海上救護地效飛行器上，裝有全套醫療設備如手術室、康復室及燒傷中心，可設150張病牀、載500名輕傷員，或承載700-800人等待援助。此外，地效飛行器還可用於海上搜索和反潛作戰，其搜索效率遠遠超過其他任何海上飛行器。

蘇聯早於1923年已開始研究翼地效應。同年，尤里耶夫展開有關研究。1935年，蘇聯的中央流體動力研究院亦開始有關研究。二次大戰後，各國紛紛加入研究，但都只是三分鐘熱度，只有蘇聯堅持下來。美國間諜飛機早在80年代初就已經在蘇聯的上空注意到地面上有一個奇怪的飛行體，它以令人不能置信的速度，在任何雷達都探測不到的低空飛行於裏海之上。美國軍事專家給這個飛行體起了一個名字“裏海怪物”。

俄羅斯把這種飛行體稱為“地效飛行器”或“地屏飛行器”。從結構上説它是飛機，但卻貼着地面。它利用地面效應，在機體下形成一個空氣捲筒，它隨着飛機運動。通過三角形的相應承載面，這種效應更為加強。由於在“空氣卷”上的沒有行作用，在起飛重量相同的條件下，移動的效率比常規飛機高出足足40%。巨大的噴氣發動機在前頭將吸入的空氣斜射到支承面下，從而加強這種飛行器的作用。真正的飛行是依靠裝在尾部的其他發動機實現的。

“地效飛行器”不僅能夠在水面上飛行、隨地降落和重新起飛，而且能夠越過結冰的苔原。它不受波浪，潮汐甚至地雷區的干擾。俄羅斯已經造出了多種型號，不僅能夠在10米高度上運動。而且在需要時可以達到3000米以上高空。

“地效飛行器”裝備載有核彈頭的巡航導彈或者火箭。“裏海怪物”航程7500千米，能夠以800千米的時速將850名士兵運送到世界各地，而且不會被任何雷達發現。德國聯邦情報局早在1975年已經知道，有一種型號的“裏海怪物”起飛重量500噸。翼展50米，能夠加載約200噸。為了證明建造民間救援用的“地效飛行器”是可信的，人們展示了至今無人看過的、嚴格保密的演飛影片。

俄羅斯研製的這種民用“地效飛行器”本來也是為軍事目的而建造的，但上方的火箭管和內部裝的軍用儀器已被取消了。這種飛行器的軍用儀器也被取消了。這種飛行器足有100米長，尾翼有足球場那麼寬，它的總重量要達到400噸。推進器是八部噴氣發動機，這是俄羅斯飛機制造工業所能夠提供的最大噴氣發動機。

據俄羅斯國際文傳電訊社2010年7月15日報道，俄阿列克謝耶夫中央設計局將重新啓動“裏海怪物”地效飛行器的研製與測試工作。該設計局質量部門負責人葉甫蓋尼·梅列什科透露，俄政府已下令恢復開發這種獨特的飛行器，用於裝備俄強力部門。

梅列什科介紹稱，在2010-2011年間將主要進行設計工作，從2012年起將進入更為細緻的第二階段——期間將開始試驗工作並建造一艘“足夠龐大的飛行器”。在此過程中，阿列克謝耶夫中央設計局的大部分專家都將加入到“裏海怪物”地效飛行器的研製工作中。

前蘇聯於1957年啓動地效飛行器的研製工作，該項目在90年代初被終止。在這段時期內，前蘇聯總共建造了約30架地效飛行器。這種飛行器主要利用“翼地效應”實現高速飛行。所謂“翼地效應”是指飛行器在低高度飛行以及在起飛和着陸過程中地面產生出一種使機翼誘導阻力減少、升阻比增加，飛機升力顯著提高的效應。大量風洞試驗證明，當機翼距地面高度為機翼長的15%時，地面效應最明顯，機翼的升阻比可提高30%以上，這一區域被稱為地效區。在地效區飛行的飛行器就像被一股神秘的力量柔和地托起。與氣墊船和其他在水面上航行的船舶不同的是，“地效飛行器”可達到很高的飛行速度——超過250節。

阿列克謝耶夫中央設計局曾於上世紀60年代開發出一種實驗型的地效飛行器並在裏海上進行了測試，而這種飛行器就是西方情報機構所稱的裏海怪物”。當時建造的飛行器翼展為37.6米，長約100米，最大起飛重量544噸，載重量約200噸。不過，由於在1980年遭遇到一場嚴重事故，導致當局最終決定放棄該項計劃。

前蘇聯還曾研製出過一種被稱為“鷂”的地效導彈艇(只建造過一艘，上世紀90年代從黑海艦隊退役)。其背部安裝有6個斜置的SS－N－22反艦導彈發射筒，垂直尾翼上裝有大型雷達天線罩，不僅可以攻擊航母等大型水面艦艇，還可直接打擊敵方岸基重要目標。

軍事專家們指出，地效飛行器有水面、地效區和高空多種航行方式選擇，其使用靈活，速度快、續航時間長，非常適合執行反潛、防空、掃雷和佈雷等多種任務。

除此之外，地效翼艇還具有良好的操作性，它的方向控制性和運動穩定性比飛機好，駕駛員無需特殊培訓，維修保養也比飛機簡單方便。特別是由於地效翼艇在地效區飛行時升阻比高，在同樣的載重量和飛行速度時，耗油量比普通飛機要低30%以上，經濟性好、航程遠。

裏海怪物（Ekranoplan或“Kaspian Monster”，俄語：Экраноплан），原蘇聯阿列克謝耶夫中央設計局利用翼地效應設計的地效飛行器。

20世紀八十年代，美國間諜衞星在對前蘇聯裏海軍事基地的一次照相偵察中，發現他們正在秘密試航一種既像飛機又像船的怪東西，與水上飛機不同的是它幾乎貼着水面高速航行。西方給它起了個名字——“裏海怪物”。冷戰結束後大批資料解密，事情真相大白。原來前蘇聯這種秘密研製的“裏海怪物”是一種地效翼艇。所謂“地效”是地面效應的簡稱，指飛行器在低高度飛行以及在起飛和着陸過程中地面產生出一種使機翼誘導阻力減少、升阻比增加，所以有人戲稱“地面效應”為“上帝之手”。

有一種型號的“裏海怪物”起飛重量500噸。翼展50米，能夠加載約200噸。

“裏海怪物”是世界上最大、最重的飛行器，它的試飛為地效飛行器的設計製造提供了大量有價值的寶貴數據，證明了當初設計的的正確性。它是後來蘇聯一系列大型地效飛行器的始祖 ^{[3]  [5]}