地效飞行器的传奇故事

2020-04-09 06:45老陈
环球飞行 2020年12期
关键词:设计局飞行器水面

文/ 老陈

今年7月,俄罗斯目前唯一一艘MD-160型“花尾鸽”地效飞行器(Lun Class Ekranoplan)重新下海,俄罗斯国防部宣布,将这架飞行器从俄罗斯海军基地转移至杰尔宾特“爱国者”公园,并计划从明年1月开始对外公开展出。作为当年苏联时代“903工程”地效飞行器唯一建造完成,并具有飞行能力的一号机,它曾经吸引了全世界关注的目光。然而,随着苏联的解体,这架飞行器并未创造属于自己的辉煌时代,并成就一段传奇。

海上怪物

1987年,美国用间谍卫星对当时苏联境内的敏感地区拍照侦察,在里海发现苏联人似乎正秘密试验一种既像飞机又像船的怪物。与水上飞机不同的是它几乎贴着水面高速飞行,以此躲避雷达追踪。更令人震惊的是,这个外形怪异的飞行器的背上还有六联反舰导弹发射筒。

冷战结束后,这个被冠以“怪物”头衔的地效飞行器的资料也被公开。

这种被西方国家称之为“里海怪物”的机器拥有光滑的船体外形、短翼和尾翼,融合了普通飞机和气垫船两者的特点。同时这架独特的飞机配备了10台发动机,其中8台安装在驾驶舱后方提供增升力;另外2台安装在垂直尾翼上提供巡航动力。这个飞行器能够以540吨的最大起飞重量在水面3米高处以约483千米/每小时的速度飞行。

这种飞行器的设计初衷是对敌方水面舰艇部队发起快速打击,同时利用超低空飞行能力和快速移动能力来提高战场生存率。随后,阿列克谢耶夫设计局又开发了较小的军用地效飞行器,即“花尾鸽”。“花尾鸽”机长 73.8 米,翼展 44 米,起飞重量 400吨。作为一种反舰导弹地效飞行器发射平台,它具备高速机动和低雷达探测性,可以抵近航空母舰并发射反舰导弹进行精确打击。机背上装有三套双联装的“白蛉”超音速反舰导发射装置。在当时四枚这样的导弹足以摧毁任何船只,甚至是航空母舰。

在“花尾鸽”机首装有 8 台 NK-87 涡扇发动机,单台推力 13000 公斤。在排水状态时,航行速度为 20-100 千米/小时,航程 400千米;巡航飞行高度 1-5 米,在 3 米左右高度巡航时,速度为 450-550千米/小时,航程 3000千米,最大飞行高度 7,500 米。起降时最大允许浪高 2.5-3.5 米。

“花尾鸽”工程代号为“903项目”,于1986年在苏联的下诺夫哥罗德的伏尔加工厂制造,1991年完成主体建造,但当时正好赶上苏联解体,于是这架飞行器被移交给了俄罗斯里海舰队,成为俄罗斯海军的一部分。

生不逢时

地效飞行器,也称为翼地效应(WIGE)飞行器,是靠机翼与地面/水面之间的空气动力学相互作用,在近地表面飞行的飞行器,其不仅可以在水面降落还可以在陆地降落。

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,而地效飞行器靠地面效应产生气垫。

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。

早在1923年,苏联当时著名的空气动力学家尤利耶夫就开始了“关于地面效应对飞行器机翼的空气动力特性产生影响的”研究工作。1935年到1939年,空气动力学家谢列布斯基和比亚邱耶夫就地面效应问题在理论和实际上展开了研究。1960年到1970年,是苏联地效飞行器研制最辉煌的时期。在此期间,许多著名设计师都积极投入到地效飞行器的研制工作中。

60年代初,苏联高尔基中央水翼造船设计局在高尔基水库建立了NC-2地效飞行器试验基地。1961年,阿列克谢耶夫总设计师亲自驾驶一架CM-1地效飞行器完成了试验,并获得了当时最高领导人的肯定。随后,中央水翼造船设计局便开始着手CM-8、T-1和“里海怪物”运输地效飞行器的研制,并为以后研制“鹰雏”、“鹞”、“雨燕”和“伏尔加”-2四大系列地面效应飞行器奠定了基础。

不过,随着苏联在上世纪90年代的解体,这种高速大型地效飞行器的发展陷入了低潮。一方面,随着技术的发展,再也没有需要这些大型导弹平台冲刺发射超音速反舰导弹的必要了;另一方面,解体之后成立的俄罗斯也没有财力和人力去维护这些苏联遗产。

重获青春?

尽管最初俄罗斯地效飞行器的应用研究主要集中在海军运输和两栖作战等方面,目前的发展也是困难重重,但地效飞行器民用发展十分广阔。试验表明,将1千克载荷完成500千米距离的运输,使用航速500千米/小时的地效飞行器的运输费,相当于使用航速40千米/小时普通舰船的运输费,不足900千米/小时运输机运输费的一半。

此外,地效飞行器还有一个非常大的优势,就是安全可靠。与飞机相比,它不必为自己专门建造起降跑道,可以随时在陆地、海上和冰上起降,且十分安全。与舰船相比,由于具备良好的掠海性能和登陆能力,地效飞行器不会受航道环境和码头条件限制,可以快速将人员和货物运往滩头。

苏联人在上世纪80年代中期曾经有过这样一个设想,即建造几十艘地效飞行器,然后用它们去守卫苏联在北极的利益。不过随后没有过多久苏联就解体,该计划也就自然而然的搁浅了。

2019年,俄罗斯阿列克谢耶夫中央水翼船设计局成功研制出“海鸥”地效飞行器。这种飞行器重54吨,有效载荷15吨,最大飞行距离可达3000公里,可部署在水面、坡度不大的岸边甚至机场的运输通道上。

阿列克谢耶夫中央水翼船设计局董事长格奥尔吉·安采夫称,“海鸥”可用于开发北极,因为与直升机相比,地效飞行器受天气条件的影响要小得多。除巡逻海岸外,还可借助“海鸥”开展救援行动,向大陆架油气田运送专家。“飞行器货舱内可放一艘救生艇,开展救援行动。然后再将救生艇运回。”

研究人员还指出,为帮助飞行员避开障碍物,“海鸥”地效飞行器配备了合成视觉系统,可在几公里外发现行进路线上的物体,并对其进行识别,分析周围的天气状况,决定如何以最好的方式通过。

媒体认为,俄罗斯想把该型飞行器部署在北极地区,尤其是将来极有可能投入运行的“北方航道”周边!

在经历50多年的命运多舛之后,这种“海上怪兽”似乎正在重新焕发青春。

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