衝翼艇是利用航行時貼近水麵的艇翼的表麵效應所產生的空氣升力,使艇體離開水麵,在接近水麵的空氣中飛行的一種特殊的高速船舶,它的外形與飛機非常相似。

表麵效應的原理很簡單。當衝翼艇在推進裝置作用下高速航行時,由於艇翼貼近水麵,流經其下表麵的空氣為水麵所阻,流速減慢,從而壓力增大,這樣就形成了動態氣墊;而流經其上表麵的空氣受不到水麵的阻滯,流速大,則壓力小。於是上下表麵便生產壓力差,也就產生了升力。這個升力不是因為艇翼的橫斷麵具有特殊形狀(像機翼那樣)所產生的升力。這兩種升力合起來,是衝翼艇所受的總升力。所以,表麵效應使艇所受的升力額外增加。一般說來,下翼麵離水麵接近,上下表麵的壓力差越大,增升的效果越明顯。隨著航速的增加,升力也增加,逐漸可將艇體抬離水麵(起飛)。而當艇體脫離水麵後,其下腹麵與水麵之間也會產生表麵效應。最終,艇體便會穩定地在距水麵一定高度上高速飛行。

這種表麵效應因在地麵附近也可以產生,所以人們習慣稱它為地麵效應。地麵效應人們很早就發現了,這種發現是得益於一次意外的飛行事故。1932年5月,德國一架巨型水上飛機“多克斯”號在飛越波濤滾滾的北海上空時,幾台發動機突然一起熄火停車,飛機急劇下降,眼看要墜入大海。但在這緊要關頭卻出現了奇跡,飛機跌到距海麵10米左右,便不可思議地不再往下跌,竟穩定地保持在這個高度上緩緩前飛,最終使飛機獲救。人們事後研究才知道,這裏產生的神奇托力,原來就是地麵效應的作用。第二次世界大戰中,也有一些飛行員因地麵效應而獲救。他們在戰機負傷時,發現可以貼近海麵低空滑翔,即使受損的發動機隻有微弱的推力,甚至完全熄火,也往往能安全地返回基地。這就是利用了地麵效應。在我們的日常生活中,也能觀察到地麵效應。當我們疊的紙飛機從空中徐徐飄落到臨近地麵時,會再次向上升起一定高度後才緩緩降到地麵,這同樣是地麵效應的作用。

利用地麵效應航行的飛行器,統稱地效飛行器,衝翼艇是地效飛行器中的一種。

衝翼艇一般采用空氣螺旋槳推進,用空氣舵控製飛行,飛行速度最高可達每小時370~430千米。(當然,它也可以像傳統的排水型船那樣,以低於每小時90千米的航速在水中行駛。)

衝翼艇與其說是“船”,不如說是“飛機”。但是由於它不具備在空中自由飛行的能力,必須貼近水麵飛行,因此仍把它作為一種特殊的船來看待。另一種說法是,它是介於船舶與飛機之間的交通工具。

從20世紀60年代起,前蘇聯就在地麵飛行器技術方麵居世界領先地位。1965年研製成功了有80個客位,航速為每小時150~200千米的內河衝翼艇。1972年宣布製成了航速為每小時250千米的內河衝翼艇。近年來,俄羅斯又宣布建成了世界上最大的“鷹”級沿海客運衝翼艇。該艇全長58米,翼展31.5米,高6米,最大起飛重125噸,最大商載28噸。內設兩層旅客艙,每層可乘150人。航速為每小時400千米,航程可達2000千米。同時宣布還建成了一種“河上客車”雙體衝翼艇,長約30米,航速為每小時370千米。這種船吸收了雙體船的優點,與單體船比較,提高了有效載荷量及航行的穩定性與安全性。

一些國家也相當重視衝翼艇在軍事方麵的應用。例如,早在1964年,美國就研製成反潛衝翼艇和大型兩棲登陸衝翼艇。

我國對衝翼船的研製也十分重視。1984年試製出“902”型衝翼艇,載人飛行成功。以後經過改進,試製了“信天翁”1型衝翼艇,總重0.95噸,能乘載3人,航速為每小時110~130千米,當水麵波高0.5米時能淩波飛行,在遇到障礙時可隨時拉大高度,能躍過30米以下的障礙物。該艇底部裝有輪子,可自行上下碼頭,在水中和陸上均能停泊。由於該艇航速高,適航性好,耗用功率低,能長時間保持超低空飛行,設計有創新,在1989年第38屆布魯塞爾(尤裏卡)世界發明博覽會上獲得發明金獎。在其基礎上經過改進的“信天翁”2型衝翼艇重3.6噸,最大航速為每小時300千米,航程900千米,采用耐腐玻璃鋼結構,可在三級浪上航行。

地效飛行器的研製和開發已列入國家重大科技成果產業化項目和“九五”科技攻關計劃,它的前景是美好的。

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