地效翼船地效翼船 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（地效翼船）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为地效翼船的全部内容。11.1掠海地效翼船发展背景掠海地效翼船是一种能够贴着水面飞行，航速大于150kn的特殊船型。它比飞机有更大的升阻比,气动效率高。可以在海上随时起落,安全性高，具有飞机无法达到的载重量。掠海地效翼船在贴近地面（地效区内）飞行时,具有一般舰艇不可比拟的耐波性和高航速。从1897年法国人最早提出“地面效应飞行”概念至今，人类对地效翼船的理论研究和实验已有了上百年的历史。20世纪20年代初，一些水翼艇和飞机专家分别从船舶和飞机技术延伸,开始对掠海地效翼船进行研究，如1923年，苏联科学家、世界上首批直升机设计者-尤里耶夫发表了“地面对水翼空气动力特性影响”的论文。1935年，芬兰工程师卡里奥成功地实验了一种小展弦比的地效翼船。3年后，瑞典工程师特罗因格研制了“飞翼型地效翼船模型。但此后由于地效翼船的一些关键技术问题，如纵向稳定性等没有得到很好地解决,因而进展迟缓,直到20世纪50年代之前，掠海地效翼船的发展进程不大。从20世纪50年代,被誉为俄罗斯水翼船之父的P.E。阿列克塞耶夫及其高速船设计群体，成功地开发并批量生产了“火箭”号、“流星”号和“海燕”号等世界知名的水翼船型号，其航速高达60100km/h,曾被广泛地用于内河、湖泊、水库等水域的交通运输中。但是，高速航行时水翼上出现的空泡现象制约了水翼船航速的进一步提高，120km/h这一数值成了该型船航速的实际极限.1959年，P。E。阿列克塞耶夫提出了将不受空泡干扰的气动机翼用于高速船的设想。经过几年的探索研究，这一科学设想催生出了一个新的高速船型,即地效翼船。1966年，最大起飞质量544t、最大航速500km/h的“里海怪物号多用途艇等多个型号的舰艇，并正式编入俄海军服役。其用途之一是作为超高速导弹攻击艇，以对付航空母舰编队。继“里海怪物”号研制成功以后，阿列克谢耶夫等人又在20世纪7080年代相继研制成功5个型号的地效翼船并投入使用，1974年，“雏鹰”号地效翼船首次试飞成功并取得成功.成为世界上第一艘地效翼两栖作战艇（见图112），技术数据见表11-1进入20世纪80年代，水翼船中央设计院以高尔基市的船厂为制造基地，致力于民用地效翼船的开发工作，其成熟的型船，不仅在俄罗斯航运界倍受欢迎，而且成功地打入了美国、加拿大等国的船艇市场. 11.2 地效翼船的基本原理在飞机发展的早期，一些飞行员就发现了一种现象:飞机在起飞、降落和贴近地面飞行飞机的升力会大大增加。这种现象称为“地面效应”而产生这种现象的区域称为“地效区”掠海地效翼船就是飞行在地效区的一种特殊船.需要说明的是地效翼船与飞机的飞行原理有很大的差异。飞机是依靠机翼上下表面压力差产生的升力支撑自身重量使其飞行,而地效翼船则主要依靠地面效应。由于机翼下表面与地面或水面之间的空气流动阻塞，使得机翼下表面压力增大从而使升力增加。11。6动力增冲与动力气垫技术动力增冲技术与动力增冲地效翼船在图11-23所示的机翼为动力增冲体，即在机翼之前的前置发动机喷口，向机翼的下方喷出高速的气流，在机翼下表面和地表面之间形成高压区域，使机翼在低速甚至静止时就能产生较高的升力,从而使起飞航速大大降低，阻力减小，并改善了波浪中的抨击压力、越峰能力及耐波性等。采用动力增冲技术的地效翼船称之为动力增冲地效翼船.图1124为采用和不采用动力增冲地效翼船的水阻力比较，由图可以看出采用动力增冲降阻的明显效果俄罗斯把这种大型动力增冲地效翼船叫做“Ekranoplan”，意思是“屏蔽机翼或“低飞高机翼”11.6。2 动力气垫技术与动力气垫地效翼船动力气垫与动力增冲在原理上没有本质的差别，只不过动力气垫技术有一个专门的气垫系统，它由艇上向后喷射空气的前置导管螺旋桨或涡轮风扇、机翼.襟翼和船体共同组成。动力气垫有较大的气垫长宽比，其两侧有较深的侧壁，且在机翼尾部有可以封闭气垫的襟翼。因而可以形成有效的动力气垫.前置导管螺旋桨在低中速时起着垫升作用，高速时起着推进作用。起垫升作用时，导管螺旋桨向后喷射气流有两个效应作用：一是湍射流效应；二是阻塞效应。湍射流吸卷大量的外界空气，使射流截面积增大，有利于封住船身前面部分和形成气幕，大量的空气进入船底，很少部分气流向前回流,形成稳定的动力气垫。动力气垫的前缘基本上属于周边射流式气垫，而后面属于增压式气垫。气流进入到船底形成阻塞，大部分动能转化为压能,产生气垫静升力。此外，气流从后缘喷出又能产生推力回收。用动力气垫技术的地效翼船称之为动力气垫地效翼船。利用动力气垫起降的地效翼船，从静止就可以垫升前进。随着航速逐步增大,随速度的平方而增加的机翼升力逐渐起主要作用，飞高也开始逐渐增大。当机翼的升力足够时，动力气垫的升力不再起主要作用，地效翼船由起飞平稳地进入到完全的地效飞行.11.6。2。2中国的动力气垫地效翼船中国1975年就掌握了动力气垫技术.结合动力增冲地效翼船和动力气垫船的技术，1988年,由中国船舶及海洋工程研究设计院设计的“天鹅号”地效翼船是当时世界上最大的动力气垫地效翼船(图11-26)，其总体性能达到了国际先进水平。2012年，由中国企业自主研制的“天使号”地效翼船在长荡湖圆满完成首航（如图）。这种新型交通工具，可载荷6人，贴近水面飞行，最大飞行高度150米，飞行速度每小时可达到7080海里，采用新型复合材料制成，起飞后能连续飞行两个小时，且起飞和降落所需水域较小。2013年，由海南某地效翼船公司制造的中国首艘12座地效翼船-CYG11型地效翼船（如图）,在南海试飞成功。这一次试飞,除载荷重量增加外，速度也达到了每小时110海里,且耗油量仅为百公里28L，这标志着我国在这一领域又取得了较大的进步。11.10地效翼船的优缺点与应用前景11.10.1 地效翼船的优缺点11。10.1 .1地效翼船的优点（1）巡航速度高。动力增升型地效翼船的巡航速度是全垫升气垫船、侧壁式气垫船、双体船和水翼艇的35倍，是排水型船的10倍以上；（2）运输效率高。动力增升型地效翼船的运输效率功率/(有效载荷航程）约为飞机的2倍，是全垫升气垫船、侧壁式气垫船和水翼艇的24.5倍；（3）高耐波性.由于地效飞行器采用动力气垫和动力增冲等技术，大多数都能在3级海情下顺利起降，在浪高小于3m时可以稳定安全的巡航航行。（4）良好的两栖性能。类似于两栖气垫船，能在不平整的地面运行，如沼泽、沙滩、雪地、草地等；（5）隐蔽性高。由于该船能够以较低的飞行高度贴近水面或地面运行，不易被雷达监测，适合隐蔽的军事行动.11。10.1 。2地效翼船的缺点（1）由于海洋环境的影响,会限制地效翼船适航性和经济性的进一步提高，当地效翼船进入到巡航速度时，大部分的功率会被闲置，造成了质量上的累赘和经济上的浪费。（2）海洋盐雾对地效翼船的航空发动机有腐蚀作用，发动机的保养和维护困难，易导致发动机工作失常，需要特殊的进滤气装置且维护保障费用高.(3)由于掠海地效翼船的飞行高度较低和地效作用，易激起海面较明显的喷溅，易被高空飞机和卫星的可见光探测仪发现。此外，由于发动机功率巨大且布置在机背，红外线辐射大，易被红外线探测仪发现。(4）飞行高度不能太高。由于其小展弦比而不能飞得太高，其气动力性能有待提高，只能在地效区内运行，并且飞得过高就会带来动力增升型地效翼船的缺点。11。10。2 地效翼船的应用11。10.2。1军事领域的应用近年来我国与周边国家的海洋局势不断地复杂化，中日钓鱼岛争端、南海争端等，都需要具备海岛快速到达及迅速现场处置的能力.大型飞机受到机场方面的限制，水上飞机又运输能力有限，而各类舰船又速度太慢。所以从目前的实际情况出发，我国的军事、海监、渔政等部门迫切需要一种具备多种运行状态、高速、隐蔽及大载运量的高效运输工具，大型地效翼船将会是满足这些需求的一种非常合理的选择。地效翼船的军事用途一旦被成功运用,那么我国海军用以守卫国家安全的力量将会更加强大。11.10。2.2 民用领域的应用（1）货物运输。地效翼船很适合海上快速运输,有着可比肩于飞机的速度，并且比飞机运输效率高得多,运输成本也低得多。并且不需要起飞降落用的机场跑道，这是它突出的优势;(2)客运行业。我国有很多适合地效翼船的航线，例如上海至青岛、重庆；烟台到大连等.据报道，乘坐普通的公务船从海南三亚到西沙永兴岛耗费大约15个小时,而乘坐2014年海试成功的“翔洲1”号却只需一个多小时；（3)后勤补给和工程维修。我国的海洋工程很多，当某些工程出现故障或发生事故时，例如海上风电或海洋平台，此时地效翼船能够以更快的速度和更高的效率将需要的资源、设备及工作人员运送到位;（4）旅游娱乐。随着地效翼船的发展,它能像游艇一样成为旅游娱乐的一种工具。