地效飞行器技术竞争分析

中国产业研究报告网讯：

    总体而言，地效飞行器关键技术有如下四个方面： 

    1、总体气动布局设计技术 

    气动布局要保证地效飞行器能在地效区高效稳定飞行，并有良好的机动能力，且为顺利地起飞、降落提供保障。 

    为在地效区内高效飞行，要求全机气动外形保证在地效区内产生的升力比其在地效区外产生的升力有大幅度的提高而阻力基本不变。 

    为在地效区内稳定飞行，要求气动外形保证在地效区内飞行时提供良好的纵向稳定性。一般说来，地效飞行器较之普通飞机具有更好的横向稳定性，问题易于解决。 

    普通飞机在巡航飞行时，对飞行高度的变化并不敏感，即当飞行高度变化时，全机气动力的变化不大，仅当攻角变化时会引起全机气动力的变化。因此，全机气动力只有一个焦点，即攻角焦点。地效飞行器在地效高度范围内飞行，飞行高度的变化和飞行攻角的变化都将引起全机气动力的变化，因而地效飞行器有二个气动焦点，即攻角焦点和高度焦点。只有当高度焦点和地效焦点与飞行器重心位置合理配置时，地效飞行器飞行时的纵向平衡才是稳定的。这就要求气动外形和总体布局满足地效飞行器在地效区飞行的静稳定条件：一、攻角焦点在高度焦点之后；二、高度焦点位于全机重心附近。 

    2012-2016年中国地效飞行器市场分析与发展方向研究报告

    通过大量风洞试验和理论分析，针对大、中、小型不同的地效飞行器，采用不同的气动布局和部件的合理配置，保证了高度焦点和气动焦点的合理配置，确保地效飞行器在各种飞行状态时的高效和稳定性。 

    2、动力增升技术 

    地效飞行器由低速滑水状态加速滑行，直到机翼产生的升力逐步加大到将整个飞行器抬离水面的过程，需要克服水的巨大阻力。这个阻力与滑行速度的平方成正比且与飞行器浸入水中部份的形状、横截面积大小和浸入水下部分的表面面积大小有关。如果按高速艇那样滑水，要达到起飞离水速度，要求动力装置的功率远远大于飞行器巡航飞行所需的功率。因此，希望在尽可能小的速度下尽快产生足够的升力将飞行器抬起，即减少飞行器的起飞离水速度。 

    通过大量风洞、水动试验和理论分析，针对不同总体布局和气动布局的地效飞行器，采用将螺旋桨滑流或喷气发动机尾喷流引向由机翼下翼面、机身侧壁、下偏的襟翼、机翼端板及水面所围成的垫升腔，使高动能的气流流动受到阻滞，变成静压高的气流，从而产生附加垫升升力的原理，设计了不同类型的动力增冲垫升系统。垫升升力使机体尽快抬起，减少了滑水面积，降低了滑水阻力，降低了地效飞行器起飞离水速度。 

    3、水动布局设计技术 

    地效飞行器在起飞加速滑行时，要求在尽可能短的滑水距离和滑行时间内达到离水速度，同时要求滑行过程加速均匀、柔和、平稳；在着水降落时，首要考虑的是尽量减少着水时的撞击过载，同时，要求着水后的减速滑行过程均匀、柔和、平稳。无论是加速滑行或减速滑行阶段，都要求尽量减少波浪的冲击，保持良好的姿态角。 

    地效中心通过大量水池及开阔水面模型水动试验和理论分析，针对不同机型设计了先进的水动布局技术。通过综合采用滑水体多断阶布局、合理设计滑水体外形和合理设计着水缓冲水撬等技术措施，保证了地效飞行器起降时良好的滑水性能。 

    4、地效飞行过渡区操纵系统设计技术 

    地效飞行器从滑水起飞离水逐步过渡到地效巡航飞行状态或从地效巡航飞行状态减速降落过渡到着水滑行状态的过程，称为地效飞行的过渡飞行区。在起飞过渡飞行区，为了改善起飞性能，需要操作动力垫升系统。此时，气流流态的变化将引起全机力矩平衡特性的变化。为保持飞行器的纵向稳定，还需操纵升降舵。如果由驾驶员同时操纵动力垫升系统及升降舵偏转，以保持全机的纵向稳定将是很困难的。根据动力垫升系统及升降舵偏转所引起的流态特性，设计了动力垫升系统及升降舵偏转组合控制系统，只用一个操纵开关，同时对两者进行协调操纵，既保证了有效的垫升效率，又不致引起全机纵向平衡力矩的变化。这样大大方便了驾驶员操作，又保证了过渡飞行安全。 

    中国科技开发院地效飞行器开发中心在上述四项关键技术方面取得了突破，并应用于天翼一号及大型地效飞行器海豚K、中型地效飞行器TX5型等型号的研制。1998年，天翼一号（TY-1）研制成功。2001年后，地效中心在继续完善、改进TY-1型地效飞行器的同时，还与俄罗斯有关单位合作，通过机型改进，从俄罗斯引进了8座型的天象二型（TX-2）地效飞行器和5座天象900（TX-900）型动力冲压气垫平台，并与俄罗斯地效飞行器研制的领军单位——俄罗斯中央水翼船设计局合作，完成了20吨级，50座中型地效飞行器TX-5型的方案设计和初步设计。目前，地效中心及其控股的广州天象公司已拥有各型地效飞行器多项技术专利（产品外观及性能见附件一和附件二）。不仅如此，地效中心还与俄罗斯中央水翼船设计局，俄罗斯中央流体动力研究院合作，开展了400吨级大型海上客货型地效飞行器海豚K型机的研制，完成了最大起飞重量为390吨，巡航速度达550公里/小时的全客型、客货两用型地效飞行器的市场调研、方案设计、生产和运营经济分析、初步设计、技术评审等工作，取得了重要阶段性成果。