命名与原理
“地效”一词在空气动力学中的术语为“表面效应”,即当运动物体贴近陆面、水面、冰面等运行时,表面对物体产生空气动力干扰。
由于这个“钢铁巨兽”从研究设计的角度更接近“舰艇”,而行进方式又明显要算作飞行(美方干脆简单粗暴的称之为“翼船”),但飞行能力又十分有限,主要在水面活动,因为其他“表面”稍有超出其飞行高度的起伏和障碍出现就将寸步难行,称为“飞机”显然太过勉强,综合以上多种情况,最终“烩菜”般比较随意的命名为地效飞行器。
地效飞行器的原理可简单理解为,当飞行器从高至低接近表面达到一定距离时,机翼(包括机体)与表面间的阻滞气流使机翼压力骤增,从而导致升力陡然提升。比如,落叶坠至接近地面时总会顽皮的短暂“翩翩起舞”后再落地。
需要补充的是,与拥有“固定”气垫,发动机驱动旋翼主动产生升力的气垫船不同,地效飞行器需要依靠足够的前进速度推动旋翼产生升力以维持“动态”气垫,所以地效飞行器与飞机一样,起飞滑跑环节必不可少,而在科技水平不足的前提下想要如此庞然大物垂直起降、悬停以及倒退,样样精通实属强人所难。
亲自试飞的“狂人博士”阿列克赛耶夫
绝密与狂人
虽然早在1894年法国工程师沙尔便首次设计完成地效飞行器的雏形“水翼艇”,但之后半个多世纪要么无法稳定行驶、要么航速偏低、要么载运量不足,或这或那的失败因素让该项目在全球范围内始终没有取得实质性的突破进展。
尽管二战过后,各国都清楚认识到地效飞行器在军事领域中的巨大潜力,但无奈财力、物力及人力有限,即使美、德、英、日等军事强国有意在20世纪中叶掀起研发热潮,却受迫于“西方体制”的多方面限制只能让“战争怪物”的美好蓝图停留在书面理论。
当然,这只是明面儿的表象,永远不要低估“战斗民族”骨子里对于武器研发的狂热与偏执,此时的前苏联在“绝密”状态下正逐步推动地效飞行器雏形机的实战试飞。
而这一切与罗斯提斯拉夫•阿列克塞耶夫密不可分,被亲友调侃“社会主义自大狂”的国家列宁奖金获得者阿列克塞耶夫博士于1943年组建“红色索莫沃水动实验室”又在几年后年因“水翼艇”设计的杰出贡献获得斯大林奖金及为设计局冠名的殊荣。
1960年,阿列克塞耶夫将“水翼艇”的航速提升至极速96.5公里/时(水中阻力已达极限,液体发生汽化即“空泡”现象),随后他立刻着手打造完全脱离水面飞行的载人试验原型机并正式开启真正意义上地效飞行器的研发之路。
由于始终坚持亲自试驾以体验技术特性和收集相关数据,他也常被尊为驯服“怪物”第一人。
遗憾的是“狂人难善终”绝非说说而已,阿列克塞耶夫极度反感抵触官僚主义、形式主义的犟脾气让他倍受排挤。
1968年,上级免去其设计局主任和总设计师职务,但日常工作仍由他负责。随后,又以“避嫌”为由辞退其头号助手也是他的女儿塔季扬娜。1975年,阿列克塞耶夫被赶出了以他命名的“阿列克塞耶夫中央设计局”回家“静养”。
1980年,他因脑溢血倒在民用地效飞行器模型试验场,至死除去一套拥挤破败的老旧公寓没有分文存款。
毫无疑问,阿列克塞耶夫的提早“出局”也是地效飞行器过快被时代淘汰的重要原因之一。
正所谓,成也体制,败也体制。
“里海怪物”的风光与背后艰辛
1980年,美国侦查卫星在里海海域发现翼展40米、机身106米、载重达540吨的“钢铁巨兽”(当时世界载重纪录是美国C-5A“银河”运输机保持的345吨)正以不可思议的498.79公里/时巡航速度超低空飞行,这便是后来威名响彻全球的“里海怪物”。
实际上,这台编号KM的飞行器是前苏联生产第一台地效飞行器的残体修复版,显然这句话透漏两个信息,“怪物一号”与事故。
先说“怪物一号”,1963年阿列克塞耶夫中央设计局应海军要求启动KM项目。当局先是研制1/4比例内置一台发动机的原型机SM-5,其年底首飞成功后开始打造正常比例的KM。
1966年KM试飞成功,尽管单翼、反角“T”形尾翼、防浪板等搭配的整体造型极具工业时代的机械美感,但机身前部8台多勃雷宁VD-7涡轮发动机维持“气流引射”给予飞行器漂浮的“移动气垫”、尾部2台VD-7涡轮发动机提供巡航动力的配置在相对应行驶最高障碍极限3.5米和速度方面的表现很难让人满意。
为此,1967年改进气动性能的SM-8原型机建造完成并开始测试,其机身顶部“烟囱”内配置1台KR7-300涡轮发动机增强气垫稳定性,另一台同型号加装在尾翼,增强前进动力,整体效果显著,这种改变使KM愈发完善。
SM-8原型机,同样是1/4比例
再说事故,众所周知,成功之路没有坦途,KM的研制过程同样如此。
SM-5在某次测试飞行中遭遇强逆风,浮力降低失去稳定性,飞行员将发动机瞬间推至全功率造成快速下坠,最终机毁人亡。
1969年,KM遭遇浓雾,飞行员视线严重受阻(KM采用人工操控,不设自动驾驶功能)高速中受海浪冲击整体倾翻,舱内包括发动机在内多处机械零件浸泡受损、报废。随后几年设计局修复失事机体,将尾翼改为“V”形并逐步改良升级机体尺寸和载重量,这就是后来被侦查卫星拍到的“里海怪物”。
可惜好景不长,“里海怪物”曝光后不久KM再次遭遇事故,因飞行员试图不采用全功率起飞而坠毁,机体严重破裂,最终沉入海底,“里海怪物”葬身里海。
“花尾鸽”可在海上持续作战5天
纯洁“花尾鸽”的展翅与囚笼
1983年,代号“903项目”充当导弹发射平台的地效飞行器完成组装,3年后在伏尔加河及里海相继完成试运行,1989年正式加入苏联海军服役,名为“花尾鸽”(Lun),该鸟在民间象征着纯洁,或许,浪漫主义天性的“怒熊”战团认为当“花尾鸽”华美的炮火倾泄而出将全球染成“赤红”之时,一切将变得纯洁。
“花尾鸽”长73.8米、高19.2米、翼展44米、载重380吨,机组成员10人,短粗略显憨厚外表下装有8台NK-87涡轮发动机,推力达1024千牛(F22战斗机推力156千牛)最高巡航速度500公里/时,续航2000-3000公里。
值得一提的是,与其他地效飞行器不同,“花尾鸽”起降时对于障碍(通常为海浪)限高2—4米,航行时无顾虑,因为它最大飞行高度可达7500米(按照国际海事组织IMO和国际民航组织ICAO判定标准已与水上飞机无区别,必须遵守所有航空规则及部分海事规则)是名副其实可以展翅翱翔的“花尾鸽”。
火力方面,配备6枚3M80或3M80E大型反舰导弹“白蛉”(北约称为SS-N-22即“日炙”)最大射程120公里,发射后可于低空以2.4倍音速飞行,命中精度约94%,除可轻松击沉2万吨级舰艇外,也可在各种火力和无线电干扰下给近海及陆地目标造成全方位打击。
不仅如此,“花尾鸽”还可被改造成搜索救援机,除机组成员和相关急救设备外可运载20名医护人员及至少150名伤患,可谓攻守兼备的“全能战士”。
不过,尽管“花尾鸽”如此全能,机体航行寿命至少3000小时,可服役20年,但随着苏联解体、俄罗斯军费大幅削减,它悲剧的末路仍是被无情关进“囚笼”。
“鹰”击四海与断喙重生
1972年,阿列克塞耶夫设计局开始制造运输型地效飞行器,命名为“鹰”,1979年已有5架“鹰”正式列编服役,受欢迎程度可见一斑。
严格意义上讲,“鹰”是按照运输机设计的,所以它整体更像小号的波音747,长58米、高16米、翼展32米、载重140吨、巡航速度400公里/时、航程2000-2500公里。
动力方面:机身前部2台库兹涅佐夫NK-8-4K发动机推力超过400千牛,尾部1台库兹涅佐夫NK-12MK涡桨发动机马力堪比图-95轰炸机。
操控方面:防腐蚀涂漆、防振动与冲击架构、避装系统(比如防鸟撞)、发动机电子监控系统、TL-6L备用发动机、舰载导航雷达、液压系统与自动驾驶等。
起落方面:水橇、起落架、机翼气流能够应对任何相对平坦的表面起降。
货仓方面:长28米、宽3.5米、高4.5米可以运载如BTR-80装甲车般的重型装备。
虽然唯一的不足,火力方面只有1座12.7毫米机枪塔,但其他方面足以说明作为运输型“鹰”无愧其名。
不过,随着冷战缓解、结束以及国内危机日益加重、局势动荡,“鹰”同其他型号地效飞行器一样难逃被“雪藏”的命运。
令人庆幸的是,苏联解体后,“鹰”的制造厂被私人收购,更多发掘其在民用领域的巨大潜力,比如据相关统计满载货物高速航行一趟航程下来耗油量大约是同类运输机的三分之一。
跨入21世纪后,俄尝试将“鹰”改制为北极地质科考机,并与乌克兰共同研制救援型以主要应对复杂的海难救援。
自然界“鹰”断喙重生的传说似乎正在地效飞行器领域变为现实。
“鹰”正卸载“俄武装力量第一标志”BTR80装甲车
结语
如今,俄方已于2010年宣布投入大量人力物力以正式重启地效飞行器开发研制计划,用于强化区域作战能力。
由于强国自主创新能力的大幅提升及中俄全面战略协作伙伴关系,目前我国的地效飞行器研发水平处于世界领先水平。
一方面,从军迷的角度,我们希望地效飞行器可以与时俱进焕发出愈加惊艳的“第二春”。
另一方面,作为普通百姓,我们更希望这样堪比基洛夫飞艇的“怪物家族”永远派不上用场。
原创发布,侵权必究!