欧易

欧易(OKX)

国内用户最喜爱的合约交易所

火币

火币(HTX )

全球知名的比特币交易所

币安

币安(Binance)

全球用户最多的交易所

美国要造新型地效飞行器,“里海怪物”魅力何在?

时间:2022-08-27 21:09:42 | 浏览:9061

8月18日,美国国防高级研究计划局(DARPA)向工业界公开招标,寻求能有效支持研发新型地效飞行器的相关技术。按照目前已经公开的信息,这种新型地效飞行器的有效载荷有望超过100吨,可以同时携带多辆两栖车辆。地效飞行器是一种介于传统意义上“船

8月18日,美国国防高级研究计划局(DARPA)向工业界公开招标,寻求能有效支持研发新型地效飞行器的相关技术。按照目前已经公开的信息,这种新型地效飞行器的有效载荷有望超过100吨,可以同时携带多辆两栖车辆。

地效飞行器是一种介于传统意义上“船”与“飞机”之间的交通载具,它在巡航时,能利用地面效应(简称“地效”)状态下的超强升力,把整个机身完全托举起来、离开水面,从而极大的减小航行阻力。

地效飞行器在速度上能接近低速飞机,而载重能力则大大超过低速飞机。

DARPA对地效飞行器的兴趣,既不难以理解、也不新鲜:从上世纪50年代末以来,没有哪个军事强国不曾尝试过地效飞行器的实用化研究,其中尤其以苏联投入的资源最多、取得的工程进展最令人瞩目——

苏联研发的地效飞行器KM

苏联所打造的地效飞行器KM是全球最为知名的地效飞行器。这架被西方称为“里海怪物”的地效飞行器实际上是KM(意为“军用样舰”)试验船,仅制造一架,于1980年12月坠毁,因船身解体未能打捞。

下图这种带有导弹发射装置的地效飞行器也是苏联制造,名为“雌鹞”,但后来它也经常被混淆为“里海怪物”。

虽然近年来,俄罗斯与美国等多国陆续传来关于地效飞行器的招标或者立项消息。但至今为止,除了一些内陆湖泊中规模极小的实验性运用外,地效飞行器在全球各国都未实现规模化应用。

这种超越国家意识形态阵营的共性现象,背后一定有着核心原理上的巨大局限性问题;这个问题不能得到根除,则地效飞行器的实用依然不会得到突破——包括DARPA此次的研究在内。

地效:是优势,也是桎梏

地效飞行器的最大优势,在于其较高的速度与相对较大的载重量。

一些动力较为强劲的地效飞行器,如“里海怪物”KM试验船,其最大巡航速度能达到500公里/小时。

即便向航程和经济性等方面的因素进行妥协,地效飞行器的合理速度依然能轻易达到300公里/小时左右;这种速度性能,是传统高速舰艇、甚至气垫原理舰艇都根本无法企及的。

这样的高速优势来自于“地面效应(地效)”——

机翼在距离地面或者水面非常近的时候,升力会猛烈、突然地增加。通常而言,这个高度与机翼的翼展大小密切相关;根据现有不同型号的实际性能统计,地效飞行器的飞行高度,根据自身翼展大小不等,通常在0.1米至5米之间。

但这样的飞行高度,也限制了地效飞行器的运载性能——越是要充分利用地效来强化飞行器的运载性能,它在脱离地效高度以后就越是没有足够的升力来维持飞行。而如果企图在设计中强化地效飞行器的运载功能,就会陷入和水上飞机同质化的窠臼,并丧失自身的性能优势。

俄罗斯别-200水上飞机

基于这一限制,目前大多数的地效飞行器都不具备跃升能力,而少数型号的跃升能力也不会高于50米。由于允许的飞行高度、转弯坡度非常有限,因此地效飞行器的转向能力普遍非常差,转弯半径也常常大的离谱——比如里海怪物KM的转弯半径就达到8000米。

此外,在高速触水之外,飞行失控也是地效飞行器的拦路难题。

2020年8月4日,俄罗斯一架orion-20地效飞行器水面在试飞中坠毁

虽然地效飞行器的拥趸常常表示,地效飞行器“一般具有爬升到地效区外并在自由空间飞行的能力,因此其操纵空间可以扩展,并用内倾飞行来改善回转操纵性。”但在实际型号研发中是难以实现的:这种能力的实现,需要在极大程度上以牺牲地效飞行器载荷性能为代价才能获得,是阻碍地效飞行器实用化的核心关键之一。

从“船”到飞行,难题不止一个

此外,在不到5米高的范围内,以300至500公里/小时的极高速度进行巡航,其风险是显而易见的:一旦遭遇突风、大浪,地效飞行器几乎没有反应余地,只要船身高速触水,便极易导致灾难性的事故。KM的坠毁就是典型的例子——

地效飞行器有三个航行状态:

在低速阶段,它类似于普通的排水快艇;在过渡阶段,需要利用船艏发动机的增压送气模式,在机翼下喷射高压气体形成气垫——此时它以气垫船式的原理前进;在船身完全脱离水面之后,才能进入真正的地效飞行模式。

在1980年12月的事故中,KM在起飞过程中由于高速触水而坠毁,船身结构解体。而当时KM尚未完成整个起飞过程,飞行速度还尚未达到每小时250公里/小时。如果是在400-500公里/小时的最大速度巡航状态下触水,结局将更为惨烈。

此外,KM的坠毁事故还暴露出了另一个非常严重的问题:在限制极为严格、仅有几米的飞行高度范围中,保持地效飞行器的稳定控制是一件非常艰难的工作。KM和“雌鹞”的驾驶操纵,就对驾驶员的技能和反应状态要求十分苛刻。

“雌鹞”驾驶舱

即使是现代的全权限数字化控制技术,能够极大幅度减轻驾驶员的操纵负担;但是地效飞行器在高速巡航状态下,其运动过程在空间与时间上的极低容错特性,依然是无法被扭转的。

虽然为了解决以上问题,各国的地效飞行器设计师们也付出了各种各样的努力。但从上世纪50年代末期至今,地效飞行器的研发过程中,真正称得上技术进步的,仍仅限于如何更高效的形成和利用地效升力方面——

比如利用螺旋桨气流和发动机喷流,来对机翼进行强力的动力增升。

俄罗斯A-050地效飞行器

对于地效飞行器来说,这些努力的成果都是“锦上添花”。对于最关键问题,比如避免恶劣环境下的高速触水风险,低代价的实现地效区外的跃升甚至飞行能力,强化转向能力上,至今缺乏真正的突破性成果。

也因此,在可见的未来,DARPA的研究依然无法脱离现有的理论基础和工程技术极限,在缺乏强力理论和关键技术变革的情况下,能形成实用化成果的可能性并不高。

相关资讯

一组科幻飞行器的设计作品!未来的飞行器真会朝这个方向发展吗?

今天小编给大家带来的是一组充满科幻感的飞行器插画(建模)作品欣赏,说实话,这组作品思路还是挺奇特的,当然绘画(制作)水平也相当了得,给人的感觉十分震撼,很多作品都给人一种强大的压迫感,并且作品的细节也十分地丰富,绝对值得科幻题材爱好者和绘画

美国波音演示SB-1高速旋翼飞行器持续飞行能力

  波音-西科斯基团队宣布,他们参加美国陆军“未来远程突击飞行器”(FLRAA)项目的SB-1高速旋翼飞行器,进行了远程持久飞行能力演示验证。  该机从佛罗里达州的西棕榈滩起飞,飞抵田纳西州的纳什维尔,总航程超过1300千米,途中进行了两次

美国六代战机试飞?美国51区上空突现神秘飞行器,黑科技满满

《军武次位面》作者:机甲888▲网上流传的疑似美国六代机的试飞图(图片来源于:网络)日前,多处网上信息显示,位于美国神秘的51区基地上空出现了一款外形十分神秘的飞行器,而在看到这个飞行器后,无数网友便在线上不加思索的惊呼,美国人的六代机首飞

曼特尔事件:美军战机追击UFO,坠毁前飞行员看到巨大金属飞行器

在美军看来,“Mantell UFO incident”(曼特尔不明飞行物事件)要比罗斯威尔事件要神秘得多,因为在这个案例中,飞行员在追击UFO过程中失事坠毁,而在保持最后通信的时刻,飞行员在大喊“看到了巨大的金属飞行器”。

中国亚轨道航天器首次重复飞行!水平降落:究竟是怎样的飞行器?

据央视新闻报道,8月26日,由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院自主研制的升力式亚轨道运载器重复使用飞行试验获得圆满成功。新闻中什么都没说,但其实什么都说了我国的新闻都颇有特色,就如上面这条新闻这样,人事时地物都交代了,但你

峰飞首款载人飞行器完成固定翼转换飞行

近日,峰飞航空科技自动驾驶eVTOL载人飞行器V1500M盛世龙成功完成固定翼转换飞行。V1500M盛世龙作为峰飞的首款载人飞行器,可搭载4人,巡航速度每小时达200千米,纯电最大航程250千米。今年,峰飞全球研发团队还将启动V1500M盛

枢密院十号:细节:中国导弹“环球飞行,然后投放一枚高超音速滑翔飞行器……”

来源:枢密院十号“中国正准备对美国发动出人意料的核攻击”,美国军方二号人物约翰·海滕近日发出的警告,把这个国家对“中国试验高超音速武器”的猜测和议论,推到一个更加耸动的高点。然而,美国喊“狼来了”喊多了的后果就是,再高级的官员说的话都被质疑

火箭飞行兵成为现实?国产单兵飞行器亮相,比“三蹦子”更灵活

国产单兵飞行器公开亮相能够像鸟儿一样飞行是人类长久以来的梦想,在这个梦想的推动下,从几个世纪以前人们便不断进行飞行实验,直到上个世纪初期,人类的飞行梦想终于实现:1903年,莱特兄弟用木头和布料制作的简易飞机,成功在空中飞行了12秒,飞行距

飞行65亿公里,地球最快飞行器传回的照片,为何突破人类认知

尽管我们生活在太阳系中,但其实有很多人对于太阳系并不了解,太阳系可以划分成两大块区域:一部分是内太阳系,也就是我们熟悉的八大行星和一些小行星、卫星等;另一部分是外太阳系。外太阳系中,存在一个在海王星轨道(距离太阳约30天文单位)外黄道面附近

美国首次发布UFO调查报告,是中国“黑科技”?还是外星飞行器?

根据美国媒体报道,6月25日,美国政府正式发布了一份“不明空中现象”(UAP)的调查报告,这份报告对144起美国空军、美国海军航空兵飞行员目睹的不明飞行物(也就是大名鼎鼎的UFO)接触案例进行了研究分析。但很可惜,据报道,这144起接触事件

中国新型飞行器曝光,从北京到纽约仅需1小时,美国反应值得警惕

近年来,美国与其盟友炒作所谓的“中国军事威胁”已经不算新鲜事了。但令人意想不到的是,即使中国发布非军事消息,美国与其盟友也能联想到军事,进而大肆炒作。近日,美国媒体又开始炒作关于中国一款新型飞行器的消息了。据外媒报道,近日,中国一家研究商业

美国防预先研究计划局推出新型地效飞行器“自由起降机”

苏联“花尾鸽”地效飞行器Aerocon Dash 1.6地效飞行器概念图具有两栖能力的MC-130J的艺术想象图 DARPA视频显示,作为海滩袭击的一部分,“自由起降机”将装甲车放下船 与“自由起降机”项目相关的概念图 美国防部国防预先研究

美国现神秘隐身飞行器,疑似NGAD新型战斗机

据意大利军用航空新闻The Aviationist22日报道,在抖音(TikTok)短视频上发现疑似隐身飞行器的物体,发现地点在加利福利亚州海伦代尔航空器研究机构(Helendale)不远,距离42号臭鼬工厂(Air Force Plant

美媒:中国计划建两种太空飞行器,一种长1公里,一种像美国X-37B

美国军事媒体网站《1945》刊登了一篇文章,大概意思是中国正在摸着美国过河,美国有的军事硬件中国也会逐步的去研制或者模仿,目前中国正在计划拥有自己的太空飞机,并且出现了两个概念。一个是类似于美国太空部队X-37B这种的,可重复使用的小型航天

美国要造新型地效飞行器,“里海怪物”魅力何在?

8月18日,美国国防高级研究计划局(DARPA)向工业界公开招标,寻求能有效支持研发新型地效飞行器的相关技术。按照目前已经公开的信息,这种新型地效飞行器的有效载荷有望超过100吨,可以同时携带多辆两栖车辆。地效飞行器是一种介于传统意义上“船

友情链接

网址导航 SEO域名抢注宝宝起名网妈妈知道币圈奶茶加盟网副业项目网濮阳新闻头条网张家界旅游网海底捞折扣网台州头条新闻网口子窖A股美能能源股票实木板材采购网阿玛尼奢侈品攀岩运动网伟明环保A股云南旅游网曼谷旅游网易烊千玺歌迷网
UFO飞碟探索网全面揭秘飞碟、UFO视频、UFO档案、飞碟探索、真实UFO事件、探索研究UFO之谜、UFO研究中心、ufo爱好者共同研究:不明飞行物、ufo事件、ufo图片、中国ufo事件,最新ufo事件以及更多的ufo之谜。
UFO飞碟探索网 lizhihu.cn ©2022-2028版权所有