摘要：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。
