小型多用途地效飞机的概念设计研究

航空航天科学技术①作者简介：罗战虎(1982—)，男，本科，副高级工程师，研究方向为浮空飞行器、地效飞行器等特种飞行器总体 设计技术。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2102-5640-4215地效飞行器发展综述①罗战虎(中国特种飞行器研究所 湖北荆门 448035)摘 要：本文介绍了地效飞行器的基本概念和原理，简述了地效飞行器国内外发展现状及各国学者、科研人员在地效飞行器各领域的研究进展；通过对已有地效飞行器型号的统计，对地效飞行器主要气动布局形式和特点进行总结和分类，分析了地效飞行器在军民用领域可能的用途、制约地效飞行器发展的主要因素等；并指出在当今社会，传统飞行器与船舶领域基本成熟的情况下，地效飞行器作为一款跨界产品，兼具飞机的高速性和船舶的经济性，其有望在今后一段时期进入快速发展期。

关键词：地效飞行器 布局 应用领域 关键技术 发展前景中图分类号：V271.9文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)03(c)-0017-07A Review of the Development of Wing-In-Ground(WIG) AircraftLUO Zhanhu( China Special Vehicle Research Institute, Jingmen, Hubei Province, 448035 China)Abstract：This paper introduces the basic concept and principle of Wing-In-Ground(WIG) aircraft, brief ly describes the development status of WIG at China and other countries, and the research progress of scholars and researchers in various fields of WIG; through the statistics of existing WIG products, summarizes and classifies the main aerodynamic layout forms and characteristics of WIG aircraft, and analyzes the possible applications of WIG in military and civil fields. It also points out that in today's society, when the field of traditional aircraft and ship is basically mature, WIG, as a cross-border product, has both the high speed of aircraft and the economy of ship, and is expected to enter a period of rapid development in the future.Key Words: WIG craft; Layout; Application field; Key technology; Prospects for development飞机在起飞、降落和贴近地面飞行时，会出现一种附加升力，这种现象被称为“地面效应”（Ground Effect ）。

地效飞行器原理
地效飞行器，是一种能够在接近地表时利用地面效应来提高升力和降低阻力的飞行器。

其原理主要是利用地面效应来提高升力，从而实现低空飞行和短距离起降。

地效飞行器的设计和运行原理，对于理解飞行器的飞行特性和性能具有重要意义。

地效飞行器的原理主要包括地面效应、升力和阻力的影响以及飞行器的设计特点。

首先，地面效应是指当飞行器在接近地表时，飞行器与地面之间的气流受到地面的影响而产生的一种特殊气流现象。

这种气流现象会导致飞行器的升力增加、阻力减小，从而使得飞行器能够在接近地表时以较小的动力消耗实现飞行。

其次，地效飞行器的升力和阻力受到地面效应的影响。

在地面效应的作用下，飞行器的升力会随着高度的减小而增加，这使得地效飞行器能够在接近地表时获得更大的升力，从而实现低空飞行。

同时，地面效应也会导致飞行器的阻力减小，这有助于地效飞行器在接近地表时降低飞行阻力，提高飞行效率。

此外，地效飞行器的设计特点也是其原理的重要组成部分。

地效飞行器通常具有大展弦比的机翼和较小的尾翼，以及较大的承载
面积和较小的机身面积。

这些设计特点有助于地效飞行器在地面效应的作用下获得更大的升力和更小的阻力，从而实现低空飞行和短距离起降。

总的来说，地效飞行器的原理是基于地面效应对飞行器升力和阻力的影响，以及飞行器的设计特点。

地面效应使得地效飞行器能够在接近地表时获得更大的升力和更小的阻力，从而实现低空飞行和短距离起降。

地效飞行器的设计特点也有助于其在地面效应的作用下获得更好的飞行性能。

因此，地效飞行器的原理对于理解飞行器的飞行特性和性能具有重要意义，也为未来飞行器的发展提供了重要的参考和借鉴。

地效飞行器——飞行器中的璀璨明珠作者：黄建国来源：《大飞机》2016年第01期宛如停泊在湛蓝海湾中的船舶，但它不能在水上长期航行；极像空中呼啸而过的飞机，但它却总是贴近海面或地面飞行；又似高速磁悬浮列车或气垫船，贴着地面、水面飞驰而去……它，就是飞行器中的一颗璀璨明珠——地效飞行器。

神秘莫测20世纪80年代，美国中央情报局特工几经周折，刺探到苏联里海上有一种时隐时现的神秘飞行物，多方打探之后，中情局始终没弄清这究竟为何物，便将它命名为“里海怪物”。

苏联解体后，俄罗斯财政困难，无奈公开了这一研制20多年的重磅秘密武器的6张图片，希望能引入国外资金共同研制。

借助这一天赐良机，美国军方代表终于目睹了它的真容。

这个“怪物”实际上是一架长58米、翼展31.5米、高 16米、最大载重258吨、航程2000千米的地效飞机。

它的外形非常怪异，长长的机体下部酷似船形，尖尖的锥状形腹鳍相交于上端的圆弧壳体，构成一个巨大的飞机机身。

机头并非是人们熟悉的流线形，在前面两侧，密布8台喷口可上下转动的发动机。

后机身上，3台倾斜向上的涡轮风扇发动机犹如竖起的三门大炮，机翼最外端的翼尖小翼与常见的上翘相反，向下偏斜……如此古怪的造型，真令人不可思议！去年9月，俄罗斯又向外披露，负责研制“里海怪物”的俄罗斯中央水翼船设计局正在研制新版的“里海怪物”——A-050地效飞行器，并声称他们正在与包括中国在内的潜在用户开展共同研制谈判。

消息披露后，“里海怪物”再次引起全世界的关注。

当我国大型水上飞机“鲛龙AG600”即将首飞之时，人们不免要问：大型地效飞行器会进入中国制造的“视野”吗？构思巧妙船舶借助浮力浮于水上，飞机靠机翼、机身相对气流产生的升力翱翔于蓝天。

地效飞行器除了机翼、机身产生的升力外，在机翼与地面或水面之间还能产生一股神奇的向上的托力。

这股托力能轻而易举地托举飞机离开地面或水面。

显然，地效飞行器在飞行过程中受到的阻力比船在水中航行受到的阻力要小得多，因此其速度也快得多。

地效飞行器研究报告地效飞行器是指飞行器在近地表运动时所利用的地面效应，使用底部翼面的升力与地面之间的连续气流保持飞行，而无需过多的推力。

这种飞行器具有飞行距离远、运载重量大、低空飞行、低能耗、简单构造等诸多优点，因此受到越来越多的关注。

一、地效飞行器的原理。

地效飞行器的原理其实很简单，即通过适当的高度和速度，使机翼底部所受到的地面效应提供足够的升力，从而保持飞行。

地面效应是指飞行器在离地面一定距离以下飞行时，受到地面反射产生的加速气流的影响，使得机翼底部的压力增大，产生了更大的升力。

二、地效飞行器的分类。

根据不同的分类标准，地效飞行器可以分为不同的类型。

按照使用的动力种类，分为人力、风力和发动机驱动等；按照使用场所，分为水面地效飞行器和陆地地效飞行器；按照形态和用途，分为固定翼型和翼型类直升机等多种类型。

三、地效飞行器的应用。

地效飞行器的应用非常广泛，包括军事、民用、科研等多个领域。

在军事上，地效飞行器可以用于反舰、反潜、巡逻监控等任务；在民用方面，地效飞行器可以用于客货运输、旅游观光、海上救援等方面。

此外，地效飞行器还可以用于科研方面，如地质探测、环境监测等。

四、地效飞行器的发展存在的问题。

地效飞行器的发展虽然有很多优势，但仍存在一些问题。

首先，地效飞行器需要在接近地面时才能取得足够的升力，因此一旦离开地面高度，则升力急剧减小，进而导致不稳定和危险。

其次，地效飞行器的速度受到地面效应的影响较大，难以适应快速变化的环境。

最后，地效飞行器还存在一些技术问题，如操控、安全等方面的问题。

综上所述，地效飞行器将成为未来飞行器的一种新的发展方向，需不断加强技术突破和应用研究，以实现更高效、更安全、更可靠的应用效果。

气垫船是利用高压空气在船底和水面（或地面）间形成气垫，使船体全部或部分垫升而实现高速航行的船。

气垫是用大功率鼓风机将空气压入船底下，由船底周围的柔性围裙或刚性侧壁等气封装置限制其逸出而形成的地效船与“水上飞机”各自的原理地效飞行器（WIG craft，wing-in-ground-effect craft），亦称作“地效船（WIG boat）”或“飞翼船”。

它是一种既离开水面又贴近水面飞行的，利用地面效应和动力增升原理实现高速掠海飞行的飞行器。

这里，所谓“地（水）面效应”指的是飞行器在低高度飞行以及在起飞和着陆过程中通过地面产生出一种使机翼诱导阻力减少、升阻比增加，飞行器升力显著提高的效应。

而动力增升则是主要利用襟翼使高速的高速气流向下偏折，从而增大机翼升力实质上是发动机的推力转向，从而得到附加升力地效飞行器可以在水面上行驶，也可以在低空中飞行，甚至可以在沙滩、沼泽地、冰地斜坡和低矮桥梁上随意起降，一种典型的地效船就是把螺旋桨后高能气流导入由机翼、机身、襟翼、端板与水面构成的增升气腔，气流在腔内受阻后，气流动能转变为压力能，作用于机翼下面的压力能产生垫升升力，使其在起飞时，可借助垫升升力减小滑行阻力，迅速离水，起到了增升的效果，此外，在降落时，增升气腔内的气垫升力也产生一定的反压，使其减少与水的撞击，着水更加稳定。

水上飞机的英文名为water plane，是指能在水面上起飞、降落和停泊的飞机，简称“水机”。

其飞行原理与正常飞机无异，升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。

机翼的上表面是弯曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间内走过的路程比流过下表面的空气的路程远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气快。

根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。

”，因此上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。

F1、F2的合力必然向上，这就产生了升力。

微型飞行器的设计原则及策略作者：都本海来源：《中国科技博览》2016年第17期[摘要]根据多年以前的微型飞行器的实验和研究，对微型飞行器的设计原则提出了思考，对实用性和研究性的微型飞行器以及不同类型的微型飞行器的设计特点的分析和阐述，简单的对微型飞行器的概念和技术难点做出了介绍，设计了探索微型飞行器总体的办法，通过对微型飞行器设计的矛盾和协调方法以及优化问题的研究，阐述了微型飞行器的设计特殊性，最后提供了微型飞行器总体设计的参考思路，并对微型飞行器设计的发展方向进行了展望。

[关键词]微型飞行器；设计；技术难点，设计策略中图分类号：V279 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0289-01在20世纪90年代就开始提出了微型飞行器的新技术概念，微型飞行器基础研究是在1997年由美国国防高级研究计划局提出的，这项研究提出已经接近二十年的时间了，在这二十年里这项研究受到了世界各国科学家和相关机构的热情相应，在美国和欧洲已经多次的举办由微型飞行器进行的比赛和表演，许多形式、大小不同的微型飞行器试验机的出现。

现在，微型飞行器的有两个不同的发展方向[1]。

一个是研究性微型飞行器的发展，它的研究主要力量是大学，以研究各种的探索性的微型飞行器；另一种是实用性的微型飞行器，但是美国国防高级计划局和军事部门把这类微型飞行器的应用投入到了军事实用上了，主要是作为空中侦察机和识别爆炸装置。

一、微型飞行器设计的原则1、研究性微型飞行器微型飞行器到目前为止仍然是探索类的新概念飞行器，还需要长时间的探索才能完成微型飞行器的题型、构造和功能的研究，所以是非常有必要去探索研究性微型飞行器的。

研究性微型飞行器的研究的实用目标不一定明确。

研究的目的主要是探究研究性微型飞行器的动力和能源、尺寸效应、飞行控制方向、执行任务功能、系统的超微型化、承载能力、构型和布局、避障功能等。

因此，推动与研究性微型飞行器小尺寸相适应的设计和智能控制办法依然是微型飞行器的发展方向。