地效翼船的空气动力原理及性能特点

2012-01-12 10:41阅读：

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地效翼船的空气动力原理
当普通飞机在空中飞行时，机翼下方的压力大于其上方的压力，产生升力，托着飞机运行；而地效翼船在贴近水面或地面时，船底下的空气受到挤压、流动受阻塞，压力增大，从而产生附加的升力。地效翼船获得的升力，除了借助飞机机翼获得升力的一般原理外，还巧妙地利用了地面效应原理。当有翼飞行器在做近地(高度小于两倍翼弦长度)的水平飞行时，其气动特性与在中高空飞行时是不一样的。由于地面的存在，改变了气流的下洗场和流速，在离地表很近的带有翼刀或隔断端板的机翼下方，就会形成气流的“堵塞”，减小了流速，使上下翼面间的压力差加大，从而提高了机翼升力、降低了诱导阻力，增大了飞机的升阻比。实验证明，这种飞行器在贴近地面(或水面)飞行时的升阻比要比在高空时增加许多，其所需的推进功率较小。一架相同起飞重量的地效翼船与普通固定翼飞机相比，其油耗可节省一半，有效载重系数比高25％～50％以上，航程可增加50％左右。

地效翼船的性能特点
地效翼船的气动外形与水上飞机相比有许多相似之处。都拥有流线型的机身以减小阻力；按照在频繁接近水面上空的飞行条件设计，采用水密的船形底机身以利于在水面上起降；为避免机翼涡流造成的干扰，和地面效应对纵向稳定性的影响，水平尾翼的位置往往比较高，通常设置于后部的最高点。地效翼船的气动外形也有许多独特之处。机翼的展弦比非常小，只有1.2—2，而且通常为下单翼；在翼尖的下方或机翼中段设置有宽大的隔断端板，或整体式浮筒，用来形成气动封闭区，减小机翼下面被压缩的空气外泄；因为气垫场效应造成的操纵效率降低，地效翼船的水平尾翼翼展通常设计的比较宽大，以提高操作敏捷性。
地效翼船巡航飞行高度通常为翼展的0.05～0.2倍，但某些机型在载重量较小的情况下，也可以短时间爬升到几百米的高度。地效翼船速度较快，小型的可达180公里/小时，前苏联大型喷气动力地效翼船甚至高达500公里/小时。适航性强，具有良好的越障、抗风浪能力，可在l.5米以下浪高稳定飞行，浪高超过1.5米时仍能飞行，很适合在平坦陆地、内陆湖或近海执行任务。
地效翼船通常把发动机安装在机翼前方，并将部分喷流或螺旋桨滑流直接排放到机翼下部，以人为增强地面效应，起到增升作用。采用这种动力增升技术的地效翼船，在起降或飞行过程中，可以向下偏转主翼上的前后缘襟翼，在机翼襟翼、机身和翼尖隔断端扳间构成一个半封闭的气垫室。由前置发动机向气垫室内供气产生气垫压力，能够极大的提高起降或飞行时的升力，降低起降速度。甚至由于动力增升装置功率大、气垫室密闭效果好、形成气垫压力高，可在零航速的情况下将机体短时间托起。采用动力增压技术的地效翼船，综合了空气动力地效翼船与空气静力地效翼船的优点，工作原理介于两者之间。它能像全垫升气垫船一样，以很低的航速自行登陆或下水。其操纵特性良好，能自如地悬停实现无坡度急转弯，甚至就地回转。这种混合型的航空器一般被称为动力气垫型地效翼船。以螺旋桨发动机为动力的小型地效翼船，只能飞行在地效区高度内，一般不具备爬高飞离地效区的能力。躲避障碍物时，主要采取水平机动绕过障碍物的方式。以喷气式发动机为动力的中大型地效翼船，由于动力强大，可在短时间内跃升几十米至上百米的高度。但由于它们的主翼展弦比小，离开地效区高度后气动效率和操纵性会变得很差，只能在避障、发动突击等特殊情况下短时间使用。

地效翼船的空气动力原理及性能特点

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