“海上飞船”知多少
日前，中国船舶科学研究中心采用新型材料研制的第三代高耐波性地效翼船，经过30多次海试表明，其多项技术性能处国际领先水平，今后将为加快开发利用海洋提供重要海上高速运载与作业平台。
【资料图】
什么是地效翼船
冲翼船（艇）在我国命名为掠海地效翼船。
中国船舶科学研究中心地效翼船总设计师石亚军研究员介绍，地效翼船又称“海上飞船”，是一种兼具海上航行和腾空掠波飞行功能的新型水上交通工具。它利用地面效应实现减阻、增升，航速为常规船舶的数倍至十余倍，是目前世界上最快的船型。它能在水面机动、驻泊，具有独特的性能优势，能快速执行各类海上紧急任务。
掠海地效翼船有多种形式，一般可分为三类。
动力增升型，该船航行时相当于飞机的起飞状态，即机翼贴近地面，来流在机翼下方获得阻塞而机翼下方的压力升高，于是升力急剧上升，使该艇贴近水面航行，阻力减小，航速升高。同时其前置导管又将压力气流送至主翼下方产生增加升力的作用，故称为动力增生型地效翼船。
动力气垫型，该型船利用动力气垫增压现象，由首部主机带动涡轮风扇将压力气流打入气垫内部，由尾翼的向下转折又使气垫内的气流在尾部逸流时受阻滞，使机翼下的压力急剧上升，成为动力气垫型地效翼船。
空气动力型，此型船的设计思想十分类似于俄罗斯的第一代地效翼船，它无前置导管，用串联机翼以保证稳定性。该型船飞高极小，贴水飞行，耐波性差，仅适用于内河。
特性上，由于地效飞行器拥有贴水飞行、高升阻比、具有垫升力和地效力等的特性，因而地效飞行器拥有以下在民用及军事用途中的优势。安全性，地效飞行器在距离水面1—6米的高度低空飞行，一旦出现紧急情况，可随时在水面降落，安全性高；经济性，地效飞行器的升阻比高，因此可获得更大的承载能力和经济性，其设计与制造对可靠性的要求、建设费用均比飞机低，售价约为同级飞机的50%—60%；舒适性，地效飞行器在水面以上飞行，不直接受海浪冲击，所以颠簸程度比船舶小得多，也没有高空强气流造成的颠簸。舱内噪音程度与大型客机相当；适航性，地效飞行器不受空中管制的限制，出航方便；军事隐蔽性，地效飞行器可在超低空地面雷达的盲区飞行，不易被敌方发现，更难以实施瞄准攻击。
填补法规空白
2021年，国家海事局发布《地效翼船技术与检验暂行规则（2021）》（简称《暂行规则》），自2021年7月1日起施行。《暂行规则》全面系统地规定了国家关于地效翼船适用范围、营运限制、检验申请、责任、产品分类以及检验技术标准。
“《暂行规则》的出台填补了我国地效翼船技术与检验法规空白，同时助力地效翼船行业快速有序发展。”航空工业洪都集团原总设计师喻玉华表示，此举有利于地效翼船产业良性发展、有利于提高产品质量、有利于保护船员和乘客的安全、有利于产品参与国际市场竞争。
郑州海王实业有限公司总经理张丽柯认为，《暂行规则》是我国第一部规范地效翼船行业标准的法律法规，对于促进地效翼船行业发展具有里程碑式意义。一是促进地效翼船标准体系初步建立，有利于形成支撑产业发展的专业人才队伍，构建地效翼船产业生态。二是随着地效翼船技术综合实力持续提升，产业规模进一步壮大，助力培育形成若干具有国际领先水平的企业和产业集群。三是加快推动地效翼船应用和产业发展，发挥地效翼船在产业变革中的重要作用，有效支撑地效翼船产业在制造强国、海洋强国、科技强国战略中的重要支撑作用。
我国的地效翼船研发在国际上起步早，已有近60年的发展历史，取得了长足的进展。目前，我国已经先后研制出信天翁系列、天鹅号、翔州一号、海王一号等地效翼船，但一直未能进入市场。此次《暂行规则》的出台，是地效翼船发展的及时雨，不仅地效翼船进入市场指日可待，而且对地效翼船产业的高质量发展起到了促进作用，更是对双循环提供了相关法规支持。
“对于企业来讲，《暂行规则》的出台，意味着已经生产的地效翼船相当于有了‘准生证’，有了政府部门监管、引导、发证，产品终于可以进入市场。”张丽柯说，地效翼船行业有着独特性，虽然属于蓝海市场，从事研发的企业不多，但是研发时间长，投入资本大，只有规则的发布，地效翼船才能真正应用于市场，转化为生产力，为人类出行提供解决方案。
“三代”取得突破
迄今，我国地效翼船的研发经历了三个重要发展阶段：第一阶段是地效翼船技术探索及初步攻关的阶段，这阶段更多地着力于“飞”这一技术能力的实现；第二阶段在掌握了地效翼船核心设计技术后，逐步向规范化、实用化发展；第三阶段旨在针对我国实际海情，研发适用性更强的地效翼船。
石亚军表示，我国第一代地效翼船仅仅强调了“飞”这一基本属性，第二代地效翼船则强调了经济性和双工况需求，而目前第三代地效翼船有效解决了第一代、第二代地效翼船不能适应我国恶劣海况的问题。
“第三代高耐波性地效翼船，是我国地效翼船研制的一个重大技术突破，是我国自主研发地效翼船能力的具体体现，更是我国结合实际应用需求走出的一条创新之路。该技术目前处于国际领先地位。”中国船舶科学研究中心试验基地地效翼船试飞员王晓东说。
值得关注的是，在第三代高耐波性地效翼船的研制中，中国船舶科学研究中心科研团队提出了新的降载概念，应用了最新的技术成果，在水动布局、气动布局设计方面作了大量创新性的设计。团队通过机翼高置的方式降低波浪对部件的影响，同时应用高效机翼增升装置降低起降速度减小波浪载荷，分层滑行面以及更瘦削船体的应用，兼顾了滑行效率和砰击载荷。
该中心科研团队不断打磨地效翼船实用化设计技术，对地效翼船气动力技术、耐波性技术、实用化技术进行深度挖掘，并在结构外载荷优化、先进复合材料应用等方面，取得一系列突破。
近期完成海试的第三代高耐波性地效翼船采用全碳纤维结构，可载人员12人，满载起飞重量达4.5吨，最大时速达240公里，有效航时达6小时，在4级海况、8级风力下可安全作业。与前两代相比，其适用性更强、安全性更高、航速更快。
“相比于现有同吨位水上飞机和地效翼船，第三代高耐波性地效翼船适航性提高了1至2个等级，使得波浪中地效翼船的全年出航率和水上安全性得到了有效保证，解决了广阔海域难以快速精准抵达的难题。”石亚军表示。
在相关专家看来，随着我国海洋战略的快速推进，地效翼船作为有着独特优势的海上交通工具，未来将在开发利用海洋、维护海洋权益、发展海洋经济等方面，发挥越来越重要的作用。
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