地效飛行器技術(shù)競爭分析

中國產(chǎn)業(yè)研究報告網(wǎng)訊：

    總體而言，地效飛行器關(guān)鍵技術(shù)有如下四個方面： 

    1、總體氣動布局設(shè)計技術(shù) 

    氣動布局要保證地效飛行器能在地效區(qū)高效穩(wěn)定飛行，并有良好的機動能力，且為順利地起飛、降落提供保障。 

    為在地效區(qū)內(nèi)高效飛行，要求全機氣動外形保證在地效區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的升力比其在地效區(qū)外產(chǎn)生的升力有大幅度的提高而阻力基本不變。 

    為在地效區(qū)內(nèi)穩(wěn)定飛行，要求氣動外形保證在地效區(qū)內(nèi)飛行時提供良好的縱向穩(wěn)定性。一般說來，地效飛行器較之普通飛機具有更好的橫向穩(wěn)定性，問題易于解決。 

    普通飛機在巡航飛行時，對飛行高度的變化并不敏感，即當(dāng)飛行高度變化時，全機氣動力的變化不大，僅當(dāng)攻角變化時會引起全機氣動力的變化。因此，全機氣動力只有一個焦點，即攻角焦點。地效飛行器在地效高度范圍內(nèi)飛行，飛行高度的變化和飛行攻角的變化都將引起全機氣動力的變化，因而地效飛行器有二個氣動焦點，即攻角焦點和高度焦點。只有當(dāng)高度焦點和地效焦點與飛行器重心位置合理配置時，地效飛行器飛行時的縱向平衡才是穩(wěn)定的。這就要求氣動外形和總體布局滿足地效飛行器在地效區(qū)飛行的靜穩(wěn)定條件：一、攻角焦點在高度焦點之后；二、高度焦點位于全機重心附近。 

    2012-2016年中國地效飛行器市場分析與發(fā)展方向研究報告

    通過大量風(fēng)洞試驗和理論分析，針對大、中、小型不同的地效飛行器，采用不同的氣動布局和部件的合理配置，保證了高度焦點和氣動焦點的合理配置，確保地效飛行器在各種飛行狀態(tài)時的高效和穩(wěn)定性。 

    2、動力增升技術(shù) 

    地效飛行器由低速滑水狀態(tài)加速滑行，直到機翼產(chǎn)生的升力逐步加大到將整個飛行器抬離水面的過程，需要克服水的巨大阻力。這個阻力與滑行速度的平方成正比且與飛行器浸入水中部份的形狀、橫截面積大小和浸入水下部分的表面面積大小有關(guān)。如果按高速艇那樣滑水，要達到起飛離水速度，要求動力裝置的功率遠遠大于飛行器巡航飛行所需的功率。因此，希望在盡可能小的速度下盡快產(chǎn)生足夠的升力將飛行器抬起，即減少飛行器的起飛離水速度。 

    通過大量風(fēng)洞、水動試驗和理論分析，針對不同總體布局和氣動布局的地效飛行器，采用將螺旋槳滑流或噴氣發(fā)動機尾噴流引向由機翼下翼面、機身側(cè)壁、下偏的襟翼、機翼端板及水面所圍成的墊升腔，使高動能的氣流流動受到阻滯，變成靜壓高的氣流，從而產(chǎn)生附加墊升升力的原理，設(shè)計了不同類型的動力增沖墊升系統(tǒng)。墊升升力使機體盡快抬起，減少了滑水面積，降低了滑水阻力，降低了地效飛行器起飛離水速度。 

    3、水動布局設(shè)計技術(shù) 

    地效飛行器在起飛加速滑行時，要求在盡可能短的滑水距離和滑行時間內(nèi)達到離水速度，同時要求滑行過程加速均勻、柔和、平穩(wěn)；在著水降落時，首要考慮的是盡量減少著水時的撞擊過載，同時，要求著水后的減速滑行過程均勻、柔和、平穩(wěn)。無論是加速滑行或減速滑行階段，都要求盡量減少波浪的沖擊，保持良好的姿態(tài)角。 

    地效中心通過大量水池及開闊水面模型水動試驗和理論分析，針對不同機型設(shè)計了先進的水動布局技術(shù)。通過綜合采用滑水體多斷階布局、合理設(shè)計滑水體外形和合理設(shè)計著水緩沖水撬等技術(shù)措施，保證了地效飛行器起降時良好的滑水性能。 

    4、地效飛行過渡區(qū)操縱系統(tǒng)設(shè)計技術(shù) 

    地效飛行器從滑水起飛離水逐步過渡到地效巡航飛行狀態(tài)或從地效巡航飛行狀態(tài)減速降落過渡到著水滑行狀態(tài)的過程，稱為地效飛行的過渡飛行區(qū)。在起飛過渡飛行區(qū)，為了改善起飛性能，需要操作動力墊升系統(tǒng)。此時，氣流流態(tài)的變化將引起全機力矩平衡特性的變化。為保持飛行器的縱向穩(wěn)定，還需操縱升降舵。如果由駕駛員同時操縱動力墊升系統(tǒng)及升降舵偏轉(zhuǎn)，以保持全機的縱向穩(wěn)定將是很困難的。根據(jù)動力墊升系統(tǒng)及升降舵偏轉(zhuǎn)所引起的流態(tài)特性，設(shè)計了動力墊升系統(tǒng)及升降舵偏轉(zhuǎn)組合控制系統(tǒng)，只用一個操縱開關(guān)，同時對兩者進行協(xié)調(diào)操縱，既保證了有效的墊升效率，又不致引起全機縱向平衡力矩的變化。這樣大大方便了駕駛員操作，又保證了過渡飛行安全。 

    中國科技開發(fā)院地效飛行器開發(fā)中心在上述四項關(guān)鍵技術(shù)方面取得了突破，并應(yīng)用于天翼一號及大型地效飛行器海豚K、中型地效飛行器TX5型等型號的研制。1998年，天翼一號（TY-1）研制成功。2001年后，地效中心在繼續(xù)完善、改進TY-1型地效飛行器的同時，還與俄羅斯有關(guān)單位合作，通過機型改進，從俄羅斯引進了8座型的天象二型（TX-2）地效飛行器和5座天象900（TX-900）型動力沖壓氣墊平臺，并與俄羅斯地效飛行器研制的領(lǐng)軍單位——俄羅斯中央水翼船設(shè)計局合作，完成了20噸級，50座中型地效飛行器TX-5型的方案設(shè)計和初步設(shè)計。目前，地效中心及其控股的廣州天象公司已擁有各型地效飛行器多項技術(shù)專利（產(chǎn)品外觀及性能見附件一和附件二）。不僅如此，地效中心還與俄羅斯中央水翼船設(shè)計局，俄羅斯中央流體動力研究院合作，開展了400噸級大型海上客貨型地效飛行器海豚K型機的研制，完成了最大起飛重量為390噸，巡航速度達550公里/小時的全客型、客貨兩用型地效飛行器的市場調(diào)研、方案設(shè)計、生產(chǎn)和運營經(jīng)濟分析、初步設(shè)計、技術(shù)評審等工作，取得了重要階段性成果。