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(来源:中国航空报)

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宋烨

地效飞行器(WIG)是一种利用地面效应在贴近水面或地面一定高度飞行的特殊飞行器。其原理是当飞行器贴近水面时,机翼下表面与水面形成气垫,增加升力并降低阻力,从而实现比常规飞行器更高的升阻比和航程。根据地效设计的飞行器可以在海洋、河流、湖泊等相对平坦的区域航行,其载货量接近于货船,而速度接近于飞机。未来,地效飞行器在军事和民用领域都有重要的应用前景,如高速运输、两栖作战、海上巡逻和搜索救援等。

美军对地效飞行器的兴趣由来已久。早在冷战时期,苏联就研制了多种大型地效飞行器用于军事运输和导弹发射平台。美军方早在20世纪70年代开始关注地效飞行器技术,并在1972年启动了“飞行艇”(Flying Boat)计划,旨在开发可搭载重型货物的大型地效飞行器。尽管该计划在技术上取得一定进展,但由于项目过于复杂和预算限制,最终于1987年被取消。此后,美军对地效飞行器的探索一度放缓,但并未放弃该领域。进入21世纪,随着技术进步和战略需求变化,地效飞行器重新受到美军方关注。美国海军和海军陆战队开始考虑将地效飞行器用于未来的两栖作战和海上后勤支援,以提升部队的快速部署和机动能力。

项目研制背景

冷战时期,美苏双方都有进行地效飞行器相关实验。苏联在20世纪60年代由阿列克谢耶夫设计局设计出ekranoplan地效飞行器实验机。该地效飞行器翼展为44米,由8台涡轮喷气发动机提供动力。它以每小时550千米的速度在水面上飞行,可以运输近100吨的货物,被称为“里海怪物”(Korabl Market)。

20世纪90年代初期,美国防部预先研究计划局(DARPA)研究了可搭载2000名乘客或140万千克货物的Aerocon Dash1.6地效飞行器概念,该概念以“里海怪物”为原型,重450万千克,长175米,翼展100米,由20台喷气发动机提供动力,速度超过700千米/时,航程近20000千米。

本世纪初,波音公司还表示曾与DARPA共同研究“鹈鹕”地效飞行器,翼展152米,有效载荷为120万千克。“鹈鹕”地效飞行器利用地面效应来提高水上运输时的效率,但除此之外,它还可以像普通飞机一样使用跑道,能够达到7500米的飞行高度。作为传统飞机运行时,“鹈鹕”的航程约为12000千米。然而,在利用地面效应时,航程增加到18500千米。然而,2005年“鹈鹕”地效飞行器概念被取消。

近年来,美军重启地效飞行器研发,核心源于战略与后勤双重需求。

一是亚太海上作战痛点。传统补给舰航速慢(<50千米/时)、目标易受反舰导弹打击;直升机航程有限、维护复杂;固定翼运输机依赖前沿机场,而太平洋岛链区域基础设施薄弱。

二是俄乌战场实战启示。现代战争中,后勤保障速度与韧性直接影响战局,美军亟需填补“关键时间后勤缺口”,实现无依托、快速、大规模海上投送。

三是技术迭代契机。复合材料、自主控制、电力推进、抗盐雾腐蚀等技术突破,解决了早期地效飞行器(如苏联“里海怪物”)的稳定性、适航性、成本难题。

美军方主要项目与进展

任何军事组织的主要工作之一都是尽可能快速有效地将大量物资设备从一个地方转移到另一个地方。其中部分是武器装备,但绝大多数是支持武器装备的燃料、备件、人员等。目前,美军运输大量有效载荷通常使用海运和空运。但是,正如DARPA所言,虽然目前的海运在运输大量有效载荷方面非常高效,但它易受到威胁,需要功能性港口,并导致运输时间长。传统的空运速度要快得多,但是支持海上运动的能力有限。此外,飞机受到有效载荷限制并且需要跑道。

(一)DARPA“Liberty Lifter”(自由起降机)项目

1.项目背景

为了解决上述问题,DARPA希望将传统的海运和空运相结合,旨在“设计、建造和飞行测试一种负担得起,创新的和颠覆性的水上飞行器”“以远远超过现有海运平台速度实现大型有效载荷的高效战区范围运输”。

早在2021年DARPA发出新型地效飞行器的研发构想征求书后,经过一段时间的设计评估,2022年5月19日公布了新型飞行器概念视频。该概念机被命名为“自由起降机”(Liberty Lifter)。

因此,为有效应对未来亚太海上战场,持续巩固美军后勤保障优势。DARPA计划推出“自由起降机”地效飞行器,将具备快速灵活的起降能力,更大的负载能力,以及在水中起飞/降落的能力。它将可以在湍流的水面附近飞行,还可在空中持续飞行。此外,计划该飞行器将以低成本理念设计和制造。

2.概念设计

DARPA推出的“自由起降机”构型,属于双体机身的地效飞行器构型。双体机身目的是在海上航行时,可有较强的抗风浪能力,运输量也较大,而地效飞行器与一般飞行器不同之处在于,透过贴近地面或水面飞行,气流通过机翼向后下方流动,撞击地面或水面时,会比在高空中产生更大的升力,使机身阻力减少,获得比高空飞行更高的升阻比。

设计使用直翼,以结合两个机身,每个机身都有一个驾驶舱,并且具有小型鸭翼前翼。动力装备被描述为沿机翼安装的十个螺旋桨单元,有概念显示这些螺旋桨采用推进器配置。每个机身带有一个略微后掠的尾翼,顶部安装一个水平安定器。

在公布的概念影片中给出了“自由起降机”货物卸载过程,该过程通过向上打开的门实现,允许车辆从水边直接驶上海滩。

3. 最新进展

2025年8月,根据《防务新闻》等媒体报道,DARPA于2025年6月终止了名为“自由起降机”的中大型地效飞行器项目,演示样机的制造工作已被终止。

2023年已完成概念设计与80%比例演示机方案,但是最终被冻结。DARPA表示该项目花费了约9800万美元,终止原因在于成本过高、维护复杂、海上适航认证难度大;后期美军太平洋威慑计划更倾向无人驳船、垂直起降无人机等低成本方案。尽管该项目本身没有产生可实用的成果,但是研发过程中获得的技术进步,包括抗腐蚀结构、混合飞行控制等专利技术移交海军海上系统司令部,供后续小型化项目,用于未来的飞行器设计,并有望显著降低大型飞行器的制造成本。

(二)REGENT公司“Squire”(侍从)无人地效飞行器项目

1.项目背景

为满足美军迫切需要快速部署、可立即投入战场的自主系统,美国REGENT初创公司(区域电动地效航行运输公司)于2023年启动“Squire”(侍从)无人地效飞行器项目。Squire无人地效飞行器旨在承担多种任务角色,美国海军陆战队正密切关注该型无人机的研发进展。

据REGENT公司介绍,该型无人机被定位为“首款集水面与空中功能于一体的无人载具”(USA-V),旨在冲突高危区域执行情报监视侦察(ISR)、后勤补给以及战斗搜救(CSAR)等任务。此外,该机型也被视为执行禁毒行动以及反潜作战任务的潜在备选方案。

2.概念设计

据REGENT公司报道,该款地效无人机利用水翼实现起飞,随后在距离水面约一个翼展高度的低空进行巡航。这种地效飞行模式旨在充分利用紧贴地表(或水面)上方那层相对稠密的空气所形成的气垫效应,从而在提升升力与降低阻力之间找到最佳平衡点。从理论上讲,这一设计将赋予Squire无人机极高的飞行效率与可观的航速,且完全无需依赖传统的机场跑道即可投入运营。

Squire计划具备50磅(约22.7千克)的有效载荷能力,最高巡航速度约为80节(约148.1千米/时),航程可达100海里(约185千米)。

Squire内置的有效载荷舱长14英寸(约36厘米)、宽14英寸(约36厘米),提供了总计2400立方英寸的内部载荷空间,可用于装载后勤物资、ISR设备或特定任务货物。

自去年美国海岸警卫队批准该型无人机进行测试以来,REGENT公司一直在循序渐进地对各项系统、控制装置及操作包线进行验证。

同时,该公司另一款Viceroy载人地效飞行器也引起了美海军陆战队的广泛兴趣,该型号专为搭载12名乘客或运载3500磅(约1587.6千克)货物而设计。

3. 最新进展

2026年4月,REGENT公司宣布,其专为国防任务研发的Squire已成功在罗德岛的纳拉甘西特湾完成了试飞。一段记录此次试飞过程的视频显示,一架名为Squire的缩比模型依次完成了三个飞行阶段的转换:从水面漂浮状态,过渡到利用水翼在水面高速滑行,最终腾空而起,进入飞行状态。视频中,该公司指出,Suqire在水面滑行时的最高航速达到了40节(约74千米/时)。随着机身高度的不断提升,Squire的两片水翼即自动收起;随后在两艘伴航支援艇的紧密伴随下,该机在空中持续飞行了一段距离。

后续,该公司向美国国防部、海军陆战队展示该型无人机性能,评估用于情报监视侦察(ISR)、战术后勤补给、反潜支援、搜救等任务。

目前处于原型机优化阶段,预计2027年启动量产与小规模部署。

未来应用前景

从放弃重型战略载人飞行器转向小型战术无人机,可猜测美海军陆战队核心初衷是降低风险、提升灵活性、适配分布式作战,从“有人大型平台”转向“无人小型化、高生存、低成本”的路线。

未来地效飞行器整体走向小型化、无人化、电动化、军民两用,成为低空经济+海洋经济的关键纽带。

在军事领域方面,一是完成近海分布式后勤任务,实现岛礁快速补给、伤员后送;二是完成隐蔽侦察/反舰任务,实现超低空突防、执行ISR、电子干扰、反舰导弹中继制导,成为反介入/区域拒止利器;三是完成反潜/扫雷任务,低速静音巡航,适配近海反潜、扫雷,填补无人机与有人机之间的空白。

在民用领域方面,一是完成岛际高速客运/物流,速度比船只快5~10倍,成本比固定翼飞机低40%~50%;二是完成应急救援/边防任务,远海搜救、边防巡逻、海上风电维护等;三是执行旅游观光等任务。独特贴海飞行体验,打造高端海上旅游项目。

综上可知,美军地效飞行器研发从重型战略载人转向小型战术无人,Squire项目成为当前核心,Liberty Lifter终止标志技术路线的调整,核心价值聚焦太平洋岛链后勤缺口、低空隐蔽突防、无依托快速部署,适配美军“分布式海上作战”理念。基于技术成熟度快速提升,自主控制、电动推进、复合材料三大突破推动项目落地,2027~2030年有望小规模列装。