海陆空三栖巨兽!俄军研制新一代“里海怪物”
近日,俄罗斯卫星通讯社采访俄军事问题专家、《祖国军械库》编辑阿列克谢·列昂科夫时,列昂科夫对记者表示,俄罗斯正在开发新一代地效飞行器,并且表示"目前世界上还没有一种武器能够与之对抗"。列昂科夫还说,美国波音公司也曾下大力气研发地效飞行器,但是最终失败了。
说到地效飞行器,可能很多人会很陌生,但是如果提起著名的"里海怪物",可能很多军迷朋友就会恍然大悟。这种飞行器是一种介乎于船和飞机之间的特殊飞行载具。它是一种类似于飞机的船型运输工具,可以像飞机一样飞行,但是飞行高度不高,通常是紧贴水面飞行,而由于不接触水面/地面,因此除了在水面上飞行外,"地效飞行器"还能够在陆地上空飞行,而且它不需要专门的飞机场进行起降,具备很强的野战运输能力,可谓真正的 "海陆空三栖巨兽"!现在我们就借着列昂科夫的话题,来探讨一下神秘的"地效飞行器"。
何谓"地效飞行"?
要理解地效飞行器,自然首先要理解什么叫"地效飞行"。所谓的地效飞行,其实是一种特殊的飞行方式。飞机之所以能够在天上飞行,依靠的是空气对飞机产生的升力。而升力的由来,在于空气的流速,飞机的机翼设计目前采用上表面突起而下表面平滑的截面形状,这样在飞机飞行中,空气流过机翼上表面的速度就快,而流过下表面的速度就慢,由于机翼上下表面存在空气流速差,这就导致机翼上下表面受到的大气压强是不一样的,这个压力差就是升力。当飞机的升力大于自身重力时,飞机就能够腾空而起翱翔天际。
由于空气流速的快慢差是产生升力的主要因素,因此当飞机靠近地面飞行时,就会感受到额外的升力,这种物理现象就是"地面效应"。地面效应是因为当飞机距离地面很近的地方飞行时,由于机翼和大地之间的空气受到飞机机翼和地面之间的压缩,进而形成被称为"气流堵塞"的现象,这样机翼和地面之间的空气流速会比飞机在高空飞行时的流速更大,这就导致飞机上下机翼空气流速差更大,因此飞机的机翼会产生额外的升力,增大飞机飞行的安全性,加快飞机的飞行速度,而且还能够减少飞机的燃料消耗,这就是地面效应,在航空动力学界,这种效应也被称之为"上帝之手"。
在航空界,能够利用地面效应进行飞行活动的飞行器,被称为"地效飞行器"。地效飞行器的要求很高,根据测算,通常情况下当飞行高度(飞行器距离地面/水面的距离)相当于飞行器翼展的一半时,地面效应最强,在这时机翼的升阻比将会比高空飞行时提升30%左右,这个效率要远远超过一般的运输机,所以地效飞行器往往可以造得很大,但速度却丝毫不慢。
里海怪物——地效飞行器的巅峰
由于地效飞行状态有着独特的空气动力学优势,而且地效飞行状态飞行高度低,有利于躲避敌方的雷达和防空系统的拦截。再加上地效飞行器的飞行速度通常超过气垫船的10倍,起降条件和大型气垫船相当,而载荷却能达到重型战略运输机的水平,因此一直受到美苏两国军方的高度重视。但是在地效飞行器的研究方面,美苏两国却有着云泥之别。
根据解密的资料显示,尽管美国很早就开始了有关地效飞行技术的研究,但是最终在地效飞行方面可以说一事无成。但是苏联在地效飞行方面却有着极为不寻常的成绩。从1970年代到苏联解体,苏联相继研制出"幼鹰"(1972年)、"里海怪物"(1982年)、"鹞"(1987年)等多种型号的大型地效飞行器,其实所谓的"鹞"就是原先的"里海怪物"地效飞行器,只不过鹞在背部安装了3组双联装SS-N-22反舰导弹,从一款运输型地效飞行器升格为导弹飞行器。
"里海怪物"是苏联地效飞行器中的经典作品,该飞行器由阿列科谢耶夫中央设计局专门设计。整个飞行器长106.1米,翼展40米,起飞重量高达496吨,在飞行器的机头两侧并排安装了10台VD-7型涡喷发动机(8台装在机头两侧,2台装在垂直尾翼上),最大飞行速度可达800千米/小时,航程达到7500千米。并且其有效载荷可达200吨,其使用效率要远远高于后世的重型远程战略运输机。用当时苏联官方的说法就是:这艘地效飞船可以在2小时内,把800名士兵送往距离苏联边境1600千米的任何地点,并且具备全球投送能力。
"里海怪物"这个名头听起来奇特,其实也是有来历的。这是因为西方国家,特别是美国,在地效飞行器方面的研制一直打不开局面,最终美国放弃了对于这一技术的相关研究。但是在1980年代某天,美国的间谍卫星在飞越苏联中亚地区时,在里海上空拍摄到一架不明飞行物,该飞行物看起来像飞机,但是又确定不是飞机,能够贴着海面飞行而飞行速度又和飞机差不多。美国军方实在猜不出这是个什么新式武器,所以才给它起了一个不算名字的名字,叫"里海怪物"。
"里海怪物"大型地效飞行器是冷战时期地效飞行器技术的巅峰之作,当时苏联总共要制造2艘"里海怪物",不过由于成本价格的问题,第二艘虽然列入了计划但是却并没有正式开工建造。如今我们看到的"里海怪物",实际上是"鹞"式地效飞行器。这种大型地效飞行器有着非常重要的军事用途。
首先,这种飞行器速度快、航程远。就以"里海怪物"为例,其最大运送能力可以达到一次投送800名士兵,且飞行速度高达800千米/小时,最大航程7500千米,而且可以同时在水面、陆地甚至是山地等场合飞行,并且还不需要专门的飞机场。
在冷战时期苏联想定的世界大战方案中,"里海怪物"这样的大型地效飞船只需要出动十余艘,就可以成建制空运一个旅的兵力,外带全部的重型武器装备。这个效率要远远大于大型战略运输机,在1980年代苏军的大规模演习中,一次需要出动超过100架的伊尔-76才能够做到10艘"里海怪物"的运输能力。
而且"里海怪物"的设计非常优秀,其不仅可以利用地效原理贴地高速飞行,而且还能像一般飞机那样爬高飞行,根据苏联后来解密的资料显示,"里海怪物"最高飞行高度可达3000米,这已经和正常的运输机没有什么区别,所以地效飞船同样可以当作飞机使用。
其次,地效飞船的成本低廉。由于其主要是贴着地面和水面飞行,充分利用了地效原理,也不需要应对高空空气稀薄寒冷的问题,所以地效飞船的船体在加工方面的要求要远低于大型战略运输机。所以,地效飞行器的制造成本通常只有同等吨位大型运输机的50%~60%,成本上大大低于一般的飞机。而且其载荷要比同等级的飞机大得多,以"里海怪物"为例,其最大起飞重量大约是496吨,介乎于安-124运输机的405吨和安-225运输机的600吨之间,但是它的最大载荷可以达到200吨,安-124运输机的最大载荷为150吨,安-225的载荷则为250吨。所以从自重和载荷对比上看,地效飞行器明显有着巨大的优势。
第三,地效飞行器虽然可以爬高像飞机一样飞行,但是其最优势的飞行高度是距离地面20~100米高度,因此可以说是全程"超低空"飞行。和飞机不同的是,地效飞行器本身就是借助地面效应来增强飞机的升力和飞行速度,所以尽管是超低空飞行,其安全性也要明显高于飞机。在军事领域,全程超低空飞行,可以有效避开对方的雷达系统探测,从而实现出其不意的作战效果。
(另外一款采用涡桨/涡扇混合动力的大型地效飞行器——俄罗斯"幼鹰"大型地效飞行器,这台飞行器的2台涡扇发动机装备在机头鼻子的部位,另外在T型尾翼顶端装有一台共轴反转的涡桨发动机)
最后,大型地效飞行器尺寸大、体积大、载荷也大,除了运输以外,还有其他很多功能可以使用。例如苏联就在"里海怪物"上安装了3组双联装SS-N-22重型反舰导弹发射装置,将其改装为"鹞"级反舰导弹飞行器,当这种飞行器以800千米/小时的速度冲向敌人,发射导弹后再迅速撤退,以当时的水准而言,几乎是不可能被拦截的。
而且除了安装反舰导弹外,大型地效飞行器还可以加装扫雷系统,执行海上快速布雷、扫雷、水中破障等多种任务。而且由于其速度够快,在民用领域还可以承担跨海高速运输、人员搜救、与海上石油钻井平台联络等多种任务。可以说大型地效飞行器无论是在军事还是在民用领域,都有着巨大的价值。
重获新生——俄罗斯开发新式地效飞行器
正是由于地效飞行器有着很多独特的性能优势,所以苏联时代曾经砸下巨资用于研究相关的技术,然而就在"里海怪物"即将修成正果时,1991年苏联的突然解体,让这一原本充满希望的工程瞬间停顿。不过在经历了20多年的风雨后,如今的俄罗斯准备再次拾起当年苏联的雄心壮志,重新开发属于自己的全新大型地效飞行器。
实际上早期的"里海怪物"大型地效飞行器虽然性能极为突出,但是也并非完美无缺。首先,这种飞行器是以"地面效应"作为最主要的利用对象,所以尽管该机最高可以爬升到3000米左右,像飞机那样飞行,但是爬升高度越高,地面效应的益增就会越小。所以地效飞行器通常只能保持在100米或者以下的低空飞行,这样飞行在海上倒还马马虎虎,但是在陆地上就容易遭到地面轻武器的直接射击,在作战使用方面存在一定的隐患。
其次,苏联的"里海怪物"为了充分利用地面效应,把8台发动机全部装备在飞机机头,就设计在驾驶舱两侧,这一方面令驾驶舱内的噪声难以忍受,另外一方面也造成了维护保养的不方便。而且为了确保地效飞行器的飞行稳定,"里海怪物"还设计了几乎和机翼相当的巨大水平尾翼。并且所有的地效飞船都需要设计极其巨大的平尾来确保飞行安全,这导致了地效飞行器的结构重量偏大,而且巨大的尾翼容易损毁,这也导致了地效飞行器的脆弱性。
针对上面的问题,在经过多年研究之后,阿列克谢耶夫设计局重新为俄罗斯军方开发设计了一款代号A-050的全新大型地效飞行器。为了继承"里海怪物"的名头,这种全新的大型地效飞行器被戏称为"海洋怪物",而俄罗斯人给它的绰号叫"海鸥-2"。这种地效飞行器可以看作是冷战时期"里海怪物"的缩水版。根据俄罗斯方面的消息称,全新的A-050型地效飞行器最多可搭载150名士兵,以及多辆步兵战车。其载荷虽然小于当年的"里海怪物",但是其技术上更先进,也更成熟。
根据俄罗斯方面的消息称,新式的A-050型地效飞行器将会在今年正式交付俄军。这种全新的地效飞行器将会承担俄军在北极地区的巡逻、反潜以及其他作战任务,"海鸥"可以快速投放兵力,且很少受恶劣气候的影响。俄军表示,如果在北极地区发现有美军核潜艇在冰面上上浮,则可以派出A-050地效飞行器前往快速侦察和监视。而且,在目前俄罗斯海军水面舰队兵力大幅缩水的情况下,装备一定数量的大型地效飞行器,可以有效弥补水面舰艇的不足,并维护俄罗斯的海洋权益。
其实除了俄罗斯外,中国和伊朗等国也在积极研制自己的地效飞船。我国在这方面的技术储备目前仅次于俄罗斯,甚至要优于美国。目前我国已经研制成功DXF-100等型号的地效飞行器,并且有部分已经投入短途商业客运使用,效果相当令人满意。可以预见在不久的将来,地效飞行器的潜力将会被重新挖掘,作为一个拥有300万平方公里蓝色国土的大国,一定数量的大型地效飞行器同样也是我们有效维护领海主权的有效工具!