地效飞行器原理
完整版飞行器的阻力和减阻技术
降低干扰阻力的方法:翼身融合
未采用翼身融合技术的米格 21战斗机
降低干扰阻力的方法:翼身融合
未采用翼身融合技术的飞机
(5)激波阻力
? 激波阻力是飞机在空气飞 行过程中产生的一种较强的波 ,由空气遭到强烈的压缩而形 成。当飞行器超声速飞行时, 由于飞行器的能量以强压力波 的形式向周围的空气传递而产 生的一种独特的阻力。激波阻 力对超声速飞行器 翼身组合体 的体积 和横截面积 分布十分敏 感。
现代飞机设计技术
航 空 工 程 学 院孟
令 兵
第四章 飞行器的阻力与减阻技术
第四章 飞行器的阻力与减阻技术
?空气阻力,对于依靠空气升力支撑的飞机 而言,阻力不可避免的负面代价。纵观飞 机的发展史,减阻是永恒的话题。
什么是阻力?
阻力:阻碍运动的力
空气阻力的分类
?空气阻力主要分为: ?压差阻力 ?摩擦阻力 ?诱导阻力 ?干扰阻力 ?激波阻力
降低诱导阻力的方法
3、地效飞行器
降低诱导阻力的方法
3、地效飞行器
(4)干扰阻力
? 机翼、机身、尾翼、发动 机吊舱等,单独放在气流 中所产生的阻力的总和并 不等于整体所产生的阻力 、而是往往小于把它们组 成一个整体时所产生的阻 力。所谓“干扰阻力”就 是飞机各部分之间由于气 流相互干扰而产生的一种 额外阻力。
降低摩擦阻力的方法
?为了减小摩擦阻力,如今比较普遍的做法 是尽可能地提高飞机表面的光滑程度。这 就催生了埋头铆钉等新型零件。此外,摩 擦阻力也与飞机和机翼的尺寸有关。
ห้องสมุดไป่ตู้
提高飞机表面光滑度
(3)诱导阻力
?机翼产生升力的同时,由于 机翼下表面压力大,上表面 压力小,下翼面的高压气流 会绕过两端翼尖 ,力图向翼上 翻,形成翼尖涡。翼尖涡流 使流过机翼的空气产生下洗 速度,此速度有一个向后的 分量,从而产生诱导阻力。
地效飞行器未来战场的“掠海巨鹰”
地效飞行器未来战场的“掠海巨鹰”上世纪70年代初,美国间谍卫星在一次对前苏联里海地区的例行侦察中,发现那里正在试航一种奇怪的庞然大物。
它外形既像舰船又像飞机,可以贴着水面以令人难以置信的速度航行。
由于不明事理,美国军事专家就给它起了个“里海怪物”的名字。
不过,在其后的几十年时间里,它再也没有出现在人们的视线中。
如今,这个已经消失多年的神秘东西,可能要重现人间了。
今年9月21日前后,特别是11月初,国内外媒体对有关“里海怪物”的动向,连续透出的重磅消息。
果真如此,则意味着不久的将来,在战场上将会出现另外一种超级大杀器,这就是被人们誉为“掠海巨鹰”的地效飞行器。
当接近地面(或水面)飞行时,飞行器与地面一定高度之间的气流要受到压缩,其底部的压力增大,从而产生一个附加升力,这就是所谓的地面效应,简称地效。
利用地效原理制成能贴近地面航行的运载平台,就是地效飞行器。
水面通常比地面平滑和开阔,地效区大而连续,可以说是起伏平缓、一望无际,所以水面上运作的地效飞行器,其设计制造难度小、起飞容易、飞行安全性高,而且可制作的更大一些,在不运作的时候还可利用水面浮力承受自身的重量。
如此一来,地效飞行器大都被设计为在水面上运作的。
地效飞行器兼顾飞机和舰船的优势,进而形成了如下一些特点:首先是速度快。
地效飞行器超低空掠海飞行,阻力小,航速可达到普通舰船的10至15倍、高速船或气垫船的3至5倍,就连直升机也自叹不如。
其次是承载性好。
地效飞行器无需升空很高,动力要求小一些,容易实现更大的承载力,其载运量可达自重的50%(承载性好的飞机也不过是自重的20%)。
第三是适航性优。
地效飞行器在贴近水面的地效区运作,基本能在3级海情下顺利起降,飞行受天气和海浪影响不大,在浪高小于3米仍能平稳和安全地起飞巡航,轻易就能飞越沙滩、滩涂、沼泽、冰面和浮冰以及雷区等。
第四是机动性强。
地效飞行器依靠特殊结构和特别设计的部件,可操纵性好,能实施近垂直起降、倒退悬停和无坡度转弯等动作,甚至还能就地回转。
地效飞行器原理
地效飞行器原理
地效飞行器,是一种能够在接近地表时利用地面效应来提高升力和降低阻力的飞行器。
其原理主要是利用地面效应来提高升力,从而实现低空飞行和短距离起降。
地效飞行器的设计和运行原理,对于理解飞行器的飞行特性和性能具有重要意义。
地效飞行器的原理主要包括地面效应、升力和阻力的影响以及飞行器的设计特点。
首先,地面效应是指当飞行器在接近地表时,飞行器与地面之间的气流受到地面的影响而产生的一种特殊气流现象。
这种气流现象会导致飞行器的升力增加、阻力减小,从而使得飞行器能够在接近地表时以较小的动力消耗实现飞行。
其次,地效飞行器的升力和阻力受到地面效应的影响。
在地面效应的作用下,飞行器的升力会随着高度的减小而增加,这使得地效飞行器能够在接近地表时获得更大的升力,从而实现低空飞行。
同时,地面效应也会导致飞行器的阻力减小,这有助于地效飞行器在接近地表时降低飞行阻力,提高飞行效率。
此外,地效飞行器的设计特点也是其原理的重要组成部分。
地效飞行器通常具有大展弦比的机翼和较小的尾翼,以及较大的承载
面积和较小的机身面积。
这些设计特点有助于地效飞行器在地面效应的作用下获得更大的升力和更小的阻力,从而实现低空飞行和短距离起降。
总的来说,地效飞行器的原理是基于地面效应对飞行器升力和阻力的影响,以及飞行器的设计特点。
地面效应使得地效飞行器能够在接近地表时获得更大的升力和更小的阻力,从而实现低空飞行和短距离起降。
地效飞行器的设计特点也有助于其在地面效应的作用下获得更好的飞行性能。
因此,地效飞行器的原理对于理解飞行器的飞行特性和性能具有重要意义,也为未来飞行器的发展提供了重要的参考和借鉴。
一种折叠翼地效飞行器
一种折叠翼地效飞行器作者:彭鑫乾史云霄于正阳丁亦捷来源:《科技创新导报》2020年第21期摘要:本文简要介绍了一种利用“翼地效应”作为理论基础的“地效飞行器”及发展,凭借其具备更大的载荷与极高的航行速度,结合了水面舰艇的运载能力与飞机飞行速度的优势,使其能够将更多物资快速运至目标区域,其超低空飞行的特点也带来了极佳的隐身性能。
同时提出了一种折叠翼地效飞行器在船坞登陆舰艇的帮助下,对目标岛域进行人员、物资的两栖快速投送,解决了现役传统两栖登陆装备速度慢、载荷小、突防能力差等缺点,有效保障了人员与装备物资的安全,大幅减小作战损失。
关键词:翼地效应地效飞行器两栖登陆人员与物资安全中图分类号:V249 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2020)07(c)-0006-03Abstract: This paper briefly introduces a kind of wing effect aircraft based on the theory of wing effect and its development. With its greater payload and extremely high speed, combining the carrying capacity of surface ships with the advantages of aircraft speed, it is able to deliver more supplies to the target area quickly. Its ultra-low-altitude flight characteristics also bring excellent stealth performance. At the same time, a folding wing effect aircraft, with the help of the amphibious transport dock, is proposed for fast amphibious delivery of personnel and materials tothe target island area. The invention solves the shortcomings of the traditional amphibious landing equipment in active service, such as slow speed, small load, poor penetration ability, etc.Key Words: Wing-to-ground effect;Ground Effect vehicle;Amphibious landing; Personnel and material safety1 什么是地效飛行器通常,当飞机在飞离地面0.1~0.3倍翼展时,机翼与地面的空气会被压缩,导致两者形成的空间内压强增大,为飞机带来除了机翼所产生的升力额外的升力,从而将飞机托起,阻挡飞机受到重力的影响而下坠,这就是“翼地效应”。
飞向未来战场的两栖攻击平台--地效飞行器
飞向未来战场的两栖攻击平台--地效飞行器
黄延权
【期刊名称】《航海》
【年(卷),期】2002(000)005
【摘要】@@ 另辟蹊径它是"会飞的船"rn地效飞行器,也称作飞翼船、地效翼艇,它利用地(水)面效应和动力增升原理,在地效区里飞行,使升阻比增加,气动效率大大提高,是介于飞机、舰船和气垫船之间的一种新型高速飞行器.
【总页数】2页(P17-18)
【作者】黄延权
【作者单位】无
【正文语种】中文
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三体地效飞行器
三体地效飞行器马亚洲,张伯瑜,王奥博,晋玺,刘新宇(哈尔滨工程大学,国防学院,黑龙江哈尔滨市,150001)摘要:文章首先介绍了地效飞行器的概念,然后具体介绍了地效飞行器的研制过程与结构分析,采用复合翼型,大展弦比,发动机前置,在此详细介绍了地效的概念及其优势,有助于了解此飞行器的工作原理和过程,并通过分析指出了地效飞行器具有运载效率高,两栖性地效飞行,良好的隐身性,突防能力良好,耐波性与适航性好等无可比拟的优点,通过对地效飞行器的研究意义和国外发展概况进行分析指出我国发展涵道风扇地效无人机的重要性。
关键词:地效飞行器;复合翼型;大展弦比;隐身;两栖;WIG triraftMA Yazhou, ZHANG Boyu, WANG Aaobo, JIN Xi, LIU Xinyu(College of National Defense Engineering, Harbin Engineering University, Harbin,150001,China)Abstract:this article first introduces the concept of WIG craft, and then presents the WIG craft of the development process and structure analysis, the composite wing type, unfolds the string than, engine lead, in this detailed introduces the concept and contain the word fan advantage, help to understand this vehicle the work principle and process, and through the analysis points out the way to contain the WIG craft carrying with high efficiency, amphibious sex ground effect flight, good stealth sex, the penetration ability is good, resistance to wave sex and airworthiness incomparable advantages such as well, through to the han way research significance of WIG craft and foreign development situation analysis points out that China's development way to contain the fan the importance of uavs effect.Keywords: WIG triraft; Composite wing type; Exhibition string ratio; Stealth; Amphibious;地效飞行器是是一种利用地面效应原理,具有超低空飞行能力的特种飞行器。
俄新一代地效飞行器
议等作进一步讨论。
应,伊朗的诉求没有根据,我们会在国际 容,遭到伊方强烈反对。除美国,2015 年
收到起诉书后,国际法院将首先举 法院强力捍卫美方利益。”
伊核协议其他签署国坚持继续履行这一
行听证,决定是否为这一诉讼指示临时
美国总统唐纳德·特朗普今年 5 月 协议。
两名不愿公开姓名的美国官员 17
绍伊古上周说,俄方曾邀请马蒂斯 绍伊古举行“实质性”的对话,后来认定
伊朗把美国告上国际法院 且继续违反”两国 1955
年《经济关系和领事权
伊朗外交部长贾瓦 德·扎里夫 16 日在社交
利 友 好 条 约》多 项 条
媒体为伊方主张辩护,
款。伊朗 2016 年同样依据这份条约向国 一些国家无视,包括美国。
写道:“面对轻视外交和法律义务的美
际法院状告美国,相关听证定于 10 月举
这款飞行器将配备轮式起落架,满足 在冰面上起降的要求,而此前苏联研制的 地效飞行器均只能在水面起降。此外,这 款飞行器还设有特殊气垫,帮助飞行器在 海面和冻土滑行,可帮助北方舰队和太平 洋舰队组建救援分队,为偏远驻防部队运
送补给。
俄罗斯、澳大利亚等,都在积极研发地效
根据当前计划,“救援者”地效飞行器 飞行器,并取得较大进展。大国重视地效
近年来,随着俄罗斯经济实力的恢复 和军队现代化建设加速,地效飞行器的研 发重新启动。在 2018 年至 2025 年的俄罗 斯国家武器计划中,新一代 600 吨级的地 效飞行器“救援者”研发项目赫然在列。
按照当前资料,“救援者”地效飞行器 是以经典的“鹞”式地效飞行器为原型设 计,但适航性更好,更具冰上作战的针对 性。由于其突出的极地适用性,“救援者” 地效飞行器也被称为“北极怪兽”。
常州飞机制造厂研制成功地效飞行器
常州飞机制造厂研制成功地效飞行器
佚名
【期刊名称】《中国民航飞行学院学报》
【年(卷),期】1999(000)003
【摘要】一个绰号叫“天鹅”的新型飞行器——地效飞行器,日前由中国船舶总公司708所设计、上海求新造船厂和常州飞机制造厂制造成功.该飞行器在接水(地)表面的大气层中飞行,结构与飞行原理等同于飞机,它是靠机翼气动升力来支承重力,而不是靠水(气)浮力来支承重力.当飞行器离水(地)面高度小于机翼翼展飞行时,机翼下面的气体流动
【总页数】1页(P14-14)
【正文语种】中文
【中图分类】V275
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地效飞行器研究预测报告-地效飞行器行业深度分析及投资价值研究咨询预测报告(2024-2028年)
汇报人:XX 20XX-01-30
contents
目录
• 地效飞行器行业概述 • 国内外地效飞行器市场分析 • 地效飞行器技术发展趋势与挑战 • 地效飞行器行业投资价值评估 • 政策法规影响及行业标准解读 • 未来发展趋势预测与战略规划建议
企业战略规划建议
加强技术研发和创新能力
企业应加大技术研发和创新投入,掌握核心技术,提高产品竞争力。
拓展应用领域和市场渠道
企业应积极拓展地效飞行器的应用领域和市场渠道,开发新的增长点 。
加强产业链合作和整合
企业应加强与上下游企业的合作和整合,形成产业链优势,降低成本 ,提高效益。
关注政策变化和行业标准
行业产业链结构
01 02
上游产业
地效飞行器的上游产业主要包括发动机、航电系统、起落架等关键部件 的供应商。这些部件的性能和质量直接影响到地效飞行器的整体性能和 安全性。
中游产业
中游产业是地效飞行器的制造和组装环节。这一环节需要高精度的加工 设备和专业的技术人员,以确保地效飞行器的制造质量和进度。
03
随着国内经济的持续发展和科技水平的不断提升,国内地效飞行器市场呈现出快速增长的 趋势。未来几年,随着政策的推动和市场的进一步拓展,市场规模有望持续增长。
主要生产企业与竞争格局
目前国内地效飞行器市场主要由几家大型企业占据主导地位,但随着市场的不断发展和技 术的不断进步,新的竞争者也在不断涌现。
市场需求特点
专利布局策略
制定全面的专利布局策略,保护核心技术和 创新成果。
国际合作与交流
加强与国际同行的合作与交流,共同推动地 效飞行器技术的发展。
第四章 飞行器的阻力和减阻技术
(3)诱导阻力
机翼产生 正升力
上表面P小 下表面P大
空气绕翼尖从下 表面流向上表面
翼尖涡流
(3)诱导阻力
ห้องสมุดไป่ตู้1、翼尖涡流
机翼产生 正升力
上表面P小 下表面P大
空气绕翼尖从下 表面流向上表面
翼尖涡流
迎角越大,机翼上、下表面的压力差越大,翼尖涡流越强。
2、下洗
(3)诱导阻力
V
V
涂层减阻
涂层减阻是在管道或明渠内壁涂上减阻材料以达到 减阻效果的方法, 其关键技术在于减阻涂料和涂敷技 术两个方面。最早应用于石油管道干线输气, 可以使 输运量增加 5%~20%。利用涂层的疏水性, 使得壁面 更光滑, 从而减小了阻力。
高聚合物添加剂减阻
高聚合物添加剂法是近年来减 阻研究的一个重点, 它通过在 流体中溶入少量长链高分子聚 合物来实现减阻。 高聚合物添加剂减阻是通过从 液体内部边界创造条件以实现 减阻, 它们有一个共同的特点 :分子量的量级都高达百万。
降低干扰阻力的方法:翼身融合
未采用翼身融合技术的米格21战斗机
降低干扰阻力的方法:翼身融合
未采用翼身融合技术的飞机
(5)激波阻力
激波阻力是飞机在空气飞 行过程中产生的一种较强的波 ,由空气遭到强烈的压缩而形 成。当飞行器超声速飞行时, 由于飞行器的能量以强压力波 的形式向周围的空气传递而产 生的一种独特的阻力。激波阻 力对超声速飞行器翼身组合体 的体积和横截面积分布十分敏 感。
V
下洗气流速度——下洗气 流垂直向下的分速度。 下洗角——下洗气流与来 流之间的角度。
降低诱导阻力的方法
1、翼梢小翼
降低诱导阻力的方法
1、翼梢小翼
地效飞行器产业
地效飞行器产业何时能“飞”俄罗斯再度发展大型翼地效应载具立刻成为新闻热点。
2我国著名飞机设计师、两院院士顾诵芬认为,地效飞行器是一项非常具有发展前景的技术,需要多头探索,并持之以恒地推动这一技术实现产业化。
“里海怪物”的真实影像上世纪70年代末,美国间谍飞机在前苏联里海上空发现了一个奇怪的飞行体,它以令人难以置信的速度,在任何雷达都探测不到的低空飞行。
美国军事专家将它称之为“里海怪物”。
而这一“里海怪物”就是前苏联研制的翼地效应机,也被称为地效飞行器。
早在二战时期,德国人发现,在同样发动机工作情况下,贴近地面或者水面飞行,飞机飞得更远。
存在地面增升效应的高度,称为地效区。
有关资料显示,地效区高度主要与机翼的弦长有关,地面效应较为明显的高度大约相当于半个弦长的高度。
越靠近地面,地面效应越强。
地效飞行器就是利用这种空气动力地面效应原理而发展起来的一种掠地或掠海飞行的新型交通运输工具。
大型地效飞行器最高时速可达600公里/小时。
顾诵芬表示,前苏联设计师阿列克谢耶夫最早开始研制地效飞行器。
上世纪60年代开始,阿列克谢耶夫从2座、3座,一直到几十座,相继研制出了不同载重的地效飞行器。
其中,最大的全重达540吨,能够贴海面在5米左右的高度长时间飞行。
美国70年代末间谍卫星发现了它,称之为“里海怪物”。
它一共有10台发动机,装载近300吨。
地效飞行器是替代船舶水上运输的理想运载工具中国科技开发院研究员级高级工程师李先达认为,与飞机和轮船等交通工具相比,地效飞行器具有明显的技术优势。
一是安全性。
地效飞行器在距离水面1—5米的高度低空飞行,一旦出现紧急情况,可随时在水面迫降。
二是经济性。
地效飞行器的升阻比高于普通飞机,具有更大的承载能力。
其建造费用比飞机低,售价约为同吨级飞机的50%—60%。
地效飞行器在水面起降,可节省大量的机场建设费用。
其通讯、导航、空地勤保障条件要求也较低,运营成本显着低于飞机。
三是隐蔽性。
地效飞行器介绍
地效飞行器介绍
地效飞行器又称地效飞机、地效翼船,是借助于地面效应原理,贴近水面(或地面)实现高速航行的运载工具。
地效飞行器有效载荷大,节省燃料,航程远,在水面、地面都能自由高速飞行,因此,有人戏称之是“上帝之手”托起的“飞船”。
地效翼船
地效飞行器(Groundeffectinaircraft)是介于飞机、舰船和气垫船之间的一种新型高速飞行器。
与飞机不同的是,地效飞行器主要在地效区飞行,而飞机在地效区以外飞行;与气垫船不同的是,气垫船靠自身动力产生气垫,而地效飞行器靠地面效应产生气垫。
但同时它又集二者的优点于一身,具备其他飞行器无与能比的优势,被公认为是二十一世纪重要的运载工具之一,在军事上具有相当广阔的应用前景。
地效飞行器原理
地效飞行器原理地效飞行器,也称作地效飞行器,是一种能够在接近地表时利用地面效应来提高升力的飞行器。
它的原理基于伯努利定律和地面效应的相互作用,能够在接近地表时以更低的动力消耗实现飞行。
地效飞行器的原理十分复杂,需要结合气体动力学、流体力学、空气动力学等多个学科的知识来进行深入的研究和理解。
地效飞行器原理的基础是地面效应,即当飞行器接近地表时,地面会对飞行器下方的气流产生影响,使得气流的速度和压力发生变化。
这种变化会导致气流下方的压力增加,从而产生额外的升力,使得飞行器能够在接近地表时获得更多的升力支持。
这种现象被称为地面效应,是地效飞行器能够实现低空飞行的关键。
在地效飞行器的设计中,需要考虑多个因素来充分利用地面效应。
首先是飞行器的机翼设计,通常采用大展弦比的机翼来增加升力系数,以及采用对称翼型来减小气动阻力。
其次是飞行器的机身设计,需要考虑地面效应对机身气流的影响,减小机身气动阻力和阻力矩。
此外,还需要考虑地面效应对飞行器的操纵性和稳定性的影响,进行相应的控制系统设计和飞行性能优化。
地效飞行器的原理还涉及到气流的流动特性和地面效应对气流的影响。
在地面效应范围内,气流的速度会减小,压力会增加,从而产生额外的升力。
这种现象与伯努利定律密切相关,即在气流速度减小、压力增加的情况下,气流的动能转化为静压能,产生额外的升力。
因此,地效飞行器的原理可以理解为利用地面效应来实现气流的动能转化,从而获得额外的升力支持。
除了地面效应,地效飞行器的原理还涉及到飞行器的动力系统和控制系统。
在低空飞行时,地效飞行器需要消耗较少的动力来维持飞行,因此通常采用推进效率较高的动力系统,如涡轮螺旋桨发动机或喷气发动机。
同时,地效飞行器的控制系统需要考虑地面效应对飞行器操纵性的影响,进行相应的操纵面设计和飞行控制算法优化。
综上所述,地效飞行器的原理是基于地面效应和气流动力学的相互作用,利用地面效应来提高飞行器的升力,实现低空飞行。
“鹈鹕”地效模型飞机
“鹈鹕”地效模型飞机作者:马保平来源:《航空模型》2012年第09期地面效应(简称地效)是指当飞机靠近地面飞行时,因地面的限制使机翼下洗减少,导致在其迎角不变的情况下升力增加、诱导阻力减少、俯仰稳定性增强的现象。
利用地效原理的飞行器是一种介于飞机、舰船和气垫船之间的新型高速飞行器。
与飞机不同,地效飞行器主要在地效区内飞行,即贴近地面、水面飞行,而飞机主要在地效区以外飞行;与气垫船不同,地效飞行器不靠自身动力产生气垫,而是利用地效产生气垫。
因此,地效飞行器有一些突出的优点:1.速度快。
航速可达普通舰艇的10倍以上,也是气垫船的3倍以上。
2.安全性高。
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。
3.节能,承载能力强。
由于利用了地效原理,地效飞行器无需太大推力就能脱离水面(或地面)升空并在地效区内飞行,因此,在相同推力条件下,地效飞行器具有更高的承载能力。
近年来,世界上不少国家纷纷研制出多种外观奇特的地效飞行器。
我国太湖上也有为游客提供观光服务的地效水上飞机。
为了体验地效飞行器的魅力,笔者根据网上的视频和图片自行设计并制做了一架“鹈鹕”地效模型飞机。
为提高成功率、少走弯路,笔者先用KT板制做了一架迷你模型,这也是笔者制作模型的惯例。
通过观察小模型的弹射滑行姿态,能对地面效应有更直观的了解,进而找出规律并修正最终版模型的气动布局。
测试时,笔者先在离地面约1/2翼弦高度处放置了一水平轨道,然后使用一根橡筋将小模型沿轨道水平向前弹出以观察滑行姿态。
与普通模型飞机弹射效果对比,笔者明显感觉到了地效产生的变化:不需太大的弹射初速,这架具有地效特征的小模型就能贴近地面长距离的平稳滑行,这是常规模型飞机所不具备的。
由于这架“鹈鹕”日后主要从水面起飞滑行,笔者又将其放入水中观察,并对重心位置进行了配平。
通过多次弹射和不断改进,笔者确定了模型的最终气动布局,并据此绘制出制作图(详见本期附送大图)。
地效飞行器原理
地效飞行器原理
地效飞行器,也被称为弹簧式飞机或地面效应机,利用了地面效应原理来实现飞行。
其原理是利用大规模的地表或水面接触下,产生的气体动力学效应来提供升力和推进力。
地效飞行器主要运行在高度低于其翼展的1至2倍的高度上,通常在10到50米之间。
在这个高度范围内,由于地表的限制使得气体动力学效应扩散,形成了一个称为地面效应的区域。
在地面效应区域内,气体动力学效应的能量损失较小,产生了更高的升力和推进力。
当地效飞行器接近地表时,气体在飞行器下方的压力区域会增加。
由于高压区域的存在,飞行器的翼下方的气流速度减小,使得压力上升,产生升力。
而在飞行器尾部,气流的速度增加,形成了推进力。
这种压力和速度的变化使得地效飞行器在地表附近具有较高的升力和推进力。
地效飞行器的翼型通常为扁平椭圆形,这种翼型有利于在地面效应区域内产生更强的升力。
此外,飞行器的机身通常被设计成具有较小的阻力和较高的升力系数,以增加飞行效率。
由于地效飞行器的翼展较大,需要在相对较低的高度上飞行,所以其使用范围通常局限在平坦的地面或水面上。
地效飞行器在交通运输、救援、军事侦察等领域有着广泛的应用前景。
它具有灵活性高、速度快、载荷大等特点,可以在短时间内覆盖大面积。
不过,地效飞行器的飞行高度和速度受到一定的限制,且在起飞和降落时需要较长的距离。
地效飞行器原理
地效飞行器原理地效飞机是借助于地面效应原理,贴近水面(或地面)实现高速航行的运载工具。
与相同排水量的船艇相比,由于它在巡航飞行阶段不与水面直接接触,从而大大减少了航行阻力,提高了巡航速度;与常规的飞行器相比,它的载运重量又远远高于同级的飞机。
因而地效飞行器将飞机空中飞行的高速性和海上舰船的高承载性的优点完美地结合到一起,在水天之际占据了超低空和掠海面的飞行空档。
早在航空业发展初期,飞行员们就发现飞机(尤其是小展弦比、下单翼、宽翼展飞机)在着陆过程中,当飞行高度与飞机翼弦长度相近时,会出现一种附加升力,使飞机突然感到飘飘然,不太容易完成着陆,这就是所谓的地面效应作用。
最初,人们在发现这种现象时,并不明白这种附加升力的特性,也没有去专门研究如何应用这种附加升力,只是简单地给它起了一个"空气垫"的名字。
直到出现诱导阻力理论后,人们才弄清楚这种现象的实质,对其进行了更科学的分类,并冠之以"邻近地面效应",亦称"地面效应"或"地屏效应",简称"地效"。
所谓的地面效应是飞行器由于地面或水面干扰的存在,飞行器升力面(通常指机翼)的下洗作用受到阻挡,使地面或水面与飞行器升力面之间的气流受到压缩,即机翼下面的压力升高,因而增大了机翼升力,同时减少阻力(即机翼诱导阻力因气流流过的条件改变而减小)的二种空气动力特性。
后来,人们在不断的认识过程中,研制出了一种利用地面效应提供的支承力而飞行的飞行器,与气垫船不同的是,它必须有前进速度才能产生地效作用,所以也称作动力气垫地效翼船(艇)。
地效飞行器曾被称作"两不象":如果说它是飞机,它却不需要机场起降,而且能象船一样在水上航行如果说它是船,它却又能象飞机一样飞行。
人类是从发现地面效应现象,转而考虑如何应用这种附加升力的。
从1897年法国人最早进行地面效应飞行试验至今,人类对地效飞行器的理论研究和实践试验已有了上百年的历史。
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地效飞行器原理
地效飞机是借助于地面效应原理,贴近水面(或地面)实现高速航行的运载工具。
与相同排水量的船艇相比,由于它在巡航飞行阶段不与水面直接接触,从而大大减少了航行阻力,提高了巡航速度;与常规的飞行器相比,它的载运重量又远远高于同级的飞机。
因而地效飞行器将飞机空中飞行的高速性和海上舰船的高承载性的优点完美地结合到一起,在水天之际占据了超低空和掠海面的飞行空档。
早在航空业发展初期,飞行员们就发现飞机(尤其是小展弦比、下单翼、宽翼展飞机)在着陆过程中,当飞行高度与飞机翼弦长度相近时,会出现一种附加升力,使飞机突然感到飘飘然,不太容易完成着陆,这就是所谓的地面效应作用。
最初,人们在发现这种现象时,并不明白这种附加升力的特性,也没有去专门研究如何应用这种附加升力,只是简单地给它起了一个"空气垫"的名字。
直到出现诱导阻力理论后,人们才弄清楚这种现象的实质,对其进行了更科学的分类,并冠之以"邻近地面效应",亦称"地面效应"或"地屏效应",简称"地效"。
所谓的地面效应是飞行器由于地面或水面干扰的存在,飞行器升力面(通常指机翼)的下洗作用受到阻挡,使地面或水面与飞行器升力面之间的气流受到压缩,即机翼下面的压力升高,因而增大了机翼升力,同时减少阻力(即机翼诱导阻力因气流流过的条件改变而减小)的二种空气动力特性。
后来,人们在不断的认识过程中,研制出了一种利用地面效应提供的支承力而飞行的飞行器,与气垫船不同的是,它必须有前进速度才能产生地效作用,所以也称作动力气垫地效翼船(艇)。
地效飞行器曾被称作"两不象":如果说它是飞机,它却不需要机场起降,而且能象船一样在水上航行如果说它是船,它却又能象飞机一样飞行。
人类是从发现地面效应现象,转而考虑如何应用这种附加升力的。
从1897年法国人最早进行地面效应飞行试验至今,人类对地效飞行器的理论研究和实践试验已有了上百年的历史。
不过因种种因素的制约,很多国家在该领域所取得的成就远不如在水上和空中运载工具方面那么明显,目前在这方面独领风骚的是俄
罗斯。
俄罗斯的专家们经过几十年艰苦不断的努力,已经解决了地效飞行器的空气动力学、结构强度、安全性和使用可靠性问题及其相应的结构材料、发动机和机载设备的保障问题,并成功地研制出不少最近几年才被逐渐披露的具有各种用途的地效飞行器,使世人对地效飞行器的性能特点有了更加全面的了解,同时也引起许多经济发达国家的广泛兴趣。
那么地效飞行器到底具有哪些独特性能呢?
高承载性与高速性:地效飞行器的载运量可达自重的5O%,而著名的波音747飞机载运量仅为其自重的2O%;它可完全脱离水面或地面航行,需要克服的阻力只有水的1/8O0,因此其飞行速度比一般船艇速度高9-14倍,比大多数高速船也快2-4倍。
高运输经济性:与飞机相比,客运地效飞行器单位公里耗油量基本上与现代先进飞机相当,但它却不象飞机必须从投资大的机场跑道起降,而自身具有一定的爬坡登岸能允与船艇相比,货运地效飞行器每千克负载以5OO公里/小时的航速运送5000公里的运输费用仅相当于常规船舶以40公里/小时航速的运输花费,即O.3-0.4美元而比900公里/小时速度的飞机的运输费要少一半还多。
多航态营运特性:地效飞行器一般都具有低速排水航行、中速气垫状态航行和高速离水航行等特性。
高耐波性与适航性:由于地效飞行器采用动力气垫增升等技术,大多都能在3级海情下顺利起降,在浪高小于3米时稳定安全地巡航航行。
两栖性地效飞行器:不仅可在水面、冰面、雪地上低空掠行,且具有一定的爬坡、登岸能力,它不受航道环境和码头条件限制,可以快速将人员和货物运往滩头。
良好的隐蔽性和突防能力:地效飞行器通常都是贴水面或地面高速掠行,所以一般都处在敌雷达盲区内,很难被发现。
即使被发现,它也能规避敌舰载或陆基防空武器的拦截,突防能力很强。
较强的作战能力地效飞行器比现有的导弹快艇速度要快、机动性要好,可利用其高速性和突防能力对敌舰进行有效的攻击,而敌人的水雷、鱼雷不会对其构成威胁。
多用途性:在军事领域,地效飞行器除可用于攻击敌舰艇及实施登陆作战外,也可用于执行运送武器装备、快速布雷、扫雷等任务,还可为海军部队提供紧急医疗救护。
在民用领域,地效飞行器不仅可用于客、货运输,还可用于资源勘探、
搜索救援、旅游观光、远洋渔船和钻井平台换员运输、通信保障与邮递等。
尽管地效飞行器使用前景广阔,但至今发展尚有不少技术障碍。
首先是地效飞行器设计理论还不成熟。
与常规飞机设计不同,这种飞行器由于在飞行中,不仅受地面效应影响,还会受到海情、浪高的许多随机因素的影响,在整个航行过程中大都处于非定常飞行状态,空气动力原理十分复杂,特别对飞行器操稳特性的控制和操纵面的设计带来很大的难度,因此这种飞行器的设计大量依靠风洞试验和水面实际试航,不仅费时费钱,还很难得到一般规律。
此外,这种飞行器要经常从水面进入大气,又要从大气进入水面,这两种介质的交替使用会给机体造成特别大的冲击载荷(就像我们在跳水时不小心可能受"水拍"一样),并使飞行器的气动力受到强烈扰动,造成翻转、强烈颠簸,严重的会破坏机体结构折断机翼、机身等。
地效飞行器的发动机设计也必须给予特别的考虑,因为它使用的介质既不是纯空气,也不是纯水流,而是含有大量水气的空气,在贴海飞行时会吸入浪花,在贴地飞行时会吸入地面碎石和杂物。
飞行器的选材也是一大难题,既要能经受海面的冲击和振动,又要能耐海水的腐蚀既要足够的结实,又不能太重,还应有更好的耐应力疲劳性能。
正是存在以上许多未知或不定的对安全性和舒适性有很大威胁的因素,给地效飞行器的设计带来了很大的挑战,但可以深信随着现代科学技术的飞速发展,以上问题必将一一得到解决。