地效

2024年3月17日发(作者：秋风纨扇)

气垫船是利用高压空气在船底和水面（或地面）间形成气垫，使船体全部或部分垫升而实现

高速航行的船。气垫是用大功率鼓风机将空气压入船底下，由船底周围的柔性围裙或刚性侧

壁等气封装置限制其逸出而形成的

地效船与“水上飞机”各自的原理

地效飞行器（WIG craft，wing-in-ground-effect craft），亦称作“地效船（WIG boat）”或“飞翼

船”。它是一种既离开水面又贴近水面飞行的，利用地面效应和动力增升原理实现高速掠海

飞行的飞行器。这里，所谓“地（水）面效应”指的是飞行器在低高度飞行以及在起飞和着陆

过程中通过地面产生出一种使机翼诱导阻力减少、升阻比增加，飞行器升力显著提高的效应。

而动力增升则是主要利用襟翼使高速的高速气流向下偏折，从而增大机翼升力 实质上是发

动机的推力转向，从而得到附加升力 地效飞行器可以在水面上行驶，也可以在低空中飞行，

甚至可以在沙滩、沼泽地、冰地斜坡和低矮桥梁上随意起降， 一种典型的地效船就是把螺

旋桨后高能气流导入由机翼、机身、襟翼、端板与水面构成的增升气腔，气流在腔内受阻后，

气流动能转变为压力能，作用于机翼下面的压力能产生垫升升力，使其在起飞时，可借助垫

升升力减小滑行阻力，迅速离水，起到了增升的效果，此外，在降落时，增升气腔内的气垫

升力也产生一定的反压，使其减少与水的撞击，着水更加稳定。

水上飞机的英文名为water plane，是指能在水面上起飞、降落和停泊的飞机，简称“水机”。

其飞行原理与正常飞机无异，升力的来源是飞行中空气对机翼的作用。󰀀机翼的上表面是弯

曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过上表面的空气在同一时间内走

过的路程比流过下表面的空气的路程远，所以在上表面的空气的相对速度比下表面的空气

快。根据帕奴利定理——“流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比。”，因此

上表面的空气施加给机翼的压力F1小于下表面的F2。F1、F2的合力必然向上，这就产生

了升力。󰀀从机翼的原理，我们也就可以理解螺旋桨的工作原理。螺旋桨就好像一个竖放的

机翼，凸起面向前，平滑面向后。旋转时压力的合力向前，推动螺旋桨向前，从而带动飞机

向前。当然螺旋桨并不是简单的凸起平滑，而有着复杂的曲面结构。老式螺旋桨是固定的外

形，而后期设计则采用了可以改变的相对角度等设计，改善螺旋桨性能。󰀀

1972年《一九七二年国际海上避碰规则》第三条第五款规定“水上飞机”一词，包括为能

在水面操纵而设计的任何航空器。第十三款规定“地效船”一词，系指多式船艇，其主要操

作方式是利用表面效应贴近水面飞行

1967年国际民航组织关于航空器的定义 ：“凡依靠空气的反作用，但不是从空气对地面的

反作用，而在大气中取得支撑力的任何机器”

高承载性与高速性

地效飞行器的载运量可达自重的50％，而著名的波音747飞机载运量仅为其自重的

20％；它可完全脱离水面或地面航行，需要克服的阻力只有水的1／800，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500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0.3—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。

技术障碍

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。