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什么是地效飛行器
編輯地效飛行器,是一種能夠通過空氣與地球或水表面的反應獲得支持,從而在地表上移動。通常,它被設計為通過利用地面效應在水平表面(通常在海面上)滑翔,動翼與下方表面之間的氣動相互作用。某些型號可以在任何平坦區域上運行,例如結冰的湖泊或類似于氣墊船的平坦平原。
地效飛行器的設計
編輯地效飛行器需要一些前進速度來動態產生升力,而在地效中操作機翼的主要好處是減少其與升力相關的阻力。基本的設計原則是,機翼越接近地面等外表面,當說它處于地面效應時,它所感受到的阻力就越小。
穿過空氣的翼型增加了底部的氣壓,同時降低了頂部的壓力。高壓和低壓一直保持,直到它們從機翼末端流出,在那里它們形成渦流,這反過來又是升力誘導阻力的主要原因——通常是影響飛機的阻力的重要部分。機翼的跨度越大,每個升力單位產生的誘導阻力就越小,特定機翼的效率就越高。這是滑翔機長翅膀的主要原因。
將相同的機翼放置在水面或地面等表面附近具有增加展弦比的效果,但沒有與長而細的機翼相關的復雜性,因此地效飛行器上的短尾可以產生與運輸機上更大的機翼一樣大的升力,盡管它只有在靠近地球的情況下才能做到這一點表面。一旦建立了足夠的速度,一些GEV可能能夠離開地面效應并像普通飛機一樣運行,直到它們接近目的地。顯著的特點是,如果沒有地面效應墊的大量幫助,它們就無法著陸或起飛,并且在達到更高的速度之前無法爬升。
地效飛行器有時被描述為氣墊船和飛機之間的過渡,盡管這是不正確的,因為氣墊船靜態支撐在來自機載向下風扇的加壓空氣墊上。一些GEV設計,如俄羅斯的Lun和Dingo等,采用了輔助發動機在機翼下方強制吹氣,以增加機翼下方的高壓區域來輔助起飛;然而,它們與氣墊船的不同之處在于仍然需要向前運動以產生足夠的升力來飛行。
盡管地效飛行器可能看起來與水上飛機相似并且具有許多技術特征,但它通常不是為飛出地面效應而設計的。它與氣墊船的不同之處在于缺乏低速懸停能力,就像固定翼飛機與直升機的不同之處一樣。與水翼艇不同的是,它在“飛行”時與水面沒有任何接觸。地面效應車輛構成了一種獨特的交通工具。
地效飛行器的優點和缺點
編輯鑒于相似的船體尺寸和功率,并根據其具體設計,與具有相似容量的飛機相比,GEV的較低升力誘導阻力將提高其燃油效率,并在一定程度上提高其速度。地效飛行器也比類似功率的水面船只快得多,因為它們避免了水的阻力。
在水上,類似飛機的GEV結構增加了與水面物體碰撞時損壞的風險。此外,出口點的數量有限使得在緊急情況下疏散車輛更加困難。
由于大多數地效飛行器設計為在水中運行,事故和發動機故障通常比陸基飛機的危險性小,但缺乏高度控制使飛行員避免碰撞的選擇更少,并且在某種程度上抵消了這些好處.低空使高速飛行器與船舶、建筑物和上升的土地發生沖突,在惡劣的條件下可能無法充分看到以避免避免。GEV可能無法爬過或急轉彎以避免碰撞,而劇烈的低水平機動可能會與下方的固體或水障礙物接觸。飛機可以越過大多數障礙物,但地效飛行器受到的限制更大。
在大風中,起飛必須迎風,這會使飛行器穿過連續的波浪線,造成沉重的沖擊,給飛行器帶來壓力并造成不舒服的乘坐。在微風中,波浪可能在任何方向,這會使控制變得困難,因為每個波浪都會導致車輛俯仰和滾動。地效飛行器的較輕結構使其在較高海況下的運行能力低于傳統船舶,但高于氣墊船或水翼船的能力,后者更接近水面。傳統水上飛機的消亡是由于即使飛行條件良好,它也無法在惡劣的海況下運行,并且它的使用只持續到跑道更普遍可用。地效飛行器同樣受到限制。
與傳統飛機一樣,起飛需要更大的動力,并且與水上飛機一樣,地效飛行器必須先踏上臺階,然后才能加速到飛行速度。需要仔細設計,通常需要對船體進行多次重新設計才能做到這一點,這會增加工程成本。對于生產運行時間較短的GEV而言,這一障礙更難克服。為了使車輛工作,它的船體需要在縱向上足夠穩定以便可控,但又不能太穩定以至于不能從水面上升起。
必須形成車輛底部,以避免在著陸和起飛時產生過大的壓力,同時又不犧牲太多的橫向穩定性,并且不得產生過多的噴霧,這會損壞機身和發動機。俄羅斯的ekranoplans在船體底部的前部和噴氣發動機的前部位置顯示了解決這些問題的證據。
最后,有限的實用性使生產水平保持在足夠低的水平,以至于無法充分攤銷開發成本以使GEV與傳統飛機具有競爭力。
2014年NASA的一項研究聲稱,使用GEV進行乘客旅行將導致更便宜的航班、更高的可達性和更少的污染。
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