地效翼船是韩国船企研发的又一新领域

地效翼船是韩国船企研发的又一新领域

范肇红

（大连船舶重工）

摘要地效翼船在设计之初是因为军事领域的发展潜力。由于其速度特点被开发拟应用于商业运营，这是韩国与俄罗斯合作的又一研究领域。

主题词地效翼船韩国俄罗斯

1.前言

韩国船厂积极应对市场变化，不断谋划新的增长领域。虽然韩国船企将未来的经济增长点锁定在客船和豪华游船上，但该国船界高层却认为这还远远不够，地效翼船这一更具潜力的市场被大家忽视了，它应是韩国造船业未来发展的另一羽翼。

2.地效翼船的概念

1956年，前苏联著名的船舶设计专家阿列克谢耶夫领导研制的一种新型海上船舶在里海进行秘密试验。当这艘被西方称“里海怪物”的船舶以时速400千米的惊人速度超低空掠过里海海面时，整个西方世界都被震惊了。一个新的海运时代，也就由此拉开序幕。

这个“里海怪物”，就是前苏联出于军事目的而研制的世界上第一艘试航成功的地效翼船——KM“样板船”。

什么是地效翼船？地效翼船（缩写WIG，亦称地效飞行器）是指在航行过程中，利用贴近水面或其他支撑表面时的表面效应，气翼上产生气动升力来支撑船重的动力气垫船。良好的耐波性、船与支撑表面气动联系、飞行过程中可随时升空或迫降的性能，是对地效翼船航行安全起保障作用的因素。

为什么这种可以脱离水面飞行的“怪物”要称为“船”呢？这是因为，地效翼船要在水上才能起飞降落；贴近水面是最能充分发挥其长处的理想场所。为跨越障碍，地效翼船可作短暂升空飞行，但这只能属于短时间的特殊工况或应急工况。因此，地效翼船显然应当属于水运工具，其安全主要应由航海规范保证。

在现有的新一代船型中，速度最快的船型是地效翼船。

一些发达国家早已开始地效翼船的研发，有的国家已少量建造并投入商业运营。该型船一般在3-5米高的水平面上空行驶，载重量最大为几百吨，其最高时速已达550公里，被称为高速船。与现有船舶不同，地效翼船行驶过程中可以以较快的速度转头也可以快速爬升提高高度。当发动机等关键部件发生故障时，它不同于飞机，可以安全地软着陆于海面。在航行途中，如遇到恶劣天气条件，地效翼船可以迅速应对。从某种意义上说，它比船舶和飞机都更加安全、可靠。

3.与俄罗斯合作的几个国家

世界上已有几个国家对俄罗斯地效翼船的专利技术发生浓厚兴趣。据悉，有巴西、中国、韩国等国家与俄罗斯合作研究开发民用地效翼船。

韩国为了开发民用地效翼船，1995年自俄罗斯引进技术后，由韩国海洋研究院和造船厂联合开发。

4.俄罗斯对地效翼船的研究

据悉，俄罗斯最近研制出了一种新型的、极具发展潜力的“超高速”船舶，它被命名为“穿浪”三体半气翼艇。

俄罗斯加里宁格勒地区有固定的水上交通网络。定期的船舶比经立陶宛、拉脱维亚两国的陆路交通有许多明显的优越性。

当大量的货物需要周转时，海上运输比陆上运输便宜得多，且货物的转运无须邻近国家代表的证明手续。从海上出行的乘客也不需要办理出行手续。

从圣彼得堡至加里宁格勒的航线上有几种类型的船舶在营运。然而，如果考虑芬兰湾的结冰期，就必须使用一种足够大的能够运输铁路物资和货物的冰区航行渡船。这种渡船不同于其它普通渡船，它可以保证全年航线的畅通并确保俄罗斯加里宁格勒地区的工业需要。此外，在无冰期营运时也非常需要快速客运渡船。

如果只停留在已知的船舶建造方案框架内，建造满足营运需要的渡船困难重重。以目前的渡船极限速度（50-60节或100公里/小时），圣彼得堡至加里宁格勒两港之间600海里的距离，航程需不小于10-12小时。乘客置身于船舱中，需要有足够大的主尺度，较高的能源消耗，较高的建造成本和营运成本。

5.俄罗斯的专利技术

从圣彼得堡到加里宁格勒航线渡船的可能方案是已获得俄罗斯专利权（俄联邦№2144882 1998年В.А.杜勃罗夫斯基；俄联邦№2167077 1998年В.А.杜勃罗夫斯基Г.Б.克雷热维奇）的新型“超高速”船舶——“穿浪”三体半气翼艇。

该船外型有点象“飞碟”，其速度是其它类型船舶速度的2倍左右（气垫船除外），静水中航速100节，5级浪中航速60节，特点是尽可能使用传统气翼艇制造工艺，以使建造成本保持在较低水平。它比气翼艇速度低。穿浪三体船的显著特点是安全性高、易操纵并且与水面始终保持接触，因而有较高的推进系数。除此之外，穿浪三体船在全水上滑行状态运行，自由表面的干扰最小。这就意味着，普通高速船由于岸浪的冲刷，初始区段速度受到限制，速度会远远落后于该型船（见图1）。

图1 俄罗斯穿浪高速三体地效翼船

这种高技术三体船的模型在俄罗斯克雷洛夫中央科学院的试验水池风洞中进行了充分试验，试验结果表明：其采用的主尺度（宽度为35米）和外形具体有良好的流体力学性能。其设计方案符合营运需要，由于采用了大宽度船体，提高了空气动力效应，从而大大降低了拖曳阻力和动力装置的功率。

在评价该船试验方案的经济性时，采用了以下主要数据：

每年至少营运300昼夜；平均负荷为80%；平均航程时间为8小时，其中6小时处于航行状态；船舶成本60000美元；15年营运时间；动力装置成本400美元/马力，燃油300美元/吨；税收是费用的30%。

在初期投资回报率和营运消耗的条件下，3年后船票价格可达180-200美元。

考虑到稳定而迅捷的交通对加里宁格勒地区的重要性，不仅需要国家财政建设支持，而且需要营运中的补贴或者降低船舶回报期间的税收。

6.发展地效翼船的优劣势

尽管目前无论在俄罗斯还是在其他国家，都还没有建立起真正稳定开航的地效翼船客运航线，但我们有理由借鉴俄罗斯地效翼船多年的运行经验。航运事业的发展，终究必须依靠科技进步。地效翼船是迈向新世纪的任何常规排水量船、水翼船、气垫船都不能相比的速度最快的船舶。沿海路长距离运送旅客，地效翼船的运输能力远胜于其他常规船只。地效翼船可以做到在四小时内把200名左右的旅客送达相距2000千米以外的地方，这是其他船只无法企及的。

由于地效翼船本身的特性，确定它在海上的航线所需考虑的问题便要复杂的多。比如，途中和终点是否处在地震活动带、航线所在区域的地磁学特性、洋底地貌等等，都是必须考虑的问题。此外，航线区还应当能方便地接收到气象及导航信息、数据等。各个区域实际客流量及经济上的承受能力，也是关系到新型高速船舶投入航班营运成败的关键之一。经各种指标的综合比较后认为，东南亚是少数几个比较适合最先开辟地效翼船客运航线的地区之一。

地效翼也并非没有缺点。地效翼船在运行时，除巡航工况外，还可以呈排水状态在水中浮航，在进出港口时少不了这种工况。这时便会受港区水文气象条件的限制。还有起飞和降落时，虽说时间短暂，但也会造成受力构件超负荷。排水状态下浮航时，地效翼船不够灵活的特点便显露出来了：尺寸特别宽大，机动性差；此时同样有耐波性问题。过大的船体尺度，易遭波浪拍击，于结构强度和设备寿命不利。

7.结论对地效翼船今后的市场需求规模，目前尚没有较详细的数据资料。一些科研机构分析认为，在该船发展的第一阶段，将主要用于快速海运，一些保鲜的、质量要求标准高的新鲜食品和急件货物将成为它的主要“乘客”，而且这种海运方式将主要用于较短的航线。之后，随着研发技术的不断深入，船型大型化将会逐步得到提高，其装载能力也会不断扩大，届时地效翼船将可投入中程和远程海运航线运营。随着技术的提高、船型的扩大和大批量的生产制造，其运输成本会不断降低，这将为地效翼船的大范围商业化运营创造条件。

参考文献：

《Судостроение》2003.1

《中国船舶报》2007.6等编译

作者简介：范肇红，女， 1972年7月10日出生。情报员，俄语中级翻译，长期从事船舶科技情报资料编译工作。曾有文章在?现代舰船?等杂志发表。

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