潘金寬 / 文

氣墊船的特殊“騰空”方式讓氣流在運輸船底部和地面之間形成一層“氣墊”,利用底部的壓力使運輸器升離地面或水面。由于它的原理新穎,存在著潛在的越野和高速性能,蘇聯領導人到美國看到試驗時,曾稱為“不用公路的汽車,是未來汽車發展的方向”。
早在20世紀60年代,國外就掀起了對“氣墊”這種產生升力的方式的研究,英國設計了橫渡英吉利海峽使用的氣墊船,美國研制了想提供給美國陸軍在越南水田地區使用的氣墊運輸工具。我國那時也開始了包括氣墊船在內的幾種非常規航空器的研究。
氣墊船這種特殊的運輸工具,雖然它只能騰空離地面或水面幾毫米或厘米,是否也可以稱為“航空器”?60年代初,沈陽112廠進行首次試探,模線車間一位技術員制造了一具用航模發動機“托舉”離地的氣墊模型。后來,以112廠的試飛站工藝員修福昌為首,組織了由喬英俊等人參加的研究小組進行氣墊器的探討,修福昌邀請航空設計師程不時作為技術顧問,協助解決一些研究中的技術問題。
他們首先使用一臺雅克18使用的M-11發動機,用木制構架,外蒙鋁合金蒙皮制造了一臺原理性試驗機。由于這個研究小組中許多人是工藝行家,他們的手很巧,造出來的東西制造質量很高。這臺試驗機的“起升”風扇,是用木質手工削制的。程不時作為技術顧問,修福德請教扭角的計算基準。在試驗器裝配的過程中,修福昌又邀請程不時去檢查結構設計。程不時指出:發動機架的現有設計不能承受扭矩,應該增加斜桿。為此,修福昌又去請教講授結構力學的老師,證實了程不時的說法,因為空間相交于一點的錐形標系不能承受橫截面上的扭矩。他們隨即修改了設計,增加了斜桿。
這個“一號”試驗器裝配完畢在機場滑行道試驗,果然“飛升”離了地面,由試飛站一位技術人員操縱,程不時坐在上面體驗了沿機場行道的“騰空”滑行。這種“全浮式”氣墊由于底部完全騰離地面,在速度高時靠氣動力翼面操縱。行駛較為平穩,但在低速或懸停時,因為四處不著地面,氣動力又不起作用,試驗器搖搖晃晃,平移竄動,需要很多人爭先恐后地扶著才能保持位置。程不時建議,底部應有可收到的接觸輪,在低速時伸出接觸地面,靠摩擦力保持位置及方向,在高速時有氣動力作用時再改起,讓試驗器完全騰空。但修福昌認為,這樣就違背了氣墊器就必須全部騰空的原理,沒有采納。當“一號氣墊”給工廠領導表演時,許多工廠的領導站在跑道中間,眼看氣墊騰空而起,緊貼地面向跑道一頭飛馳而去,由于沒有地面摩擦力,速度很快。在跑道頭上慢慢費力地掉過頭來,又向參觀的人群飛馳而來。參觀的人認為這種奇怪的車一定會操縱自如,乖乖地停在他們面前,因此都站在跑道中間不動。看到這個情況,程不時不得不急忙提醒,這種東西行駛很快但控制不靈,希望大家早早讓開道。這時參觀的人群才急忙閃到跑道邊,說時遲那時快,“一號氣墊”已經從大家身邊飛馳而過,沖過好遠才慢慢停下來。“一號氣墊”后來在沈陽北陵公園的湖內做過水面浮起試驗。由于湖面小,氣墊跑不快,因此吹起的水花飛濺,狀態甚為可觀?!耙惶枤鈮|”完全是為了作原理試驗,因此駕駛員和乘員坐在露天,背靠像粗壯的煙囪的進氣函道。
在“一號氣墊”的基礎上,研制小組又制造了“二號”,這是一艘已經外形有些像船的構造,是一艘名符其實的“氣墊船”,具備了駕駛艙。還有泡沫塑料的隔音措施,并在底部安裝了“軟裙”?!岸枴弊鬟^陸上無道路處的越野試驗,也在松花江內作過高速航行。存在的問題是,一是穿越由旁邊的輪船故意興起的浪花試驗時,由于浪的高度超過起飛騰空高度,氣墊船觸水受阻,速度猛然下降下來。二是在低速泊岸時受側風影響,不易操縱。三是由于速度大,在轉彎時又因完全離水,沒有克服離心力的力,因此轉彎半徑很大。對后兩個問題,程不時再次建議氣墊船設置可收放的舵面,在低速或轉彎時放下伸入水中,利用水的作用力提供位置及克服離心力。但是這個意見被認為違反“氣墊船就應該完全騰空”的看法而沒有被采納。
“二號氣墊”還到渤海進行過海上運行的試驗。海上浪高,使高速行駛的氣墊船常常觸浪點水而速度猛降,其勢之猛類似于汽車撞到墻上。為此他們得出結論說,如果要設計海上運行的全浮式氣墊船,則必須做得充分的大,大到底部可以跨越好幾個浪峰的程度,才可以在大體平均的水面上高速行駛。
十年后,程不時已調動上海從事我國首次進行的大型噴氣式旅客機設計。修福昌等人又在上海青浦的淀山湖進行了全浮式氣墊船的試驗,并邀請程不時去觀看。程不時坐在駕駛員旁邊,從岸上一個斜坡直升,然后徑直開入湖面,在湖面上高速轉了一個大圈,覺得從駕駛座看到從岸上開到水面,又從水面開到岸上是一種奇妙的感受,乘坐任何其他的車或船都不可能看到如此異觀。而在淺水區看到水草從各處伸出水面,紛紛迎面撲來沒進“船”底部都毫不阻礙氣墊前進,也是一種乘坐其他船所不能獲得的感受。

第二天,修福昌又邀請程不時參加上海一家研究所研制的“側壁式氣墊船”在黃浦江上航行。側壁式氣墊船的操縱比全浮式要自如些,但因有兩個側壁插入水中,所以它的航行速度比全浮式要慢些。程不時所設想的氣墊船,在某種意義上說就是“側壁式”和“全浮式”的結合,在需要操縱自如時將某種構件插入水中,在需要高速時將入水部件縮起,成為全浮式。
修福昌等研制的氣墊船,以后還在長江上游金沙江等急流淺灘中做過試驗,他后來轉為專門進行氣墊船研究。經過參與氣墊船研制的過程,程不時切身體會中對這種“騰飛”的方式有了一些比原來更深入的認識。他認為這種特殊的運輸工具適合于一些特殊的用途,如越過雪地的運輸,或在一般船舶不能使用的急流中,或穿越大河相對平靜的水面。但如果要在陸上用于越野行駛,則必須解決精確操縱能力的問題,以免撞到障礙物或墜下深淵。同時,它與一般車船比較究竟已進入“騰空”飛升狀態,因此其動力裝置與結構都應是“輕航空型”的,應非常講究重量,其購置和使用成本都比相當的車、船為大。因此,它適用于其他運輸器不能使用時的特殊情況,起填補空白的作用。至于在它初出現時有人認為這種運行方式會普遍代替現有的車、船,則是一種過分樂觀的估計。
如今,氣墊船已發展成為現代登陸作戰中的一種高速運載工具,具有與垂直登陸相適應的機動性和靈活性,并在實戰中表現出了很強的作戰效能,成為立體登陸作戰中的一支利劍。為適應未來立體登陸作戰的客觀需求,氣墊船在推進、防護、武器、信息系統,以及兩棲作戰和遠程機動作戰能力等方面也有更大的突破,船體結構也向復合型方向發展。
未來氣墊船還將努力增大續航力,以全面提高其遠程奔襲作戰能力。有專家預言,21世紀的大型氣墊戰艦,將能夠裝載大量的燃油,在50節航速時,續航力預計可達9000海里以上,必將成為攻方跨洋越海打擊敵方縱深目標的理想平臺,大噸位的排水量,保證氣墊戰艦能大量裝載武器,單艦或小規模編隊便具備強大的攻艦、防空、反導、驅潛及對岸火力支援的能力,是21世紀全維海戰進攻力量的先鋒和利劍。21世紀一艘大小像“現代” 級驅逐艦的8000噸級氣墊戰艦,其航速可達50節,10小時內能遠程奔襲500 海里,續艦能力為6晝夜。對敵來說,可謂是“神兵天降”。
當前,美俄等西方軍隊都競相發展氣墊船。我國在自力更生建造、借鑒外軍經驗的基礎上,研制了不少聚焦使命任務、具有中國特色、軍民兩用的氣墊船,也取得了較好的軍事和經濟效益。氣墊船發展到今天,今后還將繼續創新發展,形成系列化多功能化的產品。