“鹈鹕”地效模型飞机

【摘要】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...

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）。经过两个多月的制作，“鹈鹕”地效模型飞机终于可以下水试飞了。

试飞当然要挑风和日丽的日子了。在蓝天白云下，北京莲石湖上水鸟飞舞，湖面如镜。新模型下水后，不知哪位朋友喊了一句：“像只鹈鹕”。这架模型便由此得名。不过试飞过程并不顺利。经过反复的试飞、录像、分析，笔者先后解决了水阻力过大、滑行不平衡、地效区滑行不稳等问题，又对模型的结构、动力系统、重心位置等方面做了一系列的修改和调整，最后终于取得了成功——这架模型既能稳定地贴近水面巡航，又能像普通水上模型飞机一样悠然地在空中飞行。不过两者在飞行操纵上有所不同。通常，普通水上模型飞机起飞时需克服水面阻力尽快升空，而地效模型飞机只需保持刚刚脱离水面时的起飞状态就能利用地效平稳飞行。

熟悉了“鹈鹕”的操纵、调整好模型后，笔者开始操控它正式飞行。启动电机后模型便开始缓缓向前猾行。按下来平稳地加大油门进行加速，其机头在水阻力下开始微微上抬，随后左右两只浮筒离水。继续保持滑行姿态平稳，进一步提高速度后，模型整个机身逐渐脱离水面，到达距水面约1/2翼弦高度的超低空—地效飞行状态。若此时稳住油门及各个舵面，模型就能平稳地飞行，其姿态与视频上播放的国外地效模型飞机基本相同。如果想飞得高一些，可拉杆调整升降舵，模型就能轻松升空，和普通水上模型飞机一样自由飞行。降落时，由于“鹈鹕”的机翼面积比常规布局的水上模型飞机大近一倍，因此其滑翔性能非常优越，即使关闭电机任其自由下滑，也能平稳轻巧地落在水面。