軍事網站《Breaking Defense》報導,美國國防高等研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency,縮寫:DARPA)正在研究一種可以進行海上戰略和戰術升降、遠程、低成本的「X飛機」;目標是能與C-17「環球霸王」(Globemaster)的升力相媲美,但成本只要一半,而且能不受傳統跑道的限制。DARPA樂觀預估在5年內可以製造出原型機進行效益評估。

DARPA將這個計劃命名為「自由升降機」(Liberty Lifter),在2021年提出「雙殼」的概念,獲得航空器製造業界不錯的反應,據稱本周將會收到數件工業界對初步概念和設計的提案,DARPA預計選擇其中兩案進行原型機的建造與後續評估,最晚應該在今年秋天前可以確定相關合約。

根據DARPA的設想,「自由升降機」的機身大小與美國空軍現役的C-17「環球霸王」運輸機相似,可以攜帶每輛重約35噸的海軍陸戰隊兩棲作戰車(AAV/ACV)2輛,或6個20英尺(約6.1公尺)的錐形存儲容器。但希望新的飛機價格能壓縮到只要C-17的一半,約3.4億美元(約新台幣98.8億元)。DARPA評估若善用流體力學中的「翼地效應」(Wing-In-Ground effect,WIG),有可能達成使飛機的省下更多油料、飛行距離更遠的目標。而且這種「翼地效應」可以運用在水面上,在DARPA的原始構想中,Liberty Lifter的吃水深度約6-12英尺(1.8-3.7公尺)之間,可以在100公尺以內的淺水區域起飛、著陸和機動的能力,不受傳統跑道的限制。

所謂「翼地效應」是一種使飛行器誘導阻力減小,同時能獲得比空中飛行更高升阻比的流體力學效應:當運動的飛行器距離地面(或水面)很近時,整個飛行器體的上下壓力差增大,升力會陡然增加。簡單地說就是可以提供小於翼展長度的飛航高度,即若翼展100英尺(約30公尺)則飛行器飛航高度約在100英呎以下。甚至可以讓飛機看起來像是「懸停」在距地面一定距離的空中。這樣的物理現象可以使飛機減少燃油損耗,並提供飛機飛行時的升浮能力。雖然理論可行,但現實中前蘇聯曾研製多款翼地效應飛行器,包括著名的「裏海怪物」(Lun-class ekranoplan),最終都是「無疾而終」,DARPA及製造商必須研究蘇聯所犯的錯誤並予以改正,才有機會讓「自由升降機」真正問世。

DARPA專家解釋,洶湧的海浪、小島和其他遠洋船隻都將是「翼地效應」的威脅,都會破壞學理上提供的「升力」,但相信現代的遠距探測技術可以幫助飛機避開可能的風險。但過大的波浪會中斷物理效應氣流的延續,狀況輕鬆時可能導致顛簸,但也可能形成安全問題。專家指出「裏海怪物」的2大問題點,一是翼展過短,根據紀錄翼展40公尺,限制飛航高度,中小型波浪就可能影響飛航;二是過於專注「翼地效應」,無法上升到傳統飛機的巡航高度,使得飛機的運動距離受限。DARPA強調並不會要求將「翼地效應」列為選擇的唯一標準,計劃仍處於初期階段,會依據現實需求、狀況進行調整。

根據了解,目前軍用水上飛機的發展有日本的「US-2」、俄羅斯的「別-200」以及中國「鯤龍」AG600型等機種,一度傳出美軍希望改裝MC-130J「力士型」(Hercules)運輸機,但並未看見真實成果。而DARPA企圖打造的「自由升降機」,目的明顯不在於一般運輸或海上救災,而比較傾向支援「遠征前進基地作戰」(EABO)概念,支持美國海軍陸戰隊,快速佔領無跑道設施小島,部署反艦導彈、防空導彈等作戰。

前蘇聯製翼地效應飛行器--「裏海怪物」。   圖:翻攝陸網qq

日本「US-2」水陸兩用機。   圖:翻攝防衛省 海上自衛隊推特

俄羅斯「別-200」水上飛機。   圖:翻攝維基百科/GFDL 1.2

中國自製兩棲海陸飛機「鯤龍」AG600。   圖:翻攝自《央視新聞》