气垫船
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气垫船(英语:Hovercraft/Air cushion vehicle)[1]是一种以空气在船只底部衬垫承托的交通工具,其气垫通常是由持续不断供应的低压气体形成。气垫船除了在水上行走外,还可以在某些比较平滑的陆上或者是在结冰的水域等地形行驶。气垫船是高速行驶船只的一种,行驶时因为船身受气压自水面抬昇而起,大幅降低船体的流体阻力,以致行驶速度比动力输出接近的一般船只快上许多。很多气垫船的速度都可以超过50节,但与另一种可以高速行驶的船只水翼船不同,由于气垫船的升力并非依靠速度产生,因此纵使以非常缓慢的速度行驶,也不影响其效率。
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气垫船按航行状态可分为“全垫式”和“侧壁式”。“全垫式”气垫船(Hovercraft)四周用尼龙等物料围成一个软性的围裙,利用风机把空气充入底部形成气垫,推进则多数使用空气螺旋桨或喷气方式。全垫式气垫船时速可达70节;具备两栖能力,可以在陆上行走。这种气垫船在军事上用作两栖登陆非常合适,能在很多一般排水式登陆艇无法行驶的海岸登陆。
“侧壁式”气垫船,亦称表面效应船只(Surface Effect Ships, SES),在船底两侧有刚性侧壁插入水中,只在首尾用软性的围裙。推进可以使用传统水下螺旋桨或喷水机。跟全垫式相比,侧壁式气垫船的托力较大,流失亦较少,适合作大型舰艇;但不具两栖能力。苏联海军曾经以侧壁式气垫船制造八百吨重,50节的护卫舰。
最早有记载的气垫船设计由瑞典哲学家斯威登堡于1716年提出。他的设计是由人力把空气吹入气垫。当时并没有把实物造出,可能是大家都知道人力不可能产生足够的浮力。
1870年代中,英国工程师庄·艾萨克·索尔尼克拉夫特爵士曾以地效的原理造过数个接近气垫的模型,并注册了一些专利,但是没有实际的应用。
芬兰工程师托伊沃·尤哈尼·卡里欧是国立航空器制造厂飞机引擎车间的首席审查员,他在1931年开始设计气垫船只。他建造和测试了名为“Pintaliitäjä N:o 1”(意为“水面高速飞行者1号”)的水面飞行器,并得到它在芬兰的专利权18630号和26122号。卡里欧虽然被认为设计和制造了第一只气垫船,但他的发明并没有得到充足的资金以便进一步的发展。
现代的气垫船在1952年由英国人克里斯托弗·寇克瑞尔发明。他用真空吸尘器的马达造出了气垫船的模型,进行了实验。1959年英国桑德斯-楼公司制造了首部载人的气垫船SR-N1,并成功横渡英伦海峡。1960年代,英国的数家厂商出产了数种商用气垫船,用来提供横渡英伦海峡的渡轮服务。后来由于燃料价格上升,英伦海峡的气垫船慢慢被取代。
虽然民用的气垫船渐被淘汰,但气垫船登陆艇却受到军队的青睐。全托式的气垫船能在沙滩、沼泽、河岸、软沙、雪地等地形登陆,而且可以越过某些障碍物或水、地雷。气垫船登陆艇可登陆全球70%至80%的海岸线;而使用排水登陆艇只有大约15%的海岸可以登陆。在1980年代起,美国建造了接近80-90艘LCAC(Landing Craft, Air-Cushioned,气垫登陆载具),供海军陆战队及特种部队使用。LCAC载重60吨,可单独运载180名全副武装的士兵、或接近40名士兵及12辆HMMWV车辆、或24名士兵及一辆M1艾布兰坦克。满载时速度仍然超过40节,续航距离可达300英里,能越过四呎以下的障碍物;不过耗油量却颇惊人,达每小时1,000加仑。正因为航程不足以长途跋涉,LCAC跟小型登陆艇一样,由两栖突击舰和船坞登陆舰搭载,而LCAC即使在两栖作战船舰的船舱未注水的情况下,也能自由进出船舱;相反的,小型登陆艇必须要等船舱注水才能进出。
LCAC气垫登陆艇没有装甲防护,发动机和螺旋桨都暴露在外部,在火力密集的高强度条件下作战易损坏。被运载的装备全部露天放置,恶劣天气下不利于保养。此外,噪音太大与所引起的尘土过多也是此种气垫登陆艇的缺点,虽然沿着侧裙装有泡沫抑止器,可改善驾驶员的视野,不过在恶劣海洋气象下行动仍有相当大的问题。
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