我國早期的氣墊船研制

潘金寬

早在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，美國研制了想供美國陸軍在越南水田地區使用的氣墊運輸工具。當然，我國那時也開始包括氣墊船在內的幾種非常規航空器的研究，由國內科研院所以及一些著名專家牽頭，利用有限的課題經費開展艱辛的探索。60多年來，通過研究、試驗和運用，基本掌握全墊升式和側壁式氣墊船技術，適應了軍民特種需要，為船舶在淺水急流、江河上游險灘、沼澤地帶、淺海灘涂、河口近岸和冰雪地區等特定環境的航行以及信息化戰爭兩棲登陸作戰創造了條件。

60年代，我國有沈陽112廠和上海研究所等共40多個單位組織力量探索氣墊新技術，開始原理研究和模型試驗，進而試制載人試驗車和試驗艇。有些單位用航空發動機作動力，采用空氣螺旋槳推進或噴氣推進；有些單位研制的氣墊船兼能上岸；也有些單位則研制以陸用為主的試驗性地面效應器或氣墊車，名為“漂行汽車”“無輪汽車”“氣墊飛行器”等等。名稱雖然不同，實質均為全墊升式氣墊模型。當時這些試驗船大多數沒有裝圍裙，因而操縱性不好，海上和陸上試驗都發現不少問題，只停留在原理性的應用研究階段。

1960年，國防科委副主任張愛萍主持召開全國氣墊技術會議，現場展覽比較各型試驗車和試驗艇后，明確以船為主要研究方向，并決定相對集中力量，對關鍵技術問題組織協作攻關，改變了以往“遍地開花”的局面。1961年后，我國處于調整時期，科研經費短缺，物資供應困難，許多單位相繼停止了對氣墊技術的研究，出現了大起大落的現象。

1962年，國家制訂了船舶科學技術發展10年（1963年到1972年）規劃，將氣墊技術的開發列入規劃項目。國防科委確定由七院為主，繼續組織研究工作。1963年到1967年，東北地區沈陽松陵122機械廠，也就是國營一一二廠（國營松陵機械廠），利用航空活塞式發動機相繼研制成全墊升式氣墊試驗艇“松陵l”號“松陵2”號和“松陵3”號。初期采用單層周邊圍裙，后來改用周邊射流火腿形柔性圍裙，進行試航試驗。上海708研究所專門組織力量，成立研究機構，于1963年后的5年間相繼在滬東造船廠試制總重為4噸級的小型全墊升式氣墊試驗艇711-1號和711-2號。起初采用硬體周邊射流，繼而增裝火腿形柔性圍裙，最后在71l-2號艇上改用囊指形圍裙，建成后在上海淀山湖和黃浦江反復試驗，研究氣墊船航行關于飛升、推進、埋首、傾覆、穩性和側漂等問題。711-2號艇具有駛入河汊、飛越稻田、上岸退灘、逾越溝渠等能力，湖面試航航速曾達98千米/小時。1967年在四川金沙江段和云南西雙版納瀾滄江試航，在湍急灘流中向上游沖灘成功。該艇返滬后再經改進，又沿黃浦江、長江口駛到舟山沿海進行耐波性試驗。在此期間，為探索船體兩側增加入水剛性結構以形成側壁而便于水螺旋槳推進的技術，上海708研究所又于1966年設計試制側壁式氣墊試驗艇711-3號，在淀山湖和黃浦江進行航行試驗后，又到金沙江、瀾滄江及舟山等地進行一系列試驗，順利越過激流和泡旋水，其間又進行橫穩性及首尾氣封、首加水翼等多項試驗，取得初步成功。通過上述各型試驗艇的多項試驗，我國從實踐上開始掌握氣墊技術應用于船舶的基本規律，為試用創造了條件。

松陵“一號氣墊”

沈陽松陵112機械廠進行首次研究試探的“一號氣墊”，完全是為了原理試驗。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，本是一位航模健將，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，組織了有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，由試飛站一位姓譚的同志操縱，程不時坐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。程不時向修福昌建議說，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，沒有采用。當“一號氣墊”向工廠的領導表演的時候，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久靈，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作過水面浮起試驗。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。“一號氣墊”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。

松陵“二號氣墊”

沈陽松陵112廠和上海708研究所聯合研制的“二號氣墊”，是一種名符其實的氣墊船。在“一號氣墊”的基礎上，修福昌領導的研制小組又制造了“二號”，這是一艘已經外形有些象船的構造，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，并在底部安裝了氣墊器新發展所使用的“軟裙”。“二號氣墊”作過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”的看法而沒有被采用。“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，乘坐任何其它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，也是一種乘坐其它船所不能獲得的感受。第二天，修福昌又邀請程不時參觀上海708研究所研制的“側壁式氣墊船”在黃浦江上的航行。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”的雜交，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。修福昌同志為首研制的氣墊船，以后還在長江上游金沙江等急流淺灘中作過試驗，修福昌同志后來轉為專門進行氣墊船研究工作。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。程不時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。但是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，它適用于其它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，則是一種未作深入探索前過份樂觀的估計。

1965年，國家科委副主任張有萱召開船舶技術政策討論會，決定促進國內氣墊船的發展，并以解決軍民急需任務為目標開展試用艇的研制。此后，共有全墊升式試用艇2型，側壁式試驗、試用艇4型，由內河逐步推向沿海深入試驗。60年代后期，為適應沿海島嶼之間的交通需要，中國人民解放軍總后勤部委托708研究所設計全墊升氣墊交通試用艇716型，1978年由滬東造船廠建成。該艇總重16噸，設計載重量2噸，當年在淀山湖試航，航速達100千米/小時。后來調廣東海區試用，因發現航空活塞發動機用高揮發性汽油容易引起事故而停止使用。

1975年，海軍委托708研究所設計中型全墊升式氣墊登陸試驗艇722型。在冶金、機械、航空等工業部門和天津市的有關廠所大力協助下，722型艇于1979年建成調試。722型艇總重65噸，設有艏艉門，可裝l輛輜重車或1個登陸步兵加強連，載重量為 15噸，艇體為鋁質，配用退役返修的航空汽油活塞式發動機4臺，總功率為4×1100千瓦，航速達89.8千米/小時。1980年，該艇組織兩次長航程試驗：第一次來回塘沽、秦皇島間，第二次橫跨渤海灣，繞成山頭到達青島，兩次航程共計約800海里。試驗表明，艇的穩性、墊升性、操縱性和快速性良好，機件、軸系和圍裙等在精心維護下能正常運行，但主機故障率高，噪音大，在海洋環境中耐蝕性差，特別是以高揮發性汽油為燃料不符合實戰要求，只能作為中間試驗之用。1981年到1982年，以708研究所為主，海軍和702研究所密切配合，在青島海域和東海吳淞口外海組織了兩次在3級海情下的耐波性和快速性試驗，進行艇體結構振動、圍裙應力、應變以及艙室噪音測試，為實用化型號的研制提供了第-手海上實驗數據。

側壁式氣墊船

60年代后，國內對于側壁式氣墊試用艇的研究十分活躍。60年代后期，為適應川江、金沙江快速交通客運的需要，由708研究所設計，滬東造船廠建造出側壁式氣墊艇713型，并于1971年交重慶輪船公司試用。該艇為鋁結構，用國產首批試制的12V135型增壓高速柴油機作動力，載客80多名。但由于主機故障多，維修難，經濟效益差，因此沒有正式營運，1973年后閑置不用。1977年，該艇經改裝修復，與其它氣墊船一起作編隊遠程試航，由重慶航行至宜賓，又上溯金沙江到新市鎮，返回宜賓后又上溯泯江到樂山，再返重慶，全程1500余千米，經受了急流、陡壁、淺灘、大旋渦和急轉彎的考驗。

1967年，人民解放軍總后勤部委托708研究所設計、求新造船廠建造淺水急流區段用噴水推進側壁式氣墊艇717型。該艇于1973年建成，總重12噸，載重2噸，用國產12V150ZC柴油機作主機，功率為220千瓦，航速僅42.8千米/小時，未達到設計要求。該艇于1975年后停用，調回708研究所改進，改進后命名為717-A型，其操縱性能良好，靠離碼頭方便，江中航速達48.5千米/小時，能在擁擠航道中行駛。

70年代開始，上海船舶運輸科學研究所（即中國船舶工業總公司第七研究院上海708所）申請國家科研項目，致力于采用玻璃鋼船體結構、適于水網地區使用的氣墊客艇的開發工作，馬尾造船廠參加建設。針對內河水淺、灣多、船多、航速不宜過快等特點，研制了雙扇聯動的5噸全玻璃鋼側壁式試驗艇。 1970年，708研究所設計出鋼質艇體、玻璃鋼上層建筑的沿海側壁式氣墊試驗艇719型，總長28.8米，型寬7.6，、型深3.5米，吃水排水時1.7米，飛升時0.6米，滿載排水量70噸。主機采用3臺12V180Z型高速柴油機，每臺功率880千瓦。1972年，10月14日，在馬尾造船廠下料開工試造。這時正是“文化大革命”時期，工廠規章制度被破壞，未能正常生產，計劃不能按時完成，工期一拖再拖。生產過程中，由于該艇體殼板和結構均采用2.5毫米至3毫米鋼板裝焊而成。為了攻克薄板裝焊變形的難關，職工采取多種措施和新的工藝。該艇安裝2臺推進主機和1臺飛升主機，均是M50—Φ30、1200馬力/3。軸系布置立體交叉，齒輪箱又是側位安裝，其施工難度大，精度要求高。該廠工程技術人員同設計單位同心協力，反復試驗，采用激光經緯儀和樣板相結合的辦法，攻克了拉中定位的難關。而主機和軸系全部采用塑料定中工藝，保證了該艇的質量。由于十年動亂的影響，直到1977年1月5～6日才試航成功，經測試各項技術指標均達到設計要求。最高航速38節，經濟航速28節。但是，從福州長航470海里至上海，沿途作多次試驗，發現軸系振動、圍裙撕裂和尾封積泥等問題。經技術改進，1978年11月，該艇交船駛滬途中分別在三都、溫州、海門等地停靠表演，當地駐軍和有關部門人員登艇參觀，一致給予好評。1983年該艇經改進命名為719-1型，艇長增加6.5米，總重增至96噸，客位增加到180名，航速為57千米/小時，經濟性有所改善。該型艇由蕪湖造船廠承擔施工，建成后曾在南京旅游公司營運。通過上述各型試用艇在內河、沿海進行的大量試驗，我們基本上掌握了氣墊技術應用于船舶的墊升性、推進性、快速性、穩定性和操縱性等諸多問題的規律，并從實踐和理論上開始對氣墊船耐波性進行研究，為走向實用化打下了基礎。

為推進氣墊技術應用于船舶的開發工作，1980年5月，國務院國防工辦主持召開了第二次全國氣墊技術專業會議。會議認為，中國的氣墊技術所以長期停留在試驗和試用艇階段，主要是由于缺乏適用的動力設備系統，以及艇體與柔性圍裙材料不配套。鑒于科研經費有限，故需先從研制小型、內河用氣墊艇開始，逐步向河口、沿海用中型艇實用化過渡。1982年10月又召開了第三次氣墊技術專業會議，進一步統一思想，加強領導，檢查研究向實用化過渡中發生的困難和問題，提出解決問題的措施和辦法。在改革開放政策的指導下，有關部門引進國外先進技術和設備，經過五年的努力，主要關鍵器材設備得到基本解決，氣墊艇的開發事業終于進入實用化階段。

80年代初，我國開始研制內河用側壁式噴水推進氣墊客艇。上海船舶運輸科學研究所與安徽省水運科學研究所合作設計WD401內河側壁式噴水推進氣墊艇，由巢湖船廠建成并小批量生產。該艇總重16噸，有40個客位，航行吃水0.45米，航速達32千米/小時，具有良好的經濟性。 1981年，708研究所對717-A型艇進行第二次改裝，命名為717-C型艇，后以此為原型艇，為重慶輪船公司設計、建造了載客54名的717-2型艇“岷江”號，為重慶輪渡公司設計、建造了載客70名的717-3型艇。兩艇航速分別為 46.9千米/小時和44千米/小時，客艙噪聲在75分貝左右，建成后均在重慶營運，從1984年10月起連續服務數年，平時由重慶到瀘州單程249千米，夏季到宜賓單程372千米，只需6小時到8小時30分，大大縮短了運行時間。

1980年，我國開始研制港灣河口用側壁式氣墊客艇。天津市委托708研究所設計并由大沽船廠建造成功港灣用側壁式氣墊旅游艇“津翔”號。該艇用耐蝕鋁合金建造，推進用2臺12V150ZC型高速柴油機，墊升用1臺12V150ZC型主機，總功率880千瓦。1983年到1985年，該艇曾在上海至南通線試營運，機械設備可靠，圍裙壽命達600小時，各項機件正常，但在3級海況航行時耐波性欠佳。 1985年，708研究所在719-l原型艇的基礎上，設計了719-2型“鴻翔”號側壁式氣墊渡船，由中華造船廠試制，1987年冬交付使用。該船總重123.5噸，采用3臺進口的 TBD234V16高速柴油機作為主機，航速44～50千米/小時，載客258名，用于上海到崇明的短途客運，使航渡時間從原來兩小時縮短至四十五分鐘。實船營運表明，其性能穩定，飛升、推進動力裝置可靠，圍裙壽命已適應營運要求，是實用化的船型之一。1988年，中華船廠建造的“鴻翔號” 大型氣墊船，是我國第1艘雙體氣墊復合船，技術性能好、航速快、效益高。該船為側壁式，單層連續甲板、雙槳、雙舵、主船體采用鋼質焊接結構，上層建筑采用鋁質鉚接結構。總長40米 ，型寬8米，型深3. 2米，總重123 噸 ，載客257位，航速每小時26 公里，抗風力8級，“鴻翔號”氣墊船，造價370萬元，航速51公里/小時，提升吃水1.85米，排水量120噸，標準客位251人。主機采用3臺聯邦德國高速柴油機，1臺作提升，2臺作推進。1臺發電機，還有1臺軸帶發電機。客輪寬敞明亮，設有空調、音響設備和輕型航空座椅，能在7級陣風，波高小于1.5米的情況下航行。該船是80年代亞太地區最大的側壁式氣墊船，也是“三島”客運第一艘氣墊船。

全墊升氣墊船

我國研制全墊升氣墊船主要用于海上作戰。全墊升氣墊船由于對地面、支承面壓強很小，僅0.01個大氣壓，所以不僅能在水上行，還能在還可以在某些比較平滑的陸上地形行駛，在雪地、沙地、沼澤地上通行，不需修路搭橋。因而在海戰尤其是兩棲登陸作戰中具有廣闊的運用前景。

1979年中國海軍研制成功722II型氣墊登陸艇，只建造1艘，主要作試驗用。該艇裝2臺1530馬力的航空活塞式發動機作升力發動機；2臺1850馬力的航空活塞式發動機作推進發動機。722II型氣墊登陸艇裝有14.5毫米雙管機槍2挺。能裝運物資15噸。總重78噸。長31.2米，寬15.7米，高10.7米，動力為2X1985KW，最高航速47節，最大航程200海里，戰斗載員：150人。

724型氣墊登陸艇由中國上海第708設計研究所設計研發的中型氣墊登陸艇，天津大沽船廠生產，重量6.35噸，1994年服役。主要用于在大型登陸艦艇和灘頭之間的人員和貨物運送。每艘072-Ⅱ（玉亭級）型大型登陸艦能攜帶二艘724型登陸艇，直接通過登陸艦的船尾門進入/離開入塢艙。724型登陸艇是正方形平底構造船體，有3個艙，包括前面的士兵艙，中央724氣墊登陸艇的駕駛艙和后部的動力艙。10名士兵在一個無保護、開頂部的艙中搭載，可能增加真正戰斗的意外事件。724登陸艇采用2臺BF12L913C型柴油發動機提供動力，額定380馬力，提供動力驅動氣墊鼓風機和空氣螺旋漿。2個直立的環形外罩，罩住空氣螺旋漿和固定豎立在艇的尾部。4葉螺旋漿提供登陸艇最高航速40節，約 70 公里每小時。

中國海軍使用的726型氣墊登陸艇，目前有6艘分別為：原型艇：3320，第一批次：3321型，3322型，第二批次為3330型、3331型、 3332型。726型氣墊登陸艇是071型綜合登陸艦的配套項目，但因技術難度較大，總體進度落后于071型。首艘726型氣墊登陸艇原型艇，即后來刷號的3320艇，在2009年在珠江進行了航試，在進一步改進后，在2010年開始伴隨071型昆侖山艦執行護航任務并參與測試。而直到2011年左右，3320艇在公開參與了兩棲登陸演習，宣告正式加入服役。726型氣墊登陸艇排水量在150-160噸左右，長寬分別為30米、16米左右，最大載重量約在50噸左右，整體數據略大于美國版LCAC，主要是因為燃氣輪機和機械傳動區域占用甲板面積較大。726型氣墊登陸艇海面最大速率達到60節以上，續航320海里，可以搭載至少1輛99/96型主戰坦克或4輛裝甲車。而其“母艦”071型綜合登陸艦船塢能容納4艘726型。

大中型氣墊船雖然不如主戰艦艇那樣雄壯耀眼，但其高聳的技術門檻卻令各國不得不審視這個與航空業還略有關聯的高精尖、高造價艦種。而其中最核心的莫過于氣墊登陸艇使用的燃氣渦輪發動機一般為航空發動機核心機改型。726型的研制之時也是面臨最為薄弱的心臟問題。2015年左右中航拿出了726型能用的國產產品，即WS-10核心機的QC-70型燃氣輪機。在3320艇2009年航試后3年，726型似乎陷入了沉寂之中，沒有第二艘艇建造的消息。到2013年，在首艇時隔三年后，第二艘艇3321在完成進一步“雕琢”之后，開始進入公眾視野，參與服役，也從這些林林總總的斷續生產，反應出726型“野馬”的童年也是磕磕絆絆，但好在一直頑強成長。中國海軍2013年服役的726型3321“野馬”氣墊登陸艇正所謂“磨一劍，需十年”。在2007年的3320艇露面的第9年——2016年后半年建造。2017年年初，就有新批次“野馬”在黃浦江上奔馳，并開始服役。該艇采用國產WS-10核心機的QC-70型燃氣輪機。726型氣墊登陸艇于2016年步入量產建造階段。在新一輪的海軍建設計劃中，071型綜合登陸艦和726型“野馬”的總數在增加。726型“野馬”級氣墊登陸艇海面最大速率達到60節以上，續航320海里，可以搭載至少1輛99/96型主戰坦克或4輛裝甲車。而其“母艦”071型綜合登陸艦船塢能容納4艘726型。而以726型為代表的兩棲戰艦的艦種比例也在向更為合理全面的方向進展。

實踐表明，氣墊船在艱辛探索中不斷創新發展，我國立足自力更生、艱苦奮斗，研制出聚焦使命任務、具有中國特色、軍民兩用的氣墊船，取得較好的軍事和經濟效益。今后還將繼續創新發展，形成更多實在管用的系列化產品。

（作者為南京陸軍指揮學院教授）