我国早期的气垫船研制

潘金宽

早在60年代，国外就掀起了对“气垫”这种产生升力的方式的研究，英国设计了横渡英吉利海峡使用的气垫船，美国研制了想供美国陆军在越南水田地区使用的气垫运输工具。当然，我国那时也开始包括气垫船在内的几种非常规航空器的研究，由国内科研院所以及一些著名专家牵头，利用有限的课题经费开展艰辛的探索。60多年来，通过研究、试验和运用，基本掌握全垫升式和侧壁式气垫船技术，适应了军民特种需要，为船舶在浅水急流、江河上游险滩、沼泽地带、浅海滩涂、河口近岸和冰雪地区等特定环境的航行以及信息化战争两栖登陆作战创造了条件。

60年代，我国有沈阳112厂和上海研究所等共40多个单位组织力量探索气垫新技术，开始原理研究和模型试验，进而试制载人试验车和试验艇。有些单位用航空发动机作动力，采用空气螺旋桨推进或喷气推进；有些单位研制的气垫船兼能上岸；也有些单位则研制以陆用为主的试验性地面效应器或气垫车，名为“漂行汽车”“无轮汽车”“气垫飞行器”等等。名称虽然不同，实质均为全垫升式气垫模型。当时这些试验船大多数没有装围裙，因而操纵性不好，海上和陆上试验都发现不少问题，只停留在原理性的应用研究阶段。

1960年，国防科委副主任张爱萍主持召开全国气垫技术会议，现场展览比较各型试验车和试验艇后，明确以船为主要研究方向，并决定相对集中力量，对关键技术问题组织协作攻关，改变了以往“遍地开花”的局面。1961年后，我国处于调整时期，科研经费短缺，物资供应困难，许多单位相继停止了对气垫技术的研究，出现了大起大落的现象。

1962年，国家制订了船舶科学技术发展10年（1963年到1972年）规划，将气垫技术的开发列入规划项目。国防科委确定由七院为主，继续组织研究工作。1963年到1967年，东北地区沈阳松陵122机械厂，也就是国营一一二厂（国营松陵机械厂），利用航空活塞式发动机相继研制成全垫升式气垫试验艇“松陵l”号“松陵2”号和“松陵3”号。初期采用单层周边围裙，后来改用周边射流火腿形柔性围裙，进行试航试验。上海708研究所专门组织力量，成立研究机构，于1963年后的5年间相继在沪东造船厂试制总重为4吨级的小型全垫升式气垫试验艇711-1号和711-2号。起初采用硬体周边射流，继而增装火腿形柔性围裙，最后在71l-2号艇上改用囊指形围裙，建成后在上海淀山湖和黄浦江反复试验，研究气垫船航行关于飞升、推进、埋首、倾覆、稳性和侧漂等问题。711-2号艇具有驶入河汊、飞越稻田、上岸退滩、逾越沟渠等能力，湖面试航航速曾达98千米/小时。1967年在四川金沙江段和云南西双版纳澜沧江试航，在湍急滩流中向上游冲滩成功。该艇返沪后再经改进，又沿黄浦江、长江口驶到舟山沿海进行耐波性试验。在此期间，为探索船体两侧增加入水刚性结构以形成侧壁而便于水螺旋桨推进的技术，上海708研究所又于1966年设计试制侧壁式气垫试验艇711-3号，在淀山湖和黄浦江进行航行试验后，又到金沙江、澜沧江及舟山等地进行一系列试验，顺利越过激流和泡旋水，其间又进行横稳性及首尾气封、首加水翼等多项试验，取得初步成功。通过上述各型试验艇的多项试验，我国从实践上开始掌握气垫技术应用于船舶的基本规律，为试用创造了条件。

松陵“一号气垫”

沈阳松陵112机械厂进行首次研究试探的“一号气垫”，完全是为了原理试验。气垫船这种特殊的运输工具，虽然它只能腾空离地面或水面几毫米或厘米，是否也可以称为“航空器”。 60年代初，沈阳112厂进行首次试探，模线车间一位技术员，本是一位航模健将，制造了一具用航模发动机“托举”离地的气垫模型。后来，以112厂的试飞站工艺员修福昌为首，组织了有乔英俊等人参加的研究小组进行气垫器的探讨，修福昌邀请航空设计师程不时作为技术顾问，协助解决一些研究中的技术问题。他们首先使用一台雅克18使用的M-11发动机，用木制构架，外蒙铝合金蒙皮制造了一台原理性试验机。由于这个研究小组中许多人是工艺行家，他们的手很巧，造出来的东西制造质量很高。这台试验机的“起升”风扇，是用木质手工削制的。程不时作为技术顾问，修福德请教扭角的计算基准。在试验器装配的过程中，修福昌又邀请程不时去检查结构设计。程不时指出：发动机架的现有设计不能承受扭矩，应该增加斜杆。为此，修福昌又去请教讲授结构力学的老师，证实了程不时的说法，因为空间相交于一点的锥形标系不能承受横截面上的扭矩。他们随即修改了设计，增加了斜杆。这个“一号”试验器装配完毕在机场滑行道试验，果然“飞升”离了地面，由试飞站一位姓谭的同志操纵，程不时坐上面体验了沿机场行道的“腾空”滑行。这种“全浮式”气垫由于底部完全腾离地面，在速度高时靠气动力翼面操纵。行驶较为平稳，但在低速或悬停时，因为四处不着地面气动力又不起作用，试验器摇摇晃晃，平移窜动，需要很多人争先恐后地扶着才能保持位置。程不时向修福昌建议说，底部应有可收到的接触轮，在低速时伸出接触地面，靠摩擦力保持位置及方向，在高速时有气动力作用时再改起，让试验器完全腾空。但修福昌认为這样就违背了气垫器就必须全部腾空的原理，没有采用。当“一号气垫”向工厂的领导表演的时候，许多工厂的领导站在跑道中间，眼看气垫腾空而起，紧贴地面向跑道一头飞驰而去，由于没有地面摩擦力，速度很快。在跑道头上慢慢费力地掉过头来，又向参观的人群飞驰而来。参观的人认为这种奇怪的车一定会操纵自如，乖乖地停在他们面前，因此都站在跑道中间不动。看到这个情况，程不时不得不急忙提醒，这种东西行驶很快但控制久灵，希望大家早早让开道。这时参观的人群才急忙闪到跑道边，说时迟那时快，“一号气垫”已经从大家身边飞驰而过，冲过好远才慢慢停下来。“一号气垫” 后来在沈阳北陵公园的湖内作过水面浮起试验。由于湖面小，气垫跑不快，因此吹起的水花飞溅，状态甚为可观。“一号气垫”完全是为了作原理试验，因此驾驶员和乘员坐在露天，背靠像粗壮的烟囱的进气函道。

松陵“二号气垫”

沈阳松陵112厂和上海708研究所联合研制的“二号气垫”，是一种名符其实的气垫船。在“一号气垫”的基础上，修福昌领导的研制小组又制造了“二号”，这是一艘已经外形有些象船的构造，是一艘名符其实的“气垫船”，具备了驾驶舱。还有泡沫塑料的隔音措施，并在底部安装了气垫器新发展所使用的“软裙”。“二号气垫”作过陆上无道路处的越野试验，也在松花江内作过高速航行。存在的问题是，一是穿越由旁边的轮船故意兴起的浪花试验时，由于浪的高度超过起飞腾空高度，气垫船触水受阻，速度猛然下降下来，二是在低速泊岸时受侧风影响，不易操纵，三是由于速度大，在转弯时又因完全离水，没有克服离心力的力，因此转弯半径很大。对后两个问题，程不时再次建议气垫船设置可收放的舵面，在低速或转弯时放下伸入水中，利用水的作用力提供位置及克服离心力。但是这个意见被认为违反“气垫船就应该完全腾空”的看法而没有被采用。“二号气垫”还到渤海进行过海上运行的试验。海上浪高，使高速行驶的气垫船常常触浪点水而速度猛降，其势之猛类似于汽车撞到墙上。为此他们得出结论说，如果要设计海上运行的全浮式气垫船，则必须做得充分的大，大到底部可以跨越好几个浪峰的程度，才可以在大体平均的水面上高速行驶。十年后，程不时已调动上海从事我国首次进行的大型喷气式旅客机设计。修福昌等人又在上海青浦的淀山湖进行了全浮式气垫船的试验，并邀请程不时去观看。程不时坐在驾驶员旁边，从岸上一个斜坡直升，然后径直开入湖面，在湖面上高速转了一个大圈，觉得从驾驶座看到从岸上开到水面，又从水面开到岸上是一种奇妙的感受，乘坐任何其它的车或船都不可能看到如此异观。而在浅水区看到水草从各处伸出水面，纷纷迎面扑来没进“船”底部都毫不阻碍气垫前进，也是一种乘坐其它船所不能获得的感受。第二天，修福昌又邀请程不时参观上海708研究所研制的“侧壁式气垫船”在黄浦江上的航行。侧壁式气垫船的操纵比全浮式要自如些，但因有两个侧壁插入水中，所以它的航行速度比全浮式要慢些。程不时所设想的气垫船，在某种意义上说就是“侧壁式”和“全浮式”的杂交，在需要操纵自如时将某种构件插入水中，在需要高速时将入水部件缩起，成为全浮式。修福昌同志为首研制的气垫船，以后还在长江上游金沙江等急流浅滩中作过试验，修福昌同志后来转为专门进行气垫船研究工作。经过参与气垫船研制的过程，程不时切身体会中对这种“腾飞”的方式有了一些比原来更深入的认识。程不时认为这种特殊的运输工具适合于一些特殊的用途，如越过雪地的运输，或在一般船舶不能使用的急流中，或穿越大河相对平静的水面。但是如果要在陆上用于越野行驶，则必须解决精确操纵能力的问题，以免撞到障碍物或坠下深渊。同时，它与一般车船比较究竟已进入“腾空飞升状态，因此其动力装置与结构，都应是“轻航空型”的，应非常讲究重量，其购置和使用成本都比相当的车、船为大。因此，它适用于其它运输器不能使用时的特殊情况，起填补空白的作用。至于在它初出现时有人认为这种运行方式会普遍代替现有的车、船，则是一种未作深入探索前过份乐观的估计。

1965年，国家科委副主任张有萱召开船舶技术政策讨论会，决定促进国内气垫船的发展，并以解决军民急需任务为目标开展试用艇的研制。此后，共有全垫升式试用艇2型，侧壁式试验、试用艇4型，由内河逐步推向沿海深入试验。60年代后期，为适应沿海岛屿之间的交通需要，中国人民解放军总后勤部委托708研究所设计全垫升气垫交通试用艇716型，1978年由沪东造船厂建成。该艇总重16吨，设计载重量2吨，当年在淀山湖试航，航速达100千米/小时。后来调广东海区试用，因发现航空活塞发动机用高挥发性汽油容易引起事故而停止使用。

1975年，海军委托708研究所设计中型全垫升式气垫登陆试验艇722型。在冶金、机械、航空等工业部门和天津市的有关厂所大力协助下，722型艇于1979年建成调试。722型艇总重65吨，设有艏艉门，可装l辆辎重车或1个登陆步兵加强连，载重量为 15吨，艇体为铝质，配用退役返修的航空汽油活塞式发动机4台，总功率为4×1100千瓦，航速达89.8千米/小时。1980年，该艇组织两次长航程试验：第一次来回塘沽、秦皇岛间，第二次横跨渤海湾，绕成山头到达青岛，两次航程共计约800海里。试验表明，艇的稳性、垫升性、操纵性和快速性良好，机件、轴系和围裙等在精心维护下能正常运行，但主机故障率高，噪音大，在海洋环境中耐蚀性差，特别是以高挥发性汽油为燃料不符合实战要求，只能作为中间试验之用。1981年到1982年，以708研究所为主，海军和702研究所密切配合，在青岛海域和东海吴淞口外海组织了两次在3级海情下的耐波性和快速性试验，进行艇体结构振动、围裙应力、应变以及舱室噪音测试，为实用化型号的研制提供了第-手海上实验数据。

侧壁式气垫船

60年代后，国内对于侧壁式气垫试用艇的研究十分活跃。60年代后期，为适应川江、金沙江快速交通客运的需要，由708研究所设计，沪东造船厂建造出侧壁式气垫艇713型，并于1971年交重庆轮船公司试用。该艇为铝结构，用国产首批试制的12V135型增压高速柴油机作动力，载客80多名。但由于主机故障多，维修难，经济效益差，因此没有正式营运，1973年后闲置不用。1977年，该艇经改装修复，与其它气垫船一起作编队远程试航，由重庆航行至宜宾，又上溯金沙江到新市镇，返回宜宾后又上溯泯江到乐山，再返重庆，全程1500余千米，经受了急流、陡壁、浅滩、大旋涡和急转弯的考验。

1967年，人民解放军总后勤部委托708研究所设计、求新造船厂建造浅水急流区段用喷水推进侧壁式气垫艇717型。该艇于1973年建成，总重12吨，载重2吨，用国产12V150ZC柴油机作主机，功率为220千瓦，航速仅42.8千米/小时，未达到设计要求。该艇于1975年后停用，调回708研究所改进，改进后命名为717-A型，其操纵性能良好，靠离码头方便，江中航速达48.5千米/小时，能在拥挤航道中行驶。

70年代开始，上海船舶运输科学研究所（即中国船舶工业总公司第七研究院上海708所）申请国家科研项目，致力于采用玻璃钢船体结构、适于水网地区使用的气垫客艇的开发工作，马尾造船厂参加建设。针对内河水浅、湾多、船多、航速不宜过快等特点，研制了双扇联动的5吨全玻璃钢侧壁式试验艇。 1970年，708研究所设计出钢质艇体、玻璃钢上层建筑的沿海侧壁式气垫试验艇719型，总长28.8米，型宽7.6，、型深3.5米，吃水排水时1.7米，飞升时0.6米，满载排水量70吨。主机采用3台12V180Z型高速柴油机，每台功率880千瓦。1972年，10月14日，在马尾造船厂下料开工试造。这时正是“文化大革命”时期，工厂规章制度被破坏，未能正常生产，计划不能按时完成，工期一拖再拖。生产过程中，由于该艇体壳板和结构均采用2.5毫米至3毫米钢板装焊而成。为了攻克薄板装焊变形的难关，职工采取多种措施和新的工艺。该艇安装2台推进主机和1台飞升主机，均是M50—Φ30、1200马力/3。轴系布置立体交叉，齿轮箱又是侧位安装，其施工难度大，精度要求高。该厂工程技术人员同设计单位同心协力，反复试验，采用激光经纬仪和样板相结合的办法，攻克了拉中定位的难关。而主机和轴系全部采用塑料定中工艺，保证了该艇的质量。由于十年动乱的影响，直到1977年1月5～6日才试航成功，经测试各项技术指标均达到设计要求。最高航速38节，经济航速28节。但是，从福州长航470海里至上海，沿途作多次试验，发现轴系振动、围裙撕裂和尾封积泥等问题。经技术改进，1978年11月，该艇交船驶沪途中分别在三都、温州、海门等地停靠表演，当地驻军和有关部门人员登艇参观，一致给予好评。1983年该艇经改进命名为719-1型，艇长增加6.5米，总重增至96吨，客位增加到180名，航速为57千米/小时，经济性有所改善。该型艇由芜湖造船厂承担施工，建成后曾在南京旅游公司營运。通过上述各型试用艇在内河、沿海进行的大量试验，我们基本上掌握了气垫技术应用于船舶的垫升性、推进性、快速性、稳定性和操纵性等诸多问题的规律，并从实践和理论上开始对气垫船耐波性进行研究，为走向实用化打下了基础。

为推进气垫技术应用于船舶的开发工作，1980年5月，国务院国防工办主持召开了第二次全国气垫技术专业会议。会议认为，中国的气垫技术所以长期停留在试验和试用艇阶段，主要是由于缺乏适用的动力设备系统，以及艇体与柔性围裙材料不配套。鉴于科研经费有限，故需先从研制小型、内河用气垫艇开始，逐步向河口、沿海用中型艇实用化过渡。1982年10月又召开了第三次气垫技术专业会议，进一步统一思想，加强领导，检查研究向实用化过渡中发生的困难和问题，提出解决问题的措施和办法。在改革开放政策的指导下，有关部门引进国外先进技术和设备，经过五年的努力，主要关键器材设备得到基本解决，气垫艇的开发事业终于进入实用化阶段。

80年代初，我国开始研制内河用侧壁式喷水推进气垫客艇。上海船舶运输科学研究所与安徽省水运科学研究所合作设计WD401内河侧壁式喷水推进气垫艇，由巢湖船厂建成并小批量生产。该艇总重16吨，有40个客位，航行吃水0.45米，航速达32千米/小时，具有良好的经济性。 1981年，708研究所对717-A型艇进行第二次改装，命名为717-C型艇，后以此为原型艇，为重庆轮船公司设计、建造了载客54名的717-2型艇“岷江”号，为重庆轮渡公司设计、建造了载客70名的717-3型艇。两艇航速分别为 46.9千米/小时和44千米/小时，客舱噪声在75分贝左右，建成后均在重庆营运，从1984年10月起连续服务数年，平时由重庆到泸州单程249千米，夏季到宜宾单程372千米，只需6小时到8小时30分，大大缩短了运行时间。

1980年，我国开始研制港湾河口用侧壁式气垫客艇。天津市委托708研究所设计并由大沽船厂建造成功港湾用侧壁式气垫旅游艇“津翔”号。该艇用耐蚀铝合金建造，推进用2台12V150ZC型高速柴油机，垫升用1台12V150ZC型主机，总功率880千瓦。1983年到1985年，该艇曾在上海至南通线试营运，机械设备可靠，围裙寿命达600小时，各项机件正常，但在3级海况航行时耐波性欠佳。 1985年，708研究所在719-l原型艇的基础上，设计了719-2型“鸿翔”号侧壁式气垫渡船，由中华造船厂试制，1987年冬交付使用。该船总重123.5吨，采用3台进口的 TBD234V16高速柴油机作为主机，航速44～50千米/小时，载客258名，用于上海到崇明的短途客运，使航渡时间从原来两小时缩短至四十五分钟。实船营运表明，其性能稳定，飞升、推进动力装置可靠，围裙寿命已适应营运要求，是实用化的船型之一。1988年，中华船厂建造的“鸿翔号” 大型气垫船，是我国第1艘双体气垫复合船，技术性能好、航速快、效益高。该船为侧壁式，单层连续甲板、双桨、双舵、主船体采用钢质焊接结构，上层建筑采用铝质铆接结构。总长40米 ，型宽8米，型深3. 2米，总重123 吨 ，载客257位，航速每小时26 公里，抗风力8级，“鸿翔号”气垫船，造价370万元，航速51公里/小时，提升吃水1.85米，排水量120吨，标准客位251人。主机采用3台联邦德国高速柴油机，1台作提升，2台作推进。1台发电机，还有1台轴带发电机。客轮宽敞明亮，设有空调、音响设备和轻型航空座椅，能在7级阵风，波高小于1.5米的情况下航行。该船是80年代亚太地区最大的侧壁式气垫船，也是“三岛”客运第一艘气垫船。

全垫升气垫船

我国研制全垫升气垫船主要用于海上作战。全垫升气垫船由于对地面、支承面压强很小，仅0.01个大气压，所以不仅能在水上行，还能在还可以在某些比较平滑的陆上地形行驶，在雪地、沙地、沼泽地上通行，不需修路搭桥。因而在海战尤其是两栖登陆作战中具有广阔的运用前景。

1979年中国海军研制成功722II型气垫登陆艇，只建造1艘，主要作试验用。该艇装2台1530马力的航空活塞式发动机作升力发动机；2台1850马力的航空活塞式发动机作推进发动机。722II型气垫登陆艇装有14.5毫米双管机枪2挺。能装运物资15吨。总重78吨。长31.2米，宽15.7米，高10.7米，动力为2X1985KW，最高航速47节，最大航程200海里，战斗载员：150人。

724型气垫登陆艇由中国上海第708设计研究所设计研发的中型气垫登陆艇，天津大沽船厂生产，重量6.35吨，1994年服役。主要用于在大型登陆舰艇和滩头之间的人员和货物运送。每艘072-Ⅱ（玉亭级）型大型登陆舰能携带二艘724型登陆艇，直接通过登陆舰的船尾门进入/离开入坞舱。724型登陆艇是正方形平底构造船体，有3个舱，包括前面的士兵舱，中央724气垫登陆艇的驾驶舱和后部的动力舱。10名士兵在一个无保护、开顶部的舱中搭载，可能增加真正战斗的意外事件。724登陆艇采用2台BF12L913C型柴油发动机提供动力，额定380马力，提供动力驱动气垫鼓风机和空气螺旋浆。2个直立的环形外罩，罩住空气螺旋浆和固定竖立在艇的尾部。4叶螺旋浆提供登陆艇最高航速40节，约 70 公里每小时。

中国海军使用的726型气垫登陆艇，目前有6艘分别为：原型艇：3320，第一批次：3321型，3322型，第二批次为3330型、3331型、 3332型。726型气垫登陆艇是071型综合登陆舰的配套项目，但因技术难度较大，总体进度落后于071型。首艘726型气垫登陆艇原型艇，即后来刷号的3320艇，在2009年在珠江进行了航试，在进一步改进后，在2010年开始伴随071型昆仑山舰执行护航任务并参与测试。而直到2011年左右，3320艇在公开参与了两栖登陆演习，宣告正式加入服役。726型气垫登陆艇排水量在150-160吨左右，长宽分别为30米、16米左右，最大载重量约在50吨左右，整体数据略大于美国版LCAC，主要是因为燃气轮机和机械传动区域占用甲板面积较大。726型气垫登陆艇海面最大速率达到60节以上，续航320海里，可以搭载至少1辆99/96型主战坦克或4辆装甲车。而其“母舰”071型综合登陆舰船坞能容纳4艘726型。

大中型气垫船虽然不如主战舰艇那样雄壮耀眼，但其高耸的技术门槛却令各国不得不審视这个与航空业还略有关联的高精尖、高造价舰种。而其中最核心的莫过于气垫登陆艇使用的燃气涡轮发动机一般为航空发动机核心机改型。726型的研制之时也是面临最为薄弱的心脏问题。2015年左右中航拿出了726型能用的国产产品，即WS-10核心机的QC-70型燃气轮机。在3320艇2009年航试后3年，726型似乎陷入了沉寂之中，没有第二艘艇建造的消息。到2013年，在首艇时隔三年后，第二艘艇3321在完成进一步“雕琢”之后，开始进入公众视野，参与服役，也从这些林林总总的断续生产，反应出726型“野马”的童年也是磕磕绊绊，但好在一直顽强成长。中国海军2013年服役的726型3321“野马”气垫登陆艇正所谓“磨一剑，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“野马”在黄浦江上奔驰，并开始服役。该艇采用国产WS-10核心机的QC-70型燃气轮机。726型气垫登陆艇于2016年步入量产建造阶段。在新一轮的海军建设计划中，071型综合登陆舰和726型“野马”的总数在增加。726型“野马”级气垫登陆艇海面最大速率达到60节以上，续航320海里，可以搭载至少1辆99/96型主战坦克或4辆装甲车。而其“母舰”071型综合登陆舰船坞能容纳4艘726型。而以726型为代表的两栖战舰的舰种比例也在向更为合理全面的方向进展。

实践表明，气垫船在艰辛探索中不断创新发展，我国立足自力更生、艰苦奋斗，研制出聚焦使命任务、具有中国特色、军民两用的气垫船，取得较好的军事和经济效益。今后还将继续创新发展，形成更多实在管用的系列化产品。

（作者为南京陆军指挥学院教授）