赵蛟龙

顾名思义，水下飞机是既能在天上飞行，又能在水下潜行的航行器，可同时满足人们“上九天揽月，下五洋捉鳖”的梦想。

二战期间，为应对舰艇的威胁，人们就曾设想设计出一种既可以在水下潜行，用鱼雷攻击敌方潜艇，完成封锁航线任务；又可以出水在空中与敌人飞机战斗，进行空中攻击任务。沿着这种思路，战后发达国家一直在从事水下飞机的研究与设计。20世纪60年代，美国研制出了一种水下飞机，当时被称作“三栖万能飞机”。1964年，飞行员驾驶一代原型机进行了下水飞行试验，下潜到4米深的海水中前进了7.4公里，航速达4节，然后浮出水面再滑行一段距离后起飞，飞行速度达 100公里/小时，但因为其下潜深度有限，不能满足军事需要。后续二代原型机利用了高强度的超级复合材料技术，并用高能量、高密度的蓄电池提供动力，能下潜到6公里深的海底，速度可达22节，尽管这次试验获得了成功，但因为各种原因该型飞机没能投入批量生产。

美国国防高级研究计划局DRAPA（Defense Advanced Research Projects Agency）推出了名为“水下飞机”的新项目。该“水下飞机”将追求具备空中飞行、海面巡航及水下航行的能力，它大部分时间在空中飞行，短时间可在水下潜航，贴着水面飞行，在快接近目标时钻入水中，之后以潜航模式悄悄占领攻击位置，实施打击后冲出水面迅速飞走。基于作战力量的近海投入需求，DRAPA专门给出了“水下飞机”的设计目标：

①在不补给燃料的情况下，在空中、水面和水下的航程分别为1000海里、200海里和24海里。

②能够在高海况（≮5级）下巡航，待机时间≮72小时。

③可搭载8名人员，有效载荷≮900公斤。

④具备8小时1000海里（空中飞行）、100海里（水面航行）和12海里（水下潜行）的战术运输能力，其中包括准备及装配时间。

图 DRAPA“水下飞机”构想图

水下飞机作为新型的研究领域，将面临重大的技术挑战，但DRAPA均给出了初步解决方案：

① 重量问题。在空中通过机翼周围分离气流得到升力，在水下通过吸入和排出水来改变浮力，两者之间存在矛盾。解决这个问题的思路是把整个飞机的密度设计得比水小，通过机翼产生的力量潜入水中。在浮上水面后，机翼的角度翻转，产生向上的升力，以便在水面起飞，水下飞机可模仿鸟类俯冲潜入水中，获得向下的推力，就可以在水下潜行。

② 结构问题。在空中飞行需要尽量轻，以便用最少的动力飞行，在水下潜行则需要坚固的结构用以承受水压，同时在空气和水中的壳体受力方向相反。目前可通过限制“水下飞机”的潜深来解决，随着超轻高强度合金材料技术的不断成熟，未来“水下飞机”的结构将不成问题。

③ 外形问题。由于空气和水密度不同，为“水下飞机”的机身设计增加了难度。可设计能够在相同雷诺系数流体中运行的平台，不过速度会有很大不同，空气中速度为100～400节，水中为5～18节，可携带多个机翼或可变式机翼来解决空中和水下外形布局不同的问题。

④ 动力问题。如水下飞机使用普通燃料发动机，则需留出一个通气管与大气联通换气，导致下潜深度很浅，无法下潜至深海，同时在空中飞行时一般采用喷气发动机，其运转时温度可达数百度，在飞行后突然潜入水中，温度急剧下降，易诱发爆炸。解决上述问题可采用新材料研制喷气发动机克服温度剧变问题，同时考虑采用双动力装置模式。

未来水下飞机将综合运用舰船、潜艇和飞机的优点，集攻击性、高速性和隐蔽性于一身，既能有效利用雷达盲区高速掠海飞行，实施精确打击；又能神出鬼没进入深海，从水中、水面发起攻击。这种得天独厚的优势和强大的突防能力远非一般作战舰艇和飞机所能相比，其在军事上的应用将会极大的变革现有的海空作战模式。