지상 효과 차량
Ground-effect vehicle
지반효과차(GEV)는 지반효과기(WIG), 지반효과기(Wing-in-Ground-Effect)라고도 불리며, 지반효과기(WIG), 지반효과기(Wing-in-Ground-Effect Craft), 지반효과기(Flaircraplanplan, 러시아어: 러시아어: к: кааа: ка: кнн,: к,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,일반적으로 지반 효과, 즉 움직이는 날개와 아래 표면 사이의 공기역학적 상호작용을 이용하여 평평한 표면(대개 바다 위)을 활공하도록 설계된다.일부 모델은 호버크래프트와 유사한 얼어붙은 호수나 평원 등 평평한 지역에서 작동할 수 있습니다.
설계.
지상 효과 차량은 동적으로 양력을 발생시키기 위해 전진 속도를 필요로 하며, 지상 효과에서 날개 작동의 주된 이점은 양력의존적 항력을 감소시키는 것이다.기본 설계 원리는 지반 효과라고 할 때 날개가 지면과 같은 외부 표면에 가깝게 작동할수록 덜 끌린다는 것이다.
공기를 통과하는 에어포일은 아래쪽의 공기 압력을 증가시키지만 위쪽의 압력은 감소시킵니다.고압과 저압은 날개 끝에서 흘러내릴 때까지 유지되며, 여기서 소용돌이를 형성하며, 소용돌이는 양력 유도 항력의 주요 원인(일반적으로 항공기에 영향을 미치는 항력의 상당 부분)이다.날개의 스팬이 클수록 리프트의 각 단위에서 발생하는 항력이 감소하고 특정 날개의 효율이 높아집니다.이것이 글라이더가 긴 날개를 가진 주된 이유입니다.
때만 끝나지만 이것을 할 수 있도록 GEV에 짧은 stubs 운송 항공기에 훨씬 더 큰 깃털처럼, 많은 양력을 생성시킬 수 있는 물과 같은 표면 가까이에 있지 않거나 지면에서 측면 ratio[왜?]증가하는 효과가 있지만 없이 합병증과 호리호리한 긴 날개와 관련된 동일한 날개 배치한다. 에게지표면일단 충분한 속도가 증가하면, 일부 GEV는 지상 효과를 떠나 목적지에 도달할 때까지 일반 항공기로 작동할 수 있다.구별되는 특징은 지반 효과 쿠션의 상당한 도움 없이는 착륙 또는 이륙이 불가능하고 훨씬 더 빠른 속도에 도달할 때까지 상승할 수 없다는 것이다.
GEV는 때때로 호버크래프트와 항공기 사이의 전환으로 특징지어지지만, 호버크래프트는 탑재된 하향 방향 팬으로부터 가압된 공기의 쿠션 위에 정적으로 지지되기 때문에 이는 옳지 않다.러시아의 룬과 딩고와 같은 일부 GEV 디자인은 이륙을 돕기 위해 날개 아래의 고압 영역을 증가시키기 위해 날개 아래에 강제 송풍 장치를 사용했지만, 그들은 여전히 비행에 충분한 양력을 발생시키기 위해 전진 운동을 필요로 하는 호버크래프트와 다르다.
GEV는 수상비행기와 비슷하게 생겼고 많은 기술적 특성을 공유할 수 있지만 일반적으로 지상 효과를 벗어나도록 설계되지 않았습니다.호버크래프트와 달리 저속 호버 기능이 없다는 점이 다르다.수중익과 달리 "비행 중"에는 수면과 접촉하지 않는다.지상 효과 차량은 고유한 운송 수단을 구성합니다.
보스턴에 본사를 둔 (미국) 회사 REGENT는 물 운용을 위한 표준 선체를 갖춘 전기 동력식 하이윙 설계를 제안했지만, 또한 이륙 주행 중에 기체를 물 밖으로 들어올려 더 낮은 이륙 [1]속도를 촉진하도록 설계된 전방 및 후방 장착 수중익 유닛을 통합했습니다.
윙 구성
스트레이트 윙
러시아인 로스티슬라프 알렉세예프가 자신의 에크라노기에 사용했어요.날개는 동등한 항공기의 날개보다 상당히 짧으며, 이 구성은 안정성을 유지하기 위해 높은 후방 수평 꼬리를 필요로 한다.피치 및 고도 안정성은 지면 효과(일반적으로 메인 윙)의 프론트 로우 윙과 지면 효과(일반적으로 스태빌라이저라고 함)에서 거의 벗어난 후방의 높은 위치에 있는 두 번째 윙 사이의 리프트[note 1] 경사 차이에서 비롯된다.
역델타 날개
Alexander Lipisch가 개발한 이 날개는 자기안정화를 통해 지상효과로 안정적인 비행을 가능하게 한다.이것은 GEV의 주요 클래스B 형식입니다.
탠덤 날개
탠덤 윙에는 다음 3가지 구성이 있습니다.
- 전투 및 수송 헬리콥터와 유사한 어깨 장착 주 리프트 날개와 배 장착 후원을 사용하는 복엽식 타입 1.
- 메인 리프트 에어포일 아래 기류를 유도하는 크래프트의 코 부근에 중형 수평[note 2] 날개가 있는 카나드식 타입 2.이 타입 2 탠덤 디자인은 이륙 시 큰 개선 사항으로, 에어 쿠션을 만들어 더 낮은 속도로 비행체를 수면 위로 끌어올려 성공적인 수상기 발사에 가장 큰 걸림돌인 물의 저항을 줄여줍니다.
- 독일 귄터예르그사가 제작한 탠덤 에어포일 플레어보트에 탑재된 두 개의 뭉툭한 날개.그의 특별한 디자인은 세로방향으로 [2]자기안정적이다.
장점과 단점
선체 크기와 출력이 유사하고 특정 설계에 따라 GEV의 리프트 유도 항력이 유사 용량의 항공기와 비교하여 낮으면 연료 효율이 개선되며, 어느 지점까지는 속도가 개선된다.GEV는 또한 물에서의 항력을 피하기 때문에 비슷한 힘을 가진 수상 선박보다 훨씬 더 빠르다.
수상에서는 항공기처럼 GEV를 구축하면 표면 물체와의 충돌 시 손상 위험이 증가한다.또한 대피 지점의 수가 제한되어 있어 비상 시 차량 대피를 더욱 어렵게 한다.
대부분의 GEV는 물에서 작동하도록 설계되어 있기 때문에 사고와 엔진 고장은 일반적으로 육상 항공기보다 덜 위험하지만, 고도 제어의 결여로 인해 조종사는 충돌을 피할 수 있는 선택권이 줄어들고, 그러한 편익이 어느 정도 무효화된다.낮은 고도는 고속정을 선박, 건물, 상승지대와 충돌하게 하는데, 이러한 충돌은 피할 수 있는 열악한 조건에서는 충분히 보이지 않을 수 있다.GEV는 충돌을 피할 수 있을 정도로 충분히 빠르게 상승하거나 회전할 수 없는 반면, 급격한 저준위 기동 시 밑에 있는 고체 또는 물의 위험과 접촉할 위험이 있다.항공기는 대부분의 장애물을 넘을 수 있지만 GEV는 더 제한적이다.
바람이 강할 때는 이륙이 바람 속으로 들어가야 하는데, 이는 연속되는 파도를 가르며 기체가 심하게 흔들리고, 기체에 스트레스를 주고, 불편한 승차감을 준다.약한 바람의 경우 파도는 어느 방향으로나 발생할 수 있으며, 각 파동이 차량을 피치 및 롤링하게 하므로 제어가 어려울 수 있습니다.GEV의 가벼운 구조는 그들의 높은 바다 상태에서의 운항 능력을 기존의 배들보다 덜하게 하지만, 수면 가까이에 있는 호버크래프트나 수중익선보다는 더 많이 만든다.재래식 수상비행기의 종말은 비행조건이 양호하더라도 거친 바다 조건에서 운항할 수 없었기 때문에 발생했으며 활주로가 더 일반적으로 이용 가능할 때까지만 지속되었다.GEV도 마찬가지로 제한됩니다.
기존 항공기처럼 이륙에 더 큰 동력이 필요하고, 수상비행기와 마찬가지로 지상효과차도 비행속도로 가속하기 전에 계단에 올라타야 한다.일반적으로 선체 형태를 여러 번 재설계하는 신중한 설계가 필요하며, 이를 위해서는 엔지니어링 비용이 증가합니다.이 장애는 생산기간이 짧은 GEV가 극복하기가 더 어렵습니다.차량이 작동하려면 선체가 종방향으로 충분히 안정적이어야 하지만 물을 끌어올릴 수 없을 정도로 안정적이지 않아야 합니다.
차량 바닥은 수평 안정성을 크게 훼손하지 않고 착륙과 이륙에 과도한 압력을 가하지 않도록 형성해야 하며, 기체와 엔진에 손상을 주는 스프레이가 너무 많이 발생하지 않아야 한다.러시아의 에크라노플란들은 선체 밑의 앞쪽 부분과 제트 엔진의 앞쪽 위치에 여러 개의 체인의 형태로 이러한 문제에 대한 수정의 증거를 보여준다.
마지막으로, 제한된 유틸리티는 GEV가 기존 항공기와 경쟁할 수 있도록 개발 비용을 충분히 상각할 수 없을 정도로 생산 수준을 낮게 유지해왔다.
NASA의 에임스 연구 센터의 학생들이 2014년에 실시한 연구는 승객 여행에 GEV를 사용하는 것이 더 저렴한 비행, 더 많은 접근성,[3] 그리고 오염을 감소시킬 수 있다고 주장한다.
분류
GEV 개발의 한 가지 장애물은 적용되는 분류와 법률이다.국제해사기구는 수중익선, 호버크래프트, 쌍동선 등 고속선박용으로 개발된 국제고속선안전규정(HSC코드)에 기초한 규칙 적용을 연구해왔다.러시아의 소형 A형 에크라노플란 분류 및 건설 규칙은 대부분의 GEV 설계의 기초가 되는 문서이다.그러나 2005년 IMO는 WISE 또는 GEV를 [4]선박의 범주로 분류했다.
국제해사기구는 세 가지 유형의 GEV를 [4]인정하고 있습니다.
- 지반효과만으로 운용이 인정된 항공기
- 지반 효과의 영향을 받지 않는 제한 높이로 일시적으로 고도를 높이되 표면에서 150m(490ft)를 넘지 않는 것으로 인증된 것
- 지표면으로부터 150m(490ft)를 넘는 지반효과 외 운용을 인증받은 선박.
작성 당시, 이러한 등급은 12명 [4]이상의 승객을 태운 공예품에만 적용되었으며, (2019년 기준) 이러한 차량을 항공기 또는 [5]보트로 분류하고 규제해야 하는지에 대해 국가 규제 기관 간에 의견 차이가 있었다.
역사

1920년대까지 지상 효과 현상은 잘 알려져 있었는데, 조종사들이 비행기가 착륙하는 동안 활주로 표면에 가까워질수록 더 효율적으로 보인다는 것을 발견했기 때문이다.1934년 미국 항공자문위원회는 이 주제에 대한 프랑스 연구의 요약을 영어로 번역한 기술 비망록 771 "비행기의 이착륙에 대한 지상 효과"를 발표했다.프랑스 작가 모리스 르 수어는 이 현상에 기초한 제안을 추가했다: "여기서 발명가들의 상상력은 광활한 분야를 제공한다.지상 간섭은 수평 비행에 필요한 동력을 크게 감소시키므로, 여기에는 신속하고 동시에 경제적 이동 수단이 있다.항상 지상 간섭 구역 내에 있는 비행기를 설계합니다.얼핏 보면 이 장비는 지면이 울퉁불퉁하고 스키밍이라고 불리는 고도가 조종의 자유를 허용하지 않기 때문에 위험하다.하지만 대형 항공기에서는 물 위에서 이 질문을 시도할 수 있습니다."[6]
1960년대까지, 기술은 소련에서[7] 로스티슬라프 알렉세예프와 미국에서 일하는 독일인 알렉산더 리피쉬의 독립적인 공헌으로 성숙하기 시작했습니다.알렉세예프는 선박 설계사라는 배경에서 일했고 리피쉬는 항공 엔지니어로 일했다.알렉세예프와 리피쉬의 영향은 오늘날 대부분의 GEV에서 두드러집니다.
소비에트 연방

Led by Alexeyev, the Soviet Central Hydrofoil Design Bureau (Russian: ЦКБ СПК) was the center of ground-effect craft development in the USSR.The vehicle came to be known as an ekranoplan (Russian: экранопла́н, экран screen + план plane, from Russian: эффект экрана, literally screen effect, or ground effect in English).그러한 비행선의 군사적 잠재력은 곧 인정되었고 알렉세예프는 소련의 지도자 니키타 흐루쇼프로부터 지원과 재정 자원을 받았다.
일부 유인 및 무인 프로토타입은 최대 배수량 8톤에 달합니다.이로 인해 길이 92m(302ft)의 550톤 군용 에크라노플랜트가 개발됐다.이 우주선은 1960년대 카스피해 지역의 위성 정찰 사진에 알려지지 않은 거대한 우주선이 포착된 이후 미국 정보 전문가들에 의해 '카스피해 괴물'로 불렸다.짧은 날개로, 그것은 평면 형태로는 비행기처럼 보였지만,[8] 아마도 비행할 수 없을 것이다.바다 위로 최대 3m(10ft)까지 이동하도록 설계되었지만, 연구 비행에서 최고 속도 300–400노트(560–740km/h)에 도달하면서 20m(66ft)에서 가장 효율적인 것으로 밝혀졌다.
소련의 도시계획은 국방부 장관 드미트리 우스티노프의 지원으로 계속되었다.그것은 지금까지 가장 성공적인 에크라노 항공기인 125톤 A-90 올료노크를 생산했다.이 비행선은 원래 고속 군사 수송선으로 개발되었으며 보통 카스피 해와 흑해 연안에 기반을 두고 있었다.소련 해군은 오르요녹급 에크라노플란 120척을 주문했지만 이후 흑해와 발트해 함대를 중심으로 30척 이하로 축소됐다.
몇몇 오를료녹은 1979년부터 1992년까지 소련 해군에서 복무했다.1987년 대함 미사일 발사 플랫폼으로 400톤급 에크라노플레인(Ekranplan)이 제작됐다.Spasatel로 이름 붙여진 두 번째 룬은 구조선으로서 내려졌지만, 결코 완성되지 않았다.소련의 에크라노플란들이 직면한 두 가지 주요 문제는 낮은 종적 안정성과 신뢰할 수 있는 항해의 필요성이었다.
우스티노프 장관은 1984년에 사망했고, 소콜로프 신임 국방장관은 이 프로그램에 대한 자금 지원을 취소했다.카피스크 인근 해군기지에는 3대의 올료녹급(선체 설계 변경)과 1대의 LUN급(Lun급) 에크라노플랜만이 남아 있었다.
소련이 해체된 이후 니즈니노브고로드의 볼가[9] 조선소에서 에크라노플란이 생산되고 있다.군용이 아닌 소형 에크라노플란들이 개발되고 있다.CHDB는 이미 1985년에 8인승 Volga-2를 개발했고, Technologies and Transport는 Ampistar라고 불리는 더 작은 버전을 개발하고 있다.베리예프는 대형 선박인 Be-2500을 "비행선" 화물 [10]수송선으로 제안했지만, 그 계획은 아무 성과도 없었다.
독일.
리피쉬 타입과 한노 피셔
독일에서 리피쉬는 미국인 사업가 아서 A를 위해 매우 빠른 배를 만들어 달라는 요청을 받았다. 콜린스.1963년 리피쉬는 X-112를 개발했는데, X-112는 델타 윙과 T-테일이 뒤바뀐 혁신적인 디자인입니다.이 디자인은 지상 효과가 안정적이고 효율적이라는 것이 입증되었고, 콜린스는 성공적으로 테스트되었지만 프로젝트를 중단하기로 결정하고 특허를 독일 회사인 라인 플루그제그바우(RFB)에 팔았고, 이 회사는 역 델타 개념을 X-113과 6인승 X-114로 발전시켰다.예를 들어, 반도를 [11]뒤집을 수 있도록 지상 효과에서 비행할 수 있습니다.
Hanno Fischer는 RFB로부터 작품을 넘겨받아 Fischer Flugmechanik라는 자신의 회사를 만들었고, 결국 두 가지 모델을 완성했다.에어피쉬3는 2명, FS-8은 6명을 태웠다.FS-8은 Fischer Flugmechanik이 Flightship이라고 불리는 싱가포르와 호주의 합작회사를 위해 개발하기로 되어 있었다.정격 337kW의 V8 쉐보레 자동차 엔진으로 구동되는 이 시제품은 2001년 [12]2월 네덜란드에서 첫 비행을 했다.이 회사는 더 이상 존재하지 않지만, 이 시제품은 싱가포르에 본사를 둔 회사인 위게웍스가 [13]사들여 AirFish 8로 이름이 바뀌었다.2010년, 그 차량은 싱가포르 [14]선박 등록부에 선박으로 등록되었습니다.
뒤스부르크-에센 대학은 [15]호버윙을 개발하기 위해 진행 중인 연구 프로젝트를 지원하고 있다.
군터예르그형 탠덤 에어포일 플레어보트
Alexeyev의 첫 번째 디자인에 대해 작업하고 GEV 설계의 난제에 정통한 독일 엔지니어 Günther Jörg는 2개의 날개를 가진 GEV인 Jörg-II를 개발했다.그것은 그가 남아프리카 공화국에서 자문하는 동안 개발된 "스키머포일"이라는 이름의 세 번째 유인 2인용 비행선이었다.그것은 완전히 알루미늄으로 만들어진 최초의 4인승 탠덤 에어포일 플레어보트의 단순하고 저렴한 디자인이었다.이 시제품은 2007년 7월 4일부터 2013년까지 SAF 포트 엘리자베스 박물관에 있었으며, 현재는 개인적으로 사용되고 있다.박물관 사진들은 몇 년 동안 박물관 밖에서 햇빛을 [16]가리지 않은 채 배를 보여주고 있다.
Dipl의 컨설턴트.1963년부터 독일 항공기 산업의 전문가이자 내부자이자 알렉산더 리피쉬와 한노 피셔의 동료인 ING. Günther Jörg는 지반 효과 물리학에 대한 기본적인 지식과 함께 1960년부터 시작된 다양한 조건과 설계에서의 기초 테스트 결과를 바탕으로 설립되었습니다.30년 이상 Jörg는 다양한 크기와 다른 재료로 만들어진 15개의 탠덤 에어포일 플레어보트를 제작하고 테스트했습니다.
다음과 같은 탠덤 에어포일 플레어보트(TAF) 유형은 거의 10년의 연구 개발 기간을 거쳐 제작되었습니다.
- Tab VII-3: 최초의 유인 탠덤 W.I.G형 외르그(Akaflieg Darmstadt 기술대학에서 건설)
- TAF VII-5: 2인승 2인승 탠덤 에어포일 플레어보트.
- TAF VII-1: 유리 강화 플라스틱(GRP) 및 알루미늄으로 제작된 2인승 탠덤 에어포일 플레어보트.6척의 플레어보트의 작은 세리는 전 보텍 컴퍼니에 의해 생산되었다.
- TAF VII-2: 4인승 탠덤 에어포일 플레어보트(풀 알루미늄제 2대) 및 GRP제 3대)
- TAF VII-3: 8인승 탠덤 에어포일 플레어보트와 GRP 부품을 결합한 알루미늄.
- TAF VII-4: 12인승 탠덤 에어포일 플레어보트(GRP 부품과 알루미늄 결합).
- TAF VII-3B: 카본 파이버 복합 구조 하의 6인승 탠덤 에어포일 플레어보트.
더 큰 컨셉은 25인승, 32인승, 60인승, 80인승, 여객기 크기까지이다.
탠덤 에어포일 플레어보트는 모터보트로 등록돼 A형 위그로 분류된다.1984년, Jörg는 미래 교통수단으로 "Philip Morris Award"를 수상했습니다.1987년에 보텍사가 설립되었습니다.2010년 그가 사망한 후, 회사는 그의 딸과 전 조수 잉그리드 셸하스 밑에서 그녀의 회사 Tandem WIG Consulting을 계속했습니다.
1980-
1980년대부터 GEV는 주로 레크리에이션 및 민간 페리 시장을 위해 설계된 소형 선박이었다.독일, 러시아 및 미국은 호주, 중국, 일본, 한국 및 대만에서 일부 개발을 통해 대부분의 활동을 제공했다.이들 국가나 지역에서는 최대 10인승의 소형 선박이 건조되고 있다.페리와 중수송과 같은 다른 더 큰 디자인이 제안되었지만 완성되지 않았다.
적절한 설계와 구조 구성의 개발 외에도 자동 제어 및 내비게이션 시스템이 개발되었습니다.여기에는 저고도 비행의 정확도가 높고 기상 조건에 대한 의존도가 낮은 고도계가 포함됩니다."위상 전파 고도계"는 레이저 고도계,[17] 등방성 또는 초음파 고도계를 능가하는 용도로 선택되었습니다.
미국 국방고등연구계획국(DARPA)은 러시아와의 협의를 통해 에어로콘 대쉬 1.6 날개를 [18][19]연구했다.
유니버설 호버크래프트는 비행 호버크래프트를 개발했고,[20] 1996년에 처음으로 시제품을 비행했다.1999년부터 이 회사는 계획, 부품, 키트 및 제조된 지상 [21]효과 호버윙이라고 불리는 호버크래프트를 제공해 왔다.
2000-
이란은 2010년 9월 바바르2 2인승 GEV 3개 중대를 배치했다.이 GEV는 기관총 1정과 감시 장비를 탑재하고 있으며 레이더 신호를 [22]줄이는 기능을 포함하고 있다.2014년 10월, 위성 사진은 이란 남부의 조선소에서 GEV를 보여주었다.GEV는 엔진이 2개 있고 [23]무장은 없다.
싱가포르에서 Wigetworks는 Lloyd's Register에서 [24]수업 참가 자격증을 취득했습니다.2011년 3월 31일, AirFish 8-001은 가장 큰 선박 [25]등록지 중 하나인 싱가포르 선박 등록소에 처음으로 깃발을 올린 GEV 중 하나가 되었습니다.Wigetworks는 더 큰 용량의 [26]GEV를 개발하기 위해 싱가포르 국립대학교 공학부와 협력했습니다.
2011년에는[27] Burt Rutan, 2015년에는 Korolev가 GEV 프로젝트를 [28]선보였습니다.
한국에서는 윙십테크놀로지가 2013년에[29] WSH-500이라는 이름의 50인승 승객 GEV를 개발하고 시험했다.
에스토니아 운송회사 시 울프 익스프레스는 러시아가 제작한 에크라노플레인(Ekranplan)[30]을 이용해 헬싱키와 탈린 간 87km 거리의 여객 서비스를 2019년에 시작할 계획이었다.이 회사는 러시아 RDC [31]아쿠알린사가 만든 최고속도 185km/h, 12인승의 에크라노플란 15대를 주문했다.
2021년 브리트니 페리는 지역 전기 지상 효과 해군 수송기(REGENT) 지상 효과 비행선 "시글라이더"[1]를 크로스 잉글리시 채널 [32]서비스에 사용할 것을 검토하고 있다고 발표했습니다.Southern Airways Express는 또한 플로리다 동부 [33][34]해안을 따라 시글라이더를 운항할 의도로 시글라이더를 주문했다.
2022년 중반, 미 국방부 고등연구계획국(DARPA)은 에크라노플랜트 개념을 이용한 장거리 저비용 수송을 목표로 리버티 리프터 프로젝트를 시작했다.문제는 7500km 상공에서 100t을 운반하고 지상 정비 없이 해상 운항을 하는 것, 모두 저비용 자재를 [35][36]사용하는 것이다.
「 」를 참조해 주세요.
각주
메모들
인용문
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