可以说,任何军事组织的主要工作都是尽可能快速、有效地将大量的东西从一个地方运到另一个地方。其中一些东西是武器装备,但绝大多数是支持武器装备的东西—燃料、备件、人员等等。目前,美国军队在运输大量有效载荷方面有两个选择。选择一是船只(海轮),这很有效,但也很慢,需要港口。选择二是飞机(空运),速度快几个数量级,但也很昂贵,需要跑道。
为了解决这个问题,美国国防部高级研究计划局(DARPA)希望将传统的海运和空运与自由升降机计划结合起来,该计划旨在 “设计、建造和飞行测试一种廉价、创新和颠覆性的水上飞机”,”使大型有效载荷的有效战区范围运输速度远远超过现有海上升降平台”。
ARPA要求这样的设计来利用地面效应,当飞机的机翼使空气向下偏转,接近地面时,由于机翼底部和地面之间空气的压缩而产生缓冲效应。这提高了升力,降低了阻力,使效率得到了全面的大幅度提高。地面效应在水面和陆地上都能发挥作用,但你只能在陆地上利用它这么长时间,然后你的飞机就会撞上什么东西。这就是为什么海洋是这些飞机或船只的理想场所,这取决于你的观点。
在20世纪80年代末,苏联人(以及后来的俄罗斯人)在设计一些可怕的怪异的船只和飞机时利用了地面效应。有VVA-14,它也是一架飞机,还有DARPA的上述视频中显示的车辆,Lun级ekranoplan,它一直运行到20世纪90年代末。视频片段真的不能说明这个东西,所以这里有一张更好的照片,是几年前拍的。

伦(只制造了一架)的翼展为44米,由八个涡轮喷气发动机提供动力。它以每小时550公里的速度飞离水面约4米,可以将近10万公斤的货物运送到2000公里之外。它的基础是1967年中央情报局在卫星图像中发现的早期甚至更大的原型机(当时世界上最大的飞机),这似乎严重吓坏了他们。它被昵称为里海怪物,直到20世纪80年代,西方才了解到它是什么以及它是如何工作的。
在20世纪90年代中期,DARPA自己认真研究了自己的大型地效飞行器,Aerocon Dash 1.6翼舰。下面的概念图是一个450万公斤的飞行器,长175米,翼展100米,由20个喷气发动机驱动。

在时速超过700公里的情况下,翼舰的航程接近2万公里,可以搭载3000名乘客或140万公斤的货物。然而,到1994年,DARPA已经决定,建造这样一个翼舰的潜在数十亿美元的项目风险太大,并取消了整个项目。

不到10年后,波音公司的幻影工厂开始探索一种巨大的地效飞机,即鹈鹕超大型运输机。鹈鹕号将比Aerocon翼舰更大,翼展为152米,有效载荷为120万公斤,大约相当于178个集装箱的重量。与翼舰不同,鹈鹕号将利用地面效应,只在水上运输时提高效率,但在其他方面将像普通飞机一样使用跑道,并能达到7500米的飞行高度。作为传统的飞机和最佳有效载荷,”鹈鹕 “将有大约12,000公里的航程。然而,在地面效应下,航程将增加到18,500公里,这说明了像这样的设计的吸引力。但是波音公司在2005年放弃了这个项目,把重点放在成本较低、风险较小的方案上。
如果我们不至少简要地提到另外两种大型飞机,那就是H-4大力神,休斯飞机公司在20世纪40年代制造的货运水上飞机,以及Stratolaunch运载飞机,其特点是双机身配置,DARPA在其概念视频中似乎出于某种原因而倾向于此。
从DARPA的公告来看,他们正在寻找比Aerocon Dash或Lun更像鹈鹕的东西。DARPA希望Liberty Lifter能够在必要时脱离地面效应而持续飞行,尽管为了提高效率,它的大部分时间将在水上度过。不过,它根本不会使用陆地上的跑道,而且应该能够一次在水面上停留4至6周,甚至在波涛汹涌的海面上运行—这对地效飞行器来说是一个重大挑战。
DARPA正在寻找一个7500公里的操作范围,最大有效载荷至少为9万公斤,包括发射和回收两栖车辆的能力。DARPA要求的最难的事情可能是,与大多数其他X飞机不同,自由升空器应采用 “低成本的设计和建造理念”,其灵感来自于第二次世界大战中大规模生产的自由舰。
由于1500万美元将被授予最多两个自由升空器概念,DARPA希望这些概念中至少有一个将在2025年通过系统级关键设计审查。如果此后一切顺利,全尺寸原型飞行器的首次飞行可能最早在2027年发生。