水翼艇
水翼艇是指艇体下装有浸入水中的水翼的艇。高速航行时艇重完全由水对水翼产生的升力支持，使艇体全部离开水面，减少了水的阻力，故可达较高速度。水翼的作用原理与飞机的机翼相似。有的快艇仅首都装有水翼，使前部离开水面，后部仍在水面上滑行。常用做载客及军用。
概述
水翼是在水中运动时能产生升力并用于支撑艇重的翼形结构。完整的水翼除产生升力的翼板外，还有与艇体紧密连接的支柱和阻气片、端板等附件，同时水翼常与推进、控制、操纵和上翻等系统结合在一起，故水翼实际上是一个综合装置。
原理
在流体中，流速越大的位置，压强越小。当船在水中高速航行时，的水翼上表面凸起，他与船体间的水流速度大，压强小。下表面的水流速度小，压强大。因此在水翼的上、下表面存在向上的压力（压强）差，上方压强小于下方压强，产生一个合压强，使其产生一个向上的合力。所以船体被抬高了。
水翼就是在水中工作或割划水面的机翼，是水翼艇的基本部件。它在水中运动像飞机机翼在空气中运动一样产生一定的升力。由于水的密度约为空气密度的800倍，在同等升力之下，水翼的尺度比机翼要小得多。靠水翼升力支持艇重的水翼艇比滑行艇阻力小、兴波小、受波浪干扰影响也小，因而具有良好的快速性和适航性。
一副水翼，一般由产生升力的翼板、翼板与艇体间连接的支柱及其他一些附件组成。水翼的升力特性，主要取决于翼板的几何特征和几何要素，这些要素主要指的是：水翼的弦长、翼展长、展弦比、平面形状、前视形状、翼剖面形状等。
发展历史
1891年俄罗斯血统的法国人德朗贝尔，首次发明水翼艇。
1905年飞艇设计师意大利人福拉尼尼 建造了一艘小水翼艇，并在专利说明书上阐明了水翼艇的科学技术原理。
1947年美国开妈水翼艇的建造，设计了排水量50吨，航速30节的“海脚”呈水翼艇。
1957年开始苏联建成了多种型号的水翼艇，其抗风性和长途航行表现的良好状态得到广泛认可，
1960年开始，美国开始建造用于军事领域的一系列水翼艇，包括“高点”水翼艇（63）、“普兰伟尤”号340吨反潜试验艇（69）。
1958年中国开始对水翼艇的建造进行研究，交通部船舶设计院设计的小型水翼艇取得初步成功。
1958年上海船舶科学研究院和上海交通大学设计了铝制水翼客船。
1988年中国般舶科学研究中心设计的一艘铝制水翼艇航行于广州至肇庆市的航线上。
20世纪90年代，中国黑龙江省流域、长江流域、广州市沿海等的多条航线上相继引进了俄罗斯制造的水翼艇。
最先想到水翼艇而且在这方面进行过研究的发明家，是19世纪中期的一个叫拉米斯的法国牧师，他是从风筝得到启示的。另一个叫德朗贝尔的俄围血统的法国人，知道当时刚发明的汽油发动机能为他的“水上飞机”(他这样称呼它)提供必要的动力，于是在19世纪90年代在塞纳河上用模型水翼艇进行了试验，但是它不能从水里抬起头来。
接着一个叫福拉尼尼的意大利人也产生了这样的念头。他建造了第一艘水翼艇。1905年在瑞士的马奇奥湖进行了试验。这是一艘排水量只有1.65吨75马力的水翼艇，试航时跑37节多。继福拉尼尼之后，美国人贝尔又建造了由自己设计的水翼艇，并于1918年创造了每小时71英里的航行纪录。但因为当时对水翼艇的理论研究工作不够，大马力的动力设备和轻的艇体材料没得到解决，所以水翼艇没有发展到实用阶段。
到了第二次世界大战时，随着科学技术的进步，德国制造了一些民用和军用的水翼艇，而且达到了一定水平。如VS淆0水翼鱼雷快艇，排水量为47.5吨，最高航速可达55节多。
第二次世界大战后，水翼艇的发展大致分为两个阶段：
20世纪50年代和60年代初。是水翼艇试制并投入批量生产阶段。这期间，水翼艇主要是作为内河高速客船，吨位由9吨发展到100吨，航速35节左右。60年代以后，水翼艇的发展方向是面向海洋。面向军用，水翼艇的吨位已达320吨。
20世纪80年代以来，虽然水翼艇的吨位没有明显增长，但其航速已达40～60节。有的国家还在研制80节的水翼艇。随着电子技术、自动控制技术的发展，耐腐蚀的轻型艇体材料的出现。以及大马力轻型动力设备——燃气轮机的诞生，都为水翼艇的发展开辟了广阔的前景。
几何特征与平面形状
水翼的特性与翼板的几何特征的关系很大。一般把翼板的几何特征作为水翼的主要几何要素，这些要素主要指水翼的弦长、展长和展弦比、平面形状、前视形状、翼剖面形状等。
水翼的平面形状有矩形、后掠形、菱形和两端加宽形等。翼剖面形状有平凸弓形、凹凸弓形、机翼形等。水翼的前视形状有V 形、梯形、平翼等。
结构形式
按作用原理和结构形式可分为全浸式、割划式、浅浸式、深浸式、阶梯式、分离式、后掠式水翼和无空泡、全空泡、过渡空泡、通气、供气、可收、可控水翼等，水翼多用高强度、重量轻的材料制造。
发展和限制
现今存在的水翼艇大多不超过1000吨，并以近海航行为主。跟其他的高速舰艇技术相比，水翼艇（主要是全浸型）的主要优点是能够在较为恶劣的海情下航行，艇身的巅簸较少。而且高速航行时所产生的兴波较为少，对岸边的影响较低。缺点主要在制造大型的水翼艇、或进一步提高速度，目前还存有技术困难。水翼所能提供的浮力与长度成平方关系，但是艇的重量却与长度成立方的关系（平方／立方定律），故此制造更大型的水翼艇存在一定的难度。要进一步提高速度，水翼在高速下会产生气泡（空蚀，Cavitation）的问题亦需要解决。此外全浸式水翼的结构及控制较为复杂，亦令成本上涨。水翼船使用燃气引擎花费燃料较多亦是商业运作上的考虑之一。
水翼艇的主要优点是：
①高速航行时阻力低。水翼艇在翼航状态时，艇体被水翼托出水面，水下部件只有水翼、舵和轴系等。因此，水阻力大幅度降低，航速得以大幅度提高，现有的水翼艇最高速度可达70 kn。
②耐波性好。由于翼航状态时艇体被托离水面，波浪对水翼艇的扰动降低，故水翼艇在风浪中的摇荡运动减小，其耐波性得到较大的改善
③高速航行兴起的波浪小。由于翼航状态时仅有水翼、舵等部件处于水中，所以兴起的波浪很小。因此，水翼艇十分适合于内河航运，它可以大大地降低兴波对堤岸的破坏。
④物理场辐射性低。水翼艇在翼航状态时，由于艇体被托离水面，艇体的物理场辐射将会减弱，特别是声辐射将会大幅度降低。水翼艇的低物理场辐射特性有利于提高舰船的隐身性，降低遭水下攻击的危险。
⑤操纵性好。水翼艇在翼航时，利用襟翼和舵的联合作用，使艇体产生具有安全性的内倾回转，因而具有较好的回转性。
水翼艇的主要缺点是：艇体之下有水翼，不适用浅水航道；水翼宽往往大于船宽，靠泊码头不方便；为减轻主机重量常采用高速内燃机或燃气轮机，使用寿命短，对燃油要求高，经济性较差；由于水翼升力和结构强度的限制，难以大型化。
类型
水翼艇按水翼数量的多少，分为单水翼艇只有前水翼，又称翼滑艇)和双水翼艇(前后水翼)，单水翼艇部一般通过浅浸水翼支撑艇体，尾部为滑行面，双水翼艇则利用前、后两个水翼支撑艇体航行，双水翼艇可以实现翼航状态；按翼航时水翼是否穿越水面，分为割划式、全浸式；按水翼攻角可否调节，可分为自控和非自控(固定)两种。
水面割划式水翼在航行时有一部分露在水面之上，仅部分面积浸没在水中，它依靠改变水翼浸水状况来调节水翼升力，而不需要其他附属设备。因此结构简单，使用可靠。水面割划式水翼艇的优点是自稳性好，储备水翼面积大，进入翼航状态速度低等。它的缺点是对波浪扰动比较敏感，在波浪中不容易维持稳定的升力，不适宜在风浪较大的海域高速航行。
全浸式水翼艇的结构特点是水翼全部浸沉在水中，艇体由连接水翼的垂直支柱支撑。全浸式水翼艇按照水翼浸深的不同，可分为浅浸式和深浸式。水翼浸水深度小于水翼弦长的称为浅浸式，深于弦长的为深浸式。浅浸式水翼艇利用水翼浸水深度的变化来控制艇体的稳定，因为水翼浸水深度不大，当艇体发生倾斜时，一侧水翼可能被抬出水面，产生的升力减小；而浸水深度大的一侧水翼则产生比另一侧更大的升力，以这一方式所形成的回复力矩将倾斜的艇体扶正。割划式水翼的平衡原理与浅浸水翼大致相同，都是利用两侧水翼的升力差异产生的回复力矩来扶正艇体，浅浸式水翼艇和割划式水翼艇都具有自稳性，而深浸式水翼艇的水翼所产生的升力不会因为水翼浸水深度的改变而改变，这个特性使得深浸式水翼艇能在一定风浪条件下平稳高速航行时不具备自稳性的功能。深浸式水翼艇水翼升力的调节主要是通过自动控制系统控制水冀的攻角或调节水翼后缘襟翼的攻角等来实现，以此来维持深浸式水翼艇航行过程中的稳定。
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世界首款水翼艇问世速度堪比飞机
洛文尼亚飞行员兼工程师托马斯·佐尼（Tomaz Zore）制作出由飞机翼旋驱动的高速信天翁式水翼艇（wFoil Albatross）。这不仅是世界上第一艘能在近海面飞行的水翼艇，同时也是第一艘在市场上公开出售的高速水翼艇。
据佐尼描述，高速短尾信天翁式水翼艇行驶速度堪比WW1双翼飞机（First World War Biplanes），每小时可达到60英里（约96.5千米）。据了解，驱使它前进的机械装置并非普遍使用的水下推动器，而是飞机旋翼，因此行驶过程中受到的阻力非常小。值得一提的是，信天翁式水翼艇因其“低消耗、低二氧化碳排放量”而被誉为环境友好型水翼艇。
截至目前，高速信天翁式水翼艇已公开出售，价格高达20万英镑（约合人民币198万元）。
参考资料
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