20 英尺外的怪物。

1967 年夏天，一群情报分析员聚集在华盛顿特区外的国防情报局“绿色房间”，对一张奇怪的间谍卫星图像感到困惑。图像显示，一架巨型机器比任何已知的飞机都大，机翼看起来太短，无法飞行，它停在里海旁小城卡斯皮斯克的围栏内。“天哪，那是个怪物，”一位陆军上校说道。“是的，”另一位说道，“尼斯湖水怪。”有人补充道：“不，是里海。这是里海水怪。”

但它到底是什么？它是如何工作的？苏联人打算用它做什么？在接下来的十年里，答案逐渐浮出水面：它是一种地效飞行器，一种利用空气动力学现象（称为地面效应）在水面上高速运送大量有效载荷的新型飞行器。它是由苏联总理尼基塔·赫鲁晓夫的朋友罗斯季斯拉夫·阿列克谢耶夫发明的。当时它的效果并不好。如果美国间谍能想到它的实际用途，苏联军方会很感激他们的建议，因为莫斯科政客们渴望找到一个既有关系又有作战需求的项目，他们一心想把它强加给军队。

冷战结束后，我问过一位俄罗斯航天工程师，他对“怪兽”及其后代有何看法，当时五角大楼正在对它们进行深入研究。“浪费钱，”他抱怨道。“每次它不成功，（设计师告诉莫斯科）只要它再大一点就会成功。他们为此赚了钱。”

但他们可能走在了正确的道路上。如今，波音公司的工程师们正在设计一种货机，它和里海怪兽一样，可以像大型海鸟一样在水面上滑行。它之所以被称为鹈鹕，是因为它采用了与里海怪兽相同的“翼贴地效应”（WIG），几乎毫不费力地在水面上滑行。当应用于人造飞行器时，WIG 空气动力学代表了长期以来航空规则的一个关键例外——高度等于效率。大多数远程飞机都是高空喷气式飞机，因为在低空的浓密空气中飞行通常需要更多的燃料。但是如果你非常接近地面——大约 50 英尺或更低，就像 WIG 飞行器一样——飞机速度产生的气垫有助于在飞行中支撑它，因此飞机的巡航效率甚至比高空喷气式飞机更高。波音公司正在开发的地效翼飞机比里海怪兽更大：它的翼展大约相当于国会大厦正面的宽度。波音公司的工程师们认为，巨大的机翼将为下方的空气提供更多机会轻轻地升起和推动飞行器，使其能够以每小时 300 英里的速度在水面上滑行 20 英尺。

一架重量相当于七架满载的波音 747 飞机的飞机，还能像水虫一样在海面上滑行，使飞行距离增加一倍，这种想法听起来似乎有些牵强。但是，波音公司秘密智库幻影工程公司的工程师们已经开始设计这种庞大的机器，因为五角大楼面临着一个重大问题，过去 40 年来，这个问题让许多不那么疯狂的努力都失败了。这个问题就是机动性。美国陆军是一支强大的力量，但是它规模太大，装备也太多，无法以适合快速扩大的冲突的速度前进。对于运输陆军装备来说，船速很慢，飞机又太小——一个师可能有 300 多辆 70 吨重的艾布拉姆斯坦克。即使是巨大的 C-5 银河运输机也只能运载两辆艾布拉姆斯坦克，而整个空军只有 126 架 C-5。

国防转型最终将导致陆军规模更小、机动性更强。但五角大楼的目标是以比现在更快的速度调动这支部队，在 96 小时内将一个完整的旅（3,000 人和 8,000 吨装备）部署到世界各地的地面。约翰·斯科鲁帕是一名退役空军上校，目前担任波音公司先进空运和加油机部门战略发展办公室主任，他在担任空中机动司令部战斗实验室指挥官期间就曾应对过这一挑战。“我们很清楚，我们的空运能力从来都不够。当我们考虑全球覆盖范围”——空运人员将部队部署到地面的行话——“空中桥梁需要大量出动才能调动任何规模的部队。”

2000 年初，当时在波音公司任职的斯科鲁帕将此事提交给了幻影工程的资深设计师布莱恩·罗登，后者开始与工程师扎卡里·霍辛顿一起研究这个问题。他们知道陆军正在考虑飞艇和飞艇-飞机混合体，以运载数百万磅的有效载荷。罗登扩大了斯科鲁帕的问题范围，并研究了多种解决陆军问题的方案，从新一代速度更快的小型商用飞机到飞艇，再到大型传统喷气式飞机，如四倍大小的 C-5。速度的价值总是使飞机胜过飞艇，甚至是最快的海军舰艇，但将飞机的载荷扩大到数百万磅并不容易，而且成本可能甚至超过五角大楼的承受能力。

但是，地效飞行器（一种具有短翼和喷气助推起飞的特殊地效飞行器）似乎具有一些潜力，并且成本会大大降低（如果这一概念能够实现的话）。苏联解体后，地效飞行器引起了美国的极大兴趣。1993 年，美国国防高级研究计划局调查了苏联人的研究成果。波音公司的研究证实了 DARPA 以及几位俄罗斯人的结论，即只有非常大的地效飞行器才有意义，但接近的苏联飞行器也存在一些固有问题，主要与其巨大的重量有关。重达 500 吨的原型机 KM 于 1966 年完成，有 10 台喷气发动机，两台在尾部，八台安装在前翼。10 台发动机非常耗油，飞机必须达到 210 英里/小时的速度才能升空。加强型机身（必须承受海浪的冲击）大大增加了重量并减少了有效载荷。但据国防情报局前分析师斯蒂芬·胡克 (Stephan Hooker) 称，尽管存在这些弱点，俄罗斯的成就仍然令人印象深刻。胡克是 1967 年那天在绿色房间的人员之一。这架飞机的阻力比同等大小的飞机要小，而且俄罗斯人已经解决了许多稳定性和控制问题。

但苏联海军指挥官从未对该计划抱有热情。尽管制造原型机的中央水翼设计局又建造了两艘大型地效飞行器——一艘 140 吨的两栖登陆艇和一艘装备六枚反舰导弹的 400 吨车辆——但海军已经在建造用于两栖攻击的大型气垫船，并拥有轰炸机来袭击北约军舰。此外，地效飞行器缺乏作为运输工具使用的航程。海军从计划的 140 架舰队中接收了 5 架并用于试验，但没有一架投入使用。

波音公司的工程师们意识到地效飞行器这一漫长而痛苦的历史以及其固有的诸多挑战，于是他们重新启用了这一概念，并做了一个关键的调整。他们设计的飞行器是陆基飞机和苏联地效飞行器的混合体。它利用了地效飞行器的效果，但可以像飞机一样在地形上飞行并降落在机场。它不需要地效飞行器厚重的船体，也不需要额外的动力来将自己从水中拉出来。它变成了鹈鹕，与在加州海岸线上空翱翔的鸟类一样拥有宽阔的下垂翅膀。

按照目前的设想，鹈鹕号飞机将能够以与其他大多数涡轮螺旋桨飞机相同的速度和高度（300 英里每小时，最高 20,000 英尺）飞行（涡轮螺旋桨飞机是喷气发动机与螺旋桨相连，在鹈鹕号飞机的速度下，这种发动机比标准喷气发动机效率更高）。不同之处在于，鹈鹕号飞机在贴着水面飞行并利用地面效应时，可以覆盖更大的航程。地面效应由两个因素造成。机翼使飞机升力上升，因为机翼下方的气压高于上方的气压，这是机翼形状和向前运动的结果。在机翼的侧翼尖端，下方的高压空气流向上表面。这就产生了涡流，即旋转的气流，会使机翼失去升力。但是，如果飞机飞得非常靠近水面，涡流就没有空间正常形成，涡流就会变弱。地面效应的第二个因素是“冲压压力”。机翼下方的高压空气无法像在高海拔地区那样向下逸出，因此在机翼下方会形成一个滞留气垫。与高海拔地区相比，处于地面效应的飞机可以以更少的功率飞行，消耗更少的燃料。

两个数字决定了地面效应的强度：飞机的翼展和飞行高度。产生的气动支撑（或航空术语中的效益）与翼展除以高度成正比。增加的气动支撑是鹈鹕号和俄罗斯地效飞行器之间的巨大差异之一。“这是翼展的函数，”罗登说，“这就是为什么非常大的地效飞行器是有意义的。”鹈鹕号翼展 500 英尺，在 100 英尺的高度会获得“轻微的优势”。“它在 50 英尺的高度上升。在 20 英尺的高度，它真的很棒。如果我们能在 10 英尺的高度飞行，我们会这样做。”

如果建造成功，波音公司的鹈鹕号将由四对 80,000 马力的涡轮发动机驱动，其尺寸与当今大型船舶上使用的燃气涡轮发动机相似。这些发动机将带动四对 50 英尺、八叶、反向旋转的螺旋桨，其尺寸是历史上任何螺旋桨的两倍多。货舱将不加压，这将使飞机的建造变得容易得多——尽管它体积庞大。

驾驶鹈鹕号飞机比驾驶传统飞机要复杂一些。飞行前，机组人员和任务规划人员将使用雷达和卫星照片检查途中的天气情况，以便利用顺风和避开风暴。如果直线航线横跨大陆，机组人员可以决定是绕行还是跳过。即使海浪汹涌，工程师们也相信飞机大多数时候都能在极低的高度巡航。“我们从小在电视上看《海上胜利号》或在电影里看《完美风暴》 ，我们自然而然地就看到了大海的汹涌和狂暴，”罗登说。“但大多数时候它相对平静、安详和平静。”

但前国防情报局分析师胡克认为，即使在平静的海面上，鹈鹕运兵车也难以操控。他警告说，“在自由空气中飞行越不顺畅，它在地面效应下就越好，反之亦然。”这意味着波音公司选择长而薄的翼展而不是短而粗的翼展，可能会让鹈鹕运兵车极难控制，让它在飞行过程中感觉不稳定、起伏不定。他解释说，从地效飞行器中可以学到的一点是，机翼下的涡流就像弹簧一样，在飞机和地面之间产生阻力。在短小的地效飞行器机翼上，涡流就像赛车一样是一个硬弹簧。长翼地效飞行器就像卡迪拉克一样漂浮，使控制更加复杂。

但波音公司预计，飞机将进行一些复杂的操控，因此控制将高度自动化；没有人会手动驾驶这架时速 300 英里、高度 50 英尺的庞然大物。高分辨率雷达将扫描前方海域是否有船只，自动控制系统将转向避开船只或将这架大型飞机抬到船只上方。在地面上，挑战将是驾驶这架鹈鹕号飞机——机身下方有 76 个像蜈蚣一样排列的轮子——绕过专为比它小一半的飞机设计的滑行道。

胡克将密切关注波音公司继续在这一领域的调查。他领导了一项大型地效飞行器的设计研究，其中包括研究几千吨重的飞行器是否可以使用传统机场。“这不是跑道的问题，”他说。“大多数机场都位于高水位，滑行道和停机坪都建在圆形砾石上。”他说，一辆巨型飞行器会引发一道长而平缓的地震波。“首先，航站楼的厕所会出现裂缝，几个月后，东西就开始倒塌了。”

鹈鹕号会飞起来吗？还是会加入航空史书中众多短篇章中的地效飞行器概念？幸运的是，鹈鹕号不需要在结构或推进等基本技术上取得任何突破。工程师们表示，下一步将是一个为期三年的计划，建造和测试一架缩小版的鹈鹕号。这不会是一架小型飞机——它需要足够大才能在平静的水面上探索地面效应——但它将是一架使用现成技术的简单飞机。如果陆军的机动性研究表明鹈鹕号可能有用，那么工作可能会在今年年底或 2004 年初开始。

但五角大楼可能不是最大的市场。波音团队的商用飞机同事曾与商业货运运营商非正式地讨论过鹈鹕号。这架飞机的有效载荷是目前任何飞机的 10 倍——多达 180 个标准的 8×8×20 英尺集装箱——而且比轮船快 10 倍。与轮船不同，它可以直接在主要城市之间运送货物，无需海陆转运。建立一支庞大的海上飞行集装箱船队的想法可能看起来很离奇，但在当时，大众市场的航空旅行、隐形飞机和卫星电视也是如此。最终，地面效应飞行可能不仅仅是鸟类的专利。

**Bill Sweetman 是《大众科学》的特约编辑。
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**回顾：“飞行木材场”
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霍华德·休斯建造了一座主要由桦木构成的庞然大物。

1947 年 12 月， 《大众科学》报道称，H-4-an 飞机重约 30 万磅，
翼展 320 英尺的这架飞机在洛杉矶港上空飞行了大约一英里。批评者曾嘲笑这架名为“云杉鹅”的飞机永远无法起飞，因此这一刻对于这架飞机的设计师兼飞行员、古怪的百万富翁霍华德·休斯来说是一个胜利。但这一刻不会重演。

和鹈鹕号一样，H-4 也用于远距离运送部队和武器。休斯的合伙人、造船商亨利·凯泽在二战期间提出了这个想法，当时纳粹 U 型潜艇正在袭击海军运输船。由于铝材定量供应，凯泽和休斯用木材（主要是桦木，而不是云杉）建造了这架庞然大物。战后，政府对 H-4 的支持开始减弱：一位参议员称其为“飞行的木材场”。尽管如此，休斯还是坚持了下来（那时他和凯泽已经分道扬镳），为该项目投资了数百万美元。然而，在 1947 年云杉鹅首次亮相后不久，政府资金枯竭，它立即成为一件遗物，再也没有飞过。今天，它陈列在俄勒冈州麦克明维尔的常青航空博物馆。-格雷格·莫恩