在江河湖海上有很多船,你见过带“翅膀”的船吗?这种带“翅膀”的船就是水翼艇,它航行时,船身离开水面,像在水面上飞驶一样,显得十分矫健。水翼艇是怎样发明的呢?原来,这是人们为了提高船艇的速度而采取的一种新的设计。船在水中行,水的密度大,船的阻力就大,前进速度就快不了。于是人们想到设计一种让船体部分或全部离开水面的船。但怎样才能做到这一点呢?造船的工程师们从小孩在河边“打水漂”中得到了启示。

  小孩子“打水漂”就是用很薄的石片(或是碎瓦片),按接近与水面平行的角度,将石片用力投出去,使它擦着水面跳跃前进。如果石片薄,表面很光滑,角度好,用力大,石片就可以在水面上飘行几丈远。这一游戏说明了这样一个物理现象:有一定表面的物体,以一定的迎水角度和速度沿水面运动时,水就会产生一个支承物体的力,我们称它为水动力。“打水漂”时的石片就是依靠水动力支持而飘行的。根据这一道理,造船工程师们设计了一种船型:当这种船高速前进时,就像石片在水面上飘行一样,并把这种船称作滑行艇。滑行艇与一般的船不一样,它的底部比较平坦。当船前进时,由于艇底向前挤压水,从而使底部的水压力升高,形成水动力,水动力就把艇部分地托出水面。

  滑行艇虽有利于高速行驶,但也带来一些问题,如滑行艇的耐波性能差,不能在较大的风浪中航行。若在波浪中高速航行,船底与波浪相撞,艇底会受到波浪的巨大冲击力,不仅使艇体产生强烈的震动,影响以至破坏仪器设备的正常工作,有时也会引起艇体的破裂。能不能让艇体完全离开水面,使它跑得更快,而且不受波浪冲击呢?人们开始设想给船装上“翅膀”,使它像飞机一样飞起来。这样,水翼艇就在滑行艇的基础上产生了。

  有关水翼艇的设想,早在1869年就有人提出过。第一艘水翼艇是意大利发明家弗拉尼尼建造的,并于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。继弗拉尼尼之后,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英里的航行记录。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-10水翼鱼雷艇,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。如1966年美国建造了一艘“普朗维尤”号水翼反潜试验艇,长647米,宽123米,排水量为320吨,最大航速达62节,持续航速为50节。此艇是自控全浸式水翼,水翼能旋转上翻到甲板上。船体材料是铝合金,它是美国海军中最大的一艘水翼艇。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。