據美國“防務新聞”網站5月11日消息，波音子公司極光飛行科學公司（AuroraFlight Sciences）關于“自由升降機”（LibertyLifter）水上飛機項目的原型機設計已經被美國軍方采納。

美國國防部在5月9日與該公司簽署了一份價值830萬美元的研發合同，用于推進該項目研發。

極光飛行科學公司推出的“自由升降機”概念圖

“防務新聞”稱，“自由升降機”水上飛機項目由美國國防預先研究計劃局（DARPA）主導，最初的項目目標是研發一款與C-17體型大小相當的水上飛機。但經研究，DARPA最後將技術指標下降至與C-130H大小相當。根據其2025財年預算文件中的估算，如果“自由升降機”項目能夠實施，未來最終的服役規模有望達到目前C-17運輸機機隊的級別，也就是200余架。

C-17“環球霸王”運輸機

C-130H運輸機

C-17運輸機翼展51.5米、機身長約53米、高度約16.7米、最大載重量77.5噸。

C-130H翼展約40米、機身長約29.5米、最大載重量約20噸。

上述兩組數據可以讓我們直觀感受到“自由升降機”水上飛機的設計指標。

根據DARPA提出的設計要求，“自由升降機”水上飛機應兼具兩棲登陸船、水上飛機以及地效飛行器這三種載具的能力，並能夠執行人員和裝備的運輸任務。

DARPA還要求“自由升降機”水上飛機能夠在4級海況（浪高1.25～2.5米）下完成起降作業，並在5級海況（浪高2.5～4.0米）下正常運營。

通用原子公司的設計概念圖

2023年2月，DARPA曾表示“自由升降機”原型機設計將由極光飛行科學公司與通用原子公司開展競標。

而爲滿足DARPA的多方面要求，通用原子公司迅速提出了一種較爲前衛的設計方案：雙機身、中單翼布局。

現在的主流固定翼飛機大多采取單翼布局，單翼布局根據機翼位置，又可分爲上單翼、中單翼、下單翼三種。中單翼指機翼安裝在機身中部的設計，這種布局在大型飛機中使用較少。

大型水上飛機采用中單翼設計，會讓機翼承受更多的海浪撞擊，對機身強度提出了更高的要求。爲此，12台渦輪螺旋槳發動機全部被設計在了機翼後上方，呈分散布置。顯然，這也是爲了配合中單翼設計，減少發動機受海浪侵蝕的情況。

此外，該設計中另一個缺點是中單翼需要貫穿機身，這會侵占機艙空間，降低飛機的運載能力。

通用原子公司設計方案投送兩棲裝甲車概念圖。

也就是說，雖然通用原子公司的設計能達到更高的飛行性能，但需以犧牲運力爲代價，同時對飛機的設計和制造水平提出了更高的要求。

這或許就是DARPA最終放棄通用原子公司方案的最重要原因，因爲DARPA“自由升降機”原型機項目的負責人曾在一份聲明中表示：“通用原子公司的設計難以實現其誇張的技術指標。”

而從這則聲明也可以發現，美軍對于這一新型水上飛機項目寄予厚望，希望其盡快量産並具備作戰能力。這也是采用傳統方案的極光飛行科學公司最終能勝出的原因。

極光飛行科學公司“自由升降機”投送兩棲裝甲車概念圖

據“防務新聞”報道，極光飛行科學公司的方案更接近傳統的水上飛機，采用單機身、上單翼、梯形尾翼，8台螺旋槳發動機懸吊在機翼下方。

此外，極光飛行科學作爲波音子公司，能夠更輕易地獲得波音研發和制造大飛機的經驗，這意味著制造這樣一款常規布局的水上飛機，難度將大幅降低。

DARPA預計，到2025年極光飛行科學有望拿出完整的設計方案並開展初步設計審查；如果設計審查成功，該公司將繼續完善設計並開始建造“自由升降機”原型機。

DARPA早期對地效飛行器的想象圖

綜合DARPA此前對各種水上運載器具的探索，目前“自由升降機”水上飛機項目的原型機設計通過，對于DARPA而言其實是一項折中的選擇。

2021年，DARPA曾宣布將研制運載能力超過100噸的重型遠程地效飛行器，但由于技術難度較大，後來不得不降低標准轉而研發水上飛機。不過DARPA並沒有完全放棄早期的要求，要求新型的水上飛機要在傳統水上飛機的基礎上進行的改進，同時具備部分地效飛行器的能力。

地效飛行器即能夠借助“地面效應”低空掠海飛行的航空器。一般來說，其所需的飛行高度不超過機翼長度，這時飛機阻力會大幅度降低，升力顯著提升，機身仿佛被氣流拖起來能夠貼著水面滑行。

這種飛行器具有速度快、低空突防能力強、運輸效率高等多種優勢。

蘇聯時期的地效飛行器“裏海怪物”

但囿于人類目前的工程能力，地效飛行器研發難度更大，需要兼顧水中和空中的兩種氣動性能，同時對于機身強度、控制升力、轉向，以及海面上數字化定位有著更高的要求。

20世紀60到70年代，蘇聯曾研發出“裏海怪物”地效飛行器，但實際運行中故障很多，而且無法完全克服地面效應受限的難題，最終只造了2架。

雖然DARPA對該項目寄予厚望，並給出了較高的預期服役數量。但水上飛機由于需要克服水面滑行、抗擊風浪、船型與機身的融合、水密隔艙的設計、起降阻力等多重難題，其研發和制造成本也將遠高于同體型的陸基飛機，未來其是否能達到C-17的服役規模，仍然有待觀望。

卡特琳娜PBY-2水上飛機

那麽，爲何美軍要在目前工程難度和研發制造成本較大的背景下，啓動對新一代大型水上飛機的研發項目呢？

在航空技術發展的早期階段，水上飛機憑借其能夠在水面上起降的獨特優勢，曾在偵察、反潛、救援和早期艦載機領域中發揮過重要作用。

如美國在二戰期間研發的卡特琳娜PBY-2水上飛機，就曾被大規模用于反潛偵察任務。但是隨著固定翼飛機技術的提升，除了在特定領域內，軍用水上飛機遭到了大範圍的淘汰，美軍也不例外。

美軍關島安德森空軍基地

但近年來，隨著遠程導彈、高超聲速武器的迅速發展，美軍認爲其在西太平洋和印度洋地區的大型軍事基地防禦能力不足，美國海空軍不約而同地推出了所謂“分布式殺傷”和“敏捷部署”作戰概念，要求增加分散、簡易的前沿基地，實現兵力和火力的靈活部署。同時美國海軍還強調後勤物資的精准保障以及提升快速救援能力，避免後勤物資遭到集中式毀滅性打擊。

“自由升降機”水上飛機項目正是爲了配合美海空軍一系列新戰略戰術而研發出的特種裝備，當美軍在印太地區的軍事基地遭受打擊的時候，水上飛機可快速運送物資，並開展遠海搜救等任務。