字面意義上的「飛船」,早已在中國軍隊中服役數十年,而且是海軍
飛機要克服重力在天空中飛行,需要通過機翼上下表面不同流動速度的空氣產生壓力差形成向上的升力。但就像人在空氣中快速揮動手掌很容易,而在水中則不僅費力而且速度也要慢得多;大型水上飛機同樣面臨水阻力遠高於空氣阻力、以及穩定性和抵抗遇浪等問題。
水上飛機的機身底部外形、結構,就是參照船舶的水動力設計概念而來;事實上這種飛機的整個機身在飛機設計中都被稱為「船身」,而且大量沿用了包括甲板線、舭線等船舶術語。與其說它是能起降在水上的飛機,不如說它是字面意義上的飛船。
由於要在水面上高速滑行,水上飛機船身的結構要求比常規飛機高很多:在極限氣象水文條件下、時速接近200km/h時仍然要能承受遇浪和著水的衝擊而不引起結構永久變形、破裂。在由於戰傷、與水面漂浮物、暗礁等碰撞引起結構破裂以後,仍然能保持較好的不沉性能。為此水上飛機採用了船底龍骨和水密隔艙等結構設計,全機分為多個水密艙,可以保證相鄰的2艙進水仍然不沉。艙與艙之間的水密隔框上設置可以承受一定壓力的水密門供飛行員等空勤人員通行。
如果說船底龍骨和水密隔艙在原理上都和正常船舶沒有區別的話,那麼水上飛機這種前低後高,而且中間通過一個台階(稱為斷階)形成不連續面的船底外形,就是水上飛機的獨有設計了。斷階前方的前船體部分是主滑行面,設計與高速快艇類似;水上飛機起飛時在發動機推動下不斷加速,水通過船底突出的分水體不斷被分流至兩側形成高速水流。它的外形對水面滑行過程中的阻力大小、姿態穩定特性,噴濺情況起到決定性的作用。
水上飛機底部中間明顯的斷階,則是針對起飛和降落做的優化設計。採用斷階後,前船體的主滑行面和高速水流被強行截斷,並在後方形成低壓區。經過針對性設計的低壓區有效的改善了水上飛機的水動力與飛機重心、氣動力的互動效果,使飛機縱向的傾角變化隨著滑行速度變化規律起來,保證了起飛降落中的穩定。
斷階減阻
最重要的是,斷階這種在常規飛機上會造成明顯阻力損失而不可接受的設計,通過巧妙的引入氣動力干擾水動力,使水上飛機在起飛性能上獲得了明顯的提升。隨著速度增加,水阻力也越來越大,在水上飛機達到起飛臨界速度時,水阻力會形成一個巨大的峰值。斷階設計形成的低壓區,在水轟五不斷接近起飛臨界速度、機翼升力大幅度增加使機身吃水深度減小時,會從斷階兩側不斷吸入空氣並逐漸形成空氣墊隔絕高速水流對後船體的沖刷,極大幅度的減小了起飛時阻力。
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