地效效應亦稱為翼地效應 (Wing-In-Ground effect, WIG)、地面效應（Ground effect）或翼面效應 (Wing-In-Surface-Effect, WISE)，是一種使飛行器誘導阻力減小，同時能獲得比空中飛行更高升阻比的流體力學效應：當運動的飛行器掉到距地面（或水面）很近時，整個飛行器體的上下壓力差增大，升力會陡然增加。
基本介紹
- 中文名：地效效應
- 外文名：Wing-In-Ground effect
- 縮寫：WIG
- 別稱：翼面效應
套用範圍,影響,對航空機,對汽車,汽車外部流動,套用舉例,數值模擬,高度控制裝置,
套用範圍
前蘇聯和中國目前是利用這種效應研製翼地效應飛行器最先進的國家。
這種現象在飛機或是賽車產生的氣流被地面或水面影響時就會發生。
此種現象主要使用在兩個地方：
1.賽車利用特殊設計的車底來產生下向力來增加貼地性。如此一來車輪的摩擦力就會提高從而令賽車更有效率。
2.翼地效應機 (Wing-In-Ground Vehicle, Ground Effect Vehicle GEV)是一種利用翼地效應所產生的強大上揚力來飛行的特殊航空機。
影響
對航空機
因為在同樣的速度和推力下，近地飛行產生翼地效應時機體會有更大的上揚力。因此翼地效應能有效地提升近地飛行時飛機的燃料效率。不過因為一般飛機只有在起飛或降落時會這么近地，因此亦大部份飛機都只有這些時候能從翼地效應取得好處。 不過，翼地效應對於機師來說亦需要緊慎對應。在降落時，飛機會在最後幾尺因為獲得翼地效應的上揚力而突然上升(此情況被稱為"balloon")。如果不懂對應，飛機就會在減速時突然急速提升高度，亦其是降落速度其實非常接近失速速度，所以此時極易變成失速的狀態。而即使只是數十尺亦可能做成嚴重甚至致命的意外。如果跑道夠長的話，那么就能夠採用慢慢減速來對應翼地效應產生的"balloon"，另一個方法則是放棄直接降落，加速取回飛行的上揚力，繞圈回來再次降落。
翼地效應產生的原因在物理學上還有爭議，一般認為翼地效應是因為氣流在機翼和地面/水面成為了一個高壓氣墊而產生了更大的上揚力。但是風洞實驗卻同時得出數據，顯示高壓氣墊雖然存在，但是地面/水面主要作用為擾亂翼尖渦流。在沒有翼尖渦流的情況下，機翼的攻角能變得更為接近理論水平，從而使飛機更有效率。
對汽車
在賽車上，設計師並不想要上揚力而是需要下向力。利用氣流所產生的下向力，賽車在轉彎時的速度就能提升。(1970年代開始經常使用在汽車上面的擾流板等並非翼地效應使用例) 而要提升下向力，就需要使汽車和地面間的空氣壓力減少。而減少壓力的方法，利用伯努利定律我們可以知道，就是要使空氣加速。方法有二，首先是利用車底設計來使空氣導入窄小的車底管道，第二就是利用風扇強行加速空氣。現今2006年，有很多賽車的正式規則都禁止賽車設計利用翼地效應，包括一級方程式賽車。
汽車外部流動
地面效應是汽車空氣動力學研究的主要難點之一.在考慮汽車與地面相對運動的基礎上,利用壁面函式法計及移動地面對湍流流動的近壁效應影響,初步建立地面效應模型,然後通過求解採用K-( 紊流模型的Navier-Stokes方程組,對某沙漠車模型外部流場進行了數值模擬.結果表明,風阻係數隨離地間隙增加而變大,氣動升力係數隨離地間隙的變化而非單調變化.若不考慮汽車與地面的相對運動將使計算結果誤差較大,導致所得風阻係數偏小,升力係數偏大.計算結果與移動模型法的精確試驗結果一致,說明地面效應模型能夠正確反映地面對汽車外部流動的影響.
套用舉例
數值模擬
以簡化的轎車模型為研究對象，利用移動邊界條件進行地面效應的數值模擬，得到了轎車的氣動力數據。並與同樣條件下固定地面邊界條件數值模擬的壓力曲線進行了比較和分析，其數值模擬結果與實驗值的對比表明二者吻合較好。該模擬方法基本消除了固定邊界層對車身底部的影響，從而提高了地面效應數值模擬精度。
高度控制裝置
一種利用產生在機身，機翼和水面之間的地面效應在水面上方很低的高度飛行的地面效應有翼運載工具的高度控制裝置，包括在航行中始終與水面接觸的感測器，它將水面和機身之間的距離數據傳至運載工具的操縱系統；機械地連線感測器和運載工具和連線裝置；通過操縱系統控制的升降舵按照感測器發出的距離數據工作，使運載工具在保持水面和機身之間距離恆定的條件下飛行。感測器可設在水面上的漂浮體內，而機械連線裝置可以是伸縮臂或可反卷金屬線。
