地面效應（Ground effect）亦稱為翼地效應或翼面效應，指交通載具的起升力裝置在接近地面工作時，接受由地面產生的氣動力效果。當運動的飛行器距地面（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。大量風洞試驗證明，當機翼距地面高度為翼展15%時，翼地效應最明顯，能使翼尖渦流減小，使經過機翼的氣流基本與地平線平行，一旦氣流與海平面平行，原來的誘導阻力就會變成升力，此時升阻比會提高約30%，這就是地效應的作用。
在20世紀20年代，飛行員們就已經直接通過飛行經驗了解地面效應了。1934年，美國國家航空咨詢委員會（NACA）的一份技術報告“Technical Memorandum 771”就指出了地面效應對飛行器起飛和降落的影響。一些飛行員甚至故意借用地面效應戰術省油低飛。比如，1930年德國巨型飛艇Dornier DO-X在飛躍大西洋時就利用了地面效應。
地面效應在飛機即將墜機時，可以挽救飛機和乘客，還可以在飛行器起飛時，讓飛機容易升空，看起來很有益。經常開車的人都知道，小轎車在高速行駛時會“打飄”，好像被某種力量向上托著一樣。這就是地面效應對小轎車的影響。而更快速掠地飛行的飛機，地面對它的影響更大。其實所有貼地或貼看水面高速行駛的機、車都會受到地面效應的影響。但是，對于沒有經驗的飛行員來說，地面效應未必是福，它反而是導致空難的一大原因。科學家一直想利用地面效應來設計貼近地面（水面）行駛的車輛、艦船或飛機，這可以大大提高速度，減少耗能。其中地效飛行器就是個例子，它是一種利用地面效應提供支撐力而飛行的動載工具。
定義
地面效應是交通載具在非常接近地面運行時出現的一種性能升高的狀態。
簡史
在20世紀20年代，飛行員們就已經通過一手的飛行經驗了解地面效應了。在1926年美國國家航空咨詢委員會（NACA）就在第265號報告中指出，地效飛行器飛行器的另一大技術難點在于，一旦飛離地面或水面，地效飛行器很容易昂頭，也就是縱向穩定性比較差（longitudinal instability）。這個問題直到現在還在困擾著研發人員們。1934年，美國國家航空咨詢委員會（NACA）的一份技術報告“Technical Memorandum 771”就指出了地面效應對飛機起飛和降落的影響。一些飛行員甚至故意借用地面效應戰術省油低飛。比如，1930年德國巨型飛艇Dornier DO-X在飛躍大西洋時就利用了地面效應。而在第二次世界大戰時，當飛機沒油或者引擎故障時，一些飛行員就會在海面低飛，借助地面效應讓飛機飛得持久一些。
20世紀60年代，蘇聯和德國都在積極研發利用地面效應的飛行器——地效飛行器。1967年，當前蘇聯研發的地效飛行器Ekranoplan的原型機出現在里海時，美國的情報部門受到震撼。當美國中央情報局（CIA）的分析師看到Ekranoplan的衛星照片時，搞不清楚它到底是船還是飛機，因為它的噸位和船一樣大，超過當時已知的任何飛機，但機翼又很小，而且還能高速飛行（最高速度為560–740千米/小時）。因此，他們給這種“元祖”地效飛行器取了個綽號——“里海怪物”（the Caspian Sea Monster）。
原理
飛行員根據自己的經驗肯定，著陸時由于地面的存在形成了使著陸速度減小的“空氣墊”。風洞試驗研究及理論研究都說明了此經驗。當飛機遠離地面，來流可“自由”沿機翼上、下翼面流向后方。當接近地面飛行時，由于受地面的“約束”，來流經上、下翼面后，氣流應與地面平行流動。機翼所構成的洗流角急劇地減小。因此，在地面上，誘導速度ω=0，洗流角ε=0，上下翼面氣流合成速度與地面平行。因為ε=C?/πλ，可知ε與機翼升力系數C?成正比，與幾何展弦比人成反比。因此，在同一個C?值下，近地面時ε的減小可以用一個大于λ的虛假展弦比λ?考慮之。λ的增大使誘阻系數C??急劇減小，使大迎角的阻力系數減小特別多λ?的經驗公式為：
式中，λ??為機翼有效展弦比；l為機翼翼展，h為飛機停機時25%平均氣動力弦那點至地面的距離。不同形狀和幾何參數的機翼的壓力分布試驗表明：在正迎角時，由于地面存在，使機翼上翼面前部的稀薄度增大，后部的稀薄度減小；使下翼面的壓力增大。二者匯合后，迎角不變的情況下接近地面的升力系數有相當大的提高，此種提高可能是下翼面的沖擊空氣產生的。然而，地面效應使負迎角的升力系數減小，這是由于近地面時下翼面負壓增大之故。因此，飛機宜在正迎角下工作，以便利用有利的地面效應。由附面層理論可知，分離現象與翼面的正壓力梯度有關。近地面使上翼面的正壓力梯度增大，故促使機翼提前發生分離，使其臨界迎角α及最大升力系數有所減小。如上所述，近地面時升力的增大及阻力的減小，必然使升阻比K值有較大的增加。由于近地面正迎角時，下翼面正壓力的增大沿弦長方向大致是一致的，故升力增量作用點接近于50%翼弦點，且通常位于氣動力中心之后，因而地面效應通常增大飛機的縱向穩定性。上述的近地面機翼氣動力特性的主要結論，對后掠翼及小展弦比三角機翼的飛機基本上也是正確的。經典理論認為，當距地面高度為一個翼展時地面效應消失。但對現代小展弦比的高速飛機，此高度要比一個翼展大得多。
適用條件
飛行器只能在貼近地面或水面的高度飛行，這個高度一般是在機翼長度的15%以內，在遇到障礙物時地效飛行器不能硬抗，通常只能繞過，很容易因為地面或水面的異常凸起而倒地不起。在飛行器升空并飛離地面效應區域時，會發生下列情形：1、飛行器需要增加迎角以維持相同的升力系數。2、飛行器的誘導阻力將增加，進而需要增加推力。3、飛行器發生上仰傾向，由于水平尾翼下洗流速度的增加將需要較小的升降舵控制行程。4、飛行器在離開地面效應區域時將遇到靜壓源壓力的降低，并且指示空速相應增加。
風洞試驗
固定地板法
把模型安放在風洞地板附近，用改變地板距模型高度的方法進行風洞試驗。但存在如下問題：
1、由于風洞地板本身產生附面層厚度，甚至出現分離而使模擬不正確，這使升力線斜率的誤差達30%。克服該誤差的辦法是：在風洞地板上實測附面層厚度，然后調整有效α來考慮位移厚度；另一種克服辦法是采用運動地板。按理論要求，地板運動應模擬飛機的實際情況。然而，由于皮帶運動速度一般在75%?125%變化，故仍然帶來不真實性。
2、如果地板與模型的組合在風洞中放置不適當，地板上下的阻塞不同，造成繞過地板有環量產生，結果使繞過模型的氣流成為非直勻流，實際上不能達到模型處氣流應為“自由流”的要求。克服該問題的辦法是在地板上下給出相同的面積或用其他方法調整阻塞，使其上下阻塞相同。
直接映像法
用恒同的模型倒安置在試驗用模型的反面，這類似于理論映像系統。這種方法的主要問題是要求試驗工程師必須準確無誤地對準真實的模型映像位置。
應用
地面效應在飛機即將墜機時，可以挽救飛機和乘客，還可以在飛機起飛時，讓飛機容易升空，看起來很有益。但是，對于沒有經驗的飛行員來說，地面效應未必是福，它反而是導致空難的一大原因。科學家一直想利用地面效應來設計貼近地面（水面）行駛的車輛、艦船或飛機，這可以大大提高速度，減少耗能。
地效飛行器
地效飛行器利用地面效應提供支撐力而飛行的動載工具。地效飛行器裝有固定機翼，能貼近地面（或水面）飛行。機翼下表面離地面很近，形成氣流的堵塞，使機翼升力增加，稱為地面效應。地效飛行器除了機翼、機身產生的升力外，在機翼與地面或水面之間還能產生一股向上的托力。這股托力能輕而易舉地托舉飛行器離開地面或水面。地效飛行器在飛行過程中受到的阻力比船在水中航行受到的阻力要小得多，因此其速度也快得多。當運動的飛行器貼近地面或水面飛行時，氣流流過機翼后會向后下方流動，這時地面或者水面將產生一股反作用力，當它在距離水面等于或小于1/2翼展的高度上飛行時，整個機體的上下壓力差增大，升力會陡然增加，阻力減小，阻擋飛行器機翼下墜。這種可以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物理現象，被科學家稱為地面效應，并由此開辟了地效飛行技術。
中國第一艘12座海洋地效翼船在南海海域進行各項飛行測試后，宣布試飛取得成功。該項技術填補了中國在地效翼船領域的空白。這艘由海南英格地效翼船制造有限公司制造生產的CYG－11型地效翼船，飛行高度1－4米，飛行速度達210公里／小時，核載人數12人，載重量為1200千克，百公里耗油28升。
優點
適航性強：載量大、隱形效果好、適航性優異，能貼近地面或海面、沙漠或沼澤表面飛行，可以利用雷達的盲區，悄無聲息地快速接近目標，用于突擊登陸，能夠輕易越過岸邊反登陸障礙物和地雷。巡航速高：地效飛行器由于只是近水，但是在水面以上的空間低空飛行，它的航速是普通艦艇的10倍甚至10倍以上，是氣墊船的3倍以上。普通艦艇的航速一般在30節左右，氣墊船為40-140節，地效飛機則高達100-320節。飛行時，它完全脫離水面，航速可與直升機媲美。如俄羅斯聯邦武裝力量裝備的“里海怪物”地效飛機，裝備10臺發動機，巡航高度10米，速度達400千米/小時，可搭載500名士兵進行低空飛行、水上滑行，越過沙丘、沼澤地等執行搜索潛艇、運送裝備等任務，可奔襲數千千米。安全抗浪：地效飛行器在距離水面1~6米的高度低空飛行，一旦出現緊急情況，可隨時在水面降落。在軍事上它可以利用對方探測雷達的盲區，對方很難發現，躲避對方艦載和防空火力的攻擊。小型機可抗浪1米左右，中型機可抗3米左右的浪，大型機對5米的浪也無需顧慮。在陸地上，它可以輕易飛越沙漠、沼澤、雪地，必要時還可飛到幾十米乃至上千米的高度。成本較低：售價約為同級飛機的50%~60%，比購買一架飛機或一艘軍艦的效費比低得多。另外，地效飛行器利用襟翼，能自如地倒退、懸停，以及垂直起降，在軍事上運用地效飛行器進行登陸、機降和反潛作戰，都將是十分有效的手段。
缺點
當要以比飛機輪船更高的運載效率運作時，需要盡量緊貼水面。地效飛行器可不是像水上飛機低速滑水的東西而是高速飛行的物體，一旦出現機翼機身碰水就很容易失控。所以稍高海況下，要保證安全就要飛高些。這就大大抵消了地效帶來的優勢。而且現代海運極其發達的情況下，近海區域航行著無數艦船，那些以幾十節航速航行的船只尚且經常相撞，一個幾百節速度的飛船就更加危險。地效飛行器在高速低高度飛行時機動性能很差（轉彎、爬升一旦做的過大就會導致失控），無法有效避開障礙物。蘇聯的地效飛行器試驗就出現過大量事故。現有技術條件下，機體壽命、結構廢重太大也抵消了優勢，地效飛行器重量遠比水上飛機大，這意味降落時的沖擊會比水上飛機大得多、受現有材料性能限制，造出真正使用壽命、維護費用達到經濟可行的地效飛行器還很難。因此目前投入民用的只有小型地效飛行器，蘇聯的那些巨大的地效飛行器搞了這么多年，看起來威猛，但實際上都是以巨額資金支撐起來的無底洞。
影響
可以距地面一個翼展的高度內發覺和測量到地面效應。無論如何，當飛行器（特別是下單翼飛機）以低空速在低高度保持恒定姿態飛行的時候，地面效應是最明顯的（例如，在飛行器升空并加速到爬升速度的起飛過程中，以及在接地之前的著陸拉平過程中）。當機翼受地面效應影響時，上洗流（上沖氣流）、下洗流（下沖氣流）和翼尖渦流都有所減弱。翼尖渦流減小的結果是誘導阻力也減小。當機翼在1/4翼展高度時，誘導阻力大約減少25%，當機翼在1/10翼展高度時，誘導阻力大約減少50%。在寄生阻力占主導的高速飛行過程中，誘導阻力占總阻力的一小部分。因此，在起飛和著陸期間地面效應的影響是更主要的考慮因素。
地面效應在飛機即將墜機時，可以挽救飛機和乘客，還可以在飛行器起飛時，讓飛機容易升空，看起來很有益。經常開車的人都知道，小轎車在高速行駛時會“打飄”，好像被某種力量向上托著一樣。這就是地面效應對小轎車的影響。而更快速掠地飛行的飛機，地面對它的影響更大。其實所有貼地或貼看水面高速行駛的機、車都會受到地面效應的影響。但是，對于沒有經驗的飛行員來說，地面效應未必是福，它反而是導致空難的一大原因。科學家一直想利用地面效應來設計貼近地面（水面）行駛的車輛、艦船或飛機，這可以大大提高速度，減少耗能。
類似現象
地面效應的一個反向“雙生子”卻早被用在了競技領域。飛機接近地面時會難以下降，實際上如果改變機翼的造型，卻可能出現被地面吸住情況。一些賽車底部凸起，形成了文丘里管，制造了一個低壓區（紅色）。當機翼下部是凸起的形狀，飛機就有可能被大地“吸住”。這是因為，這時凸面的機翼和地面之間形成了文丘里管，由于伯努利定律，此時機翼下方會出現一個低壓區。這個現象也叫“地面效應”（ground effect），并在20世紀70年代被F1賽車俱樂部發掘。
車輛在轉彎時要降低速度，不然很容易翻車。不過，如果車子能“吸”在地面上，轉彎時就不用減速了。能吸在地面上的賽車可以在過彎時撇下“抓地力”不強的對手，輕松實現彎道超車。20世紀70年代，路特斯汽車一級方程式錦標賽車隊就開始研發利用賽車下盤文丘里管的加速“皮膚”。從圖片中可以看到，蓮花78賽車底部是凸面，和地面形成了一個文丘里管，產生了一個低壓區，從而被吸在地面上。當文丘里管的氣密性被破壞，“抓地力”會突然松脫而導致車輛失控。比如在1982年的荷蘭大獎賽時，名車手瑞內?阿爾努（René Arnoux）的賽車失控摔向輪胎墻就是車輛底部的文丘里管失效引發的。因此在1983年，2012年世界一級方程式錦標賽管理機構（FISA）決定限制地面效應，規定各車隊的地盤必須要平，不得再使用“氪金皮膚”來使賽車得到地面效應。
參考資料 >
探秘地效應飛行器.中國社會科學網.2025-04-07
什么是地效飛行器?.中國經濟網.2025-03-29
地面打出隔空掌.百家號.2025-03-29
你沒發現飛機降落時很奇怪嗎？有人用這物理規律造出怪物飛機.澎湃新聞.2025-03-29
中國新型地效翼船在南海試飛 可避開雷達聲納.環球網.2025-04-07