气垫船

气垫船（英语：Hovercraft/Air cushion vehicle）^[1]，又称为腾空船，^[2]是一种特殊的水陆两栖船。^[5]

气垫船的起源要追溯到1716年，瑞典科学家伊曼纽尔·斯威登堡设计了一款可以悬停的飞行器，但是受限于当时的科技水平，他的这个设想无法实现。^[7][8][9]19世纪70年代，造船商约翰·艾萨克·索尼克罗夫特为气垫船早期设计提交了专利申请。^[10]1953年，克里斯托弗·科克雷尔创立了完整的周边射流气垫理论，并制造出世界上第一艘有人驾驶的周边射流全垫升气垫船SN-N1号。^[11]20世纪60年代气垫船逐渐发展到应用阶段，作为客船、反雷水艇、登陆艇等使用。^[12]

气垫船的结构通常采用航空器形式设计，主要包含围裙系统设计、推进和垫升效率等关键技术及参数设计。^[13]气垫船由船体结构、推进系统、垫升系统等部分组成，^[14]根据气垫船的船型特征分为全垫升气垫船和部分垫升气垫船等两大类船型，包含表面效应船、槽道气垫船等类别。^[15]气垫船具有高航速、一定越障能力等特征，在军事和民事等方面都得到广泛应用，如导弹发射平台、交通运输、救援等任务。^[3][5]其中，截止2019年，全球用于军事上的气垫船在3000艘~5000艘之间，10吨以下民用为主的气垫船全球超过20000艘。^[16]

随着气垫船技术的发展，以后气垫船会向模块化、智能化与无人化、坞载化、复合材料应用、新型空气螺旋桨及风机采用、数字孪生气垫船等方面发展。^[5]

气垫船的起源要追溯到1716年，瑞典科学家伊曼纽尔·斯威登堡（Emanuel Swedenborg）设计了一个可以悬停的飞行器，但是受限于当时的科技水平，他的这个设想无法实现。^[7][8][9]1870年，造船商约翰·艾萨克·索尼克罗夫特（John Isaac Thornycroft）为气垫船早期设计提交了专利申请，然而直到20世纪才出现了适用且强大的发动机。^[10]

1915年，奥地利的Dagobert Müller von Thomamühl（1880-1956）建造一艘"气垫船"（Luftkissengletboot）。这种飞行器只有在运动时才能将空气困在前部下方，以提供升力。此外，这艘船需要足够的水深才能运行，不能在陆地或其他表面上行驶。^[17]1917年，瑞典人 E ·司韦登堡曾绘制过一种靠送入空气来支撑 、离开水面运行的装置 ，但最终未能制作出来。^[11]

1927年, 苏联工程师列夫科夫通过研究气垫船的动力特性，制造出了箱体式结的小模型。^[11]1929年，福特公司的安德鲁·库赫（Andrew Kucher）开始试验一种名为Levapad的机器，这是一个通过中心孔吹入加压空气的金属盘，同时使用多个支撑轮来提供稳定的机器。由于它没有类似现代气垫船的气垫围裙，因此必须非常接近地面才能正常工作。^[18]1935年，苏联工程师列夫科夫（Levkov）就研制出了世界上的首艘气垫船L—1型，并在普列谢耶沃湖试验成功。两年后，他又成功建造了一艘定型为L一5的全金属气垫式军用快速鱼雷艇。^[19][9]

1950年，气垫船之父“英国电气工程师克里斯托弗·科克雷尔”提出了新的设计理念，他利用空的猫食罐头外套上空的咖啡罐和吹风机进行动力实验取得了成功。后续，他制作了长约0.5米的模型船在河里进行实体测试同样也取得了成功，获得专利权后科克雷尔加入了NEDC公司，并开始制造SRN1型气垫船，尺寸为长9.1米、宽7.3米。^[12]

1953年，克里斯托弗·科克雷尔创立了完整的周边射流气垫理论，并制造出世界上第一艘有人驾驶的周边射流全垫升气垫船SN-N1号。^[11]1958年，中国成功制造的铝制气垫试验艇。1959年，中国制造的铝制气垫船进行了长距离试航。同年7月25日，英国人克里斯托弗·科克雷尔制造的SRN1型气垫船成功地横穿英吉利海峡，用时2小时05分，成为世界上第一艘实际载人航行的气垫船。SRN1型气垫船的最高时速达到65节，是普通渡船速度的两倍，并展示了出色的航行稳定性、装载能力和全天候行驶能力。^[20][12][19]

20世纪60年代气垫船逐渐发展到应用阶段，1960年，英国工程师首次在SRN1气垫船的底部装配了一种专门的柔性密封装置，即"围裙"，用于包裹升力气流，形成高压气垫，这一创新使船体的高度得到了提升，使气垫船可以在水上和陆地上同时航行。^[20][12]

1960年初开始，英国海军成立了气垫船试验分队，对不同类型的气垫船进行了一系列作战环境试验，包括扫雷、两栖登陆、导弹发射和反潜等任务，并从中选出适用的船型。1961年5月，英国宣布气垫船可用于民用客船、渡船，以及军用的登陆艇、反水雷艇和快艇。1963年，英国在建造SRN2型气垫船时引入了气囊结构，显著提高了"围裙"的高度和抵御波浪冲击的性能。1964年，英美等国在气垫船的"围裙"连接方式、飞升、推进和操纵装置等方面都进行了重大改进。^[12]

1965年-1966年间，中国成功研制了两艘全垫升气垫船和一艘侧壁气垫船，这些船的性能都得到了成功验证。^[21][22]1967年，英国在SRN3型气垫船上采用了囊指型的"围裙"，这一创新提高了气垫船的耐波性和适航性，为气垫船朝着大型和军用方向发展创造了条件。随后的1968年，英国气垫船公司（BHC）成功建造了一艘重达180吨的大型高速客运气垫渡船，这一研发成功表明气垫船在民用领域也具有潜力。^[12]

20世纪70年代至80年代，气垫船开始被用于登陆运载平台。^[12]中国在70年代研制了全垫升气垫交通艇、喷水推进侧壁气垫船、侧壁气垫交通艇以及气垫登陆试验艇等多型气垫船。80年代先后研制出150至450客位的双体气垫客船和721型双体气垫交通艇等。^[21][22][11]

1985年，苏联海军建造了世界上第一艘用作导弹护卫舰的侧壁式气垫船，名为"海狮"号。^[23][6]

同时，自20世纪80年代以来，气垫船的研制进入工程化和商用化的实用发展阶段。在这个阶段，成功研制了一系列实用化气垫船舶产品，并取得了技术成熟。气垫力学和围裙动力学取得不小的研究进展。主尺度参数的优化设计，降低了垫升功率、提高了装载能力。此外，船体结构、动力装置、内装和噪声控制等方面也得到了改进。还编制了气垫船的设计规范和指导文件，创建了气垫技术试验室，积累和完善了气垫船模型试验技术。^[21][22]

气垫船的结构通常采用航空器形式设计，^[5]装有围裙、供气气道、垫升风机、发动机、空气螺旋桨、装载大舱、艏shǒu跳板、浮箱等部件，主要由船体结构、推进系统、垫升系统等组成。其中，推进系统和垫升系统是气垫船的动力系统。^[14]

气垫船的船体一般是扁平的盒形浮箱结构，根据不同船型可分为闭式盒形或上盖敞开的盒形。其中，内河气垫船船体采用铝合金薄板铆接或焊接的工艺制造，海用气垫船的主船体使用焊接工艺，上层建筑是铝合金铆接或复合材料。通常主船体的浮箱由薄铝板制成，设计成内凹型船底形式，以起到缓冲船底的拍击和垫升时水面及沼泽淤泥时的吸咐力和常规着陆垫的作用。主船体的四周下方和船底会被柔性围裙包围 ，这样在垫态航行时，高压气垫可以缓冲波浪对船体的拍击。另外，船体的浮箱水密舱室可采用分隔划分的方式来避免船登入滩岸时破损的风险。^[5]

推进系统是提供气垫船向前行驶的推进劝力，主要装置包括动力装置、导管空气螺旋浆、进气滤清装置、传动轴系等装置。其中，燃气轮机负责提供推进力以推动气垫船前进；传动轴系负责将燃气轮机的能量传递给空气螺旋桨、垫升风机等其他部件。^[14]

气垫船使用航空器的概念，一般中、大型军用气垫船是燃气轮机，因柴油机经济性好、油耗率低，所以在民用船舶动力装置中柴油机占比较大。通常采用低油耗的全风冷或带冷却水箱的中型风冷柴油机为主动力装置，将垫升系统和推进动力系统单独设立，利用离合器、高弹性联轴节与齿形皮带传动等方法来确保运行。^[5]

气垫船是一种特殊的水陆两栖船，它使用的空气螺旋桨属于推进系统中的特种设备，^[5]其作用是将动力转化为推进力，用于前进。^[14]最初设计来源于飞机旋桨技术的转化，这类没有导管、叶片的末端无推力及叶片相对较窄的螺旋桨使气垫船的有效推力受限、推进效率较低。为了实现垫态高速航行，通常使用宽浆叶、高升力系数的新翼型来克服低速时的最大阻力，使用导管整流装置来为浆叶前的流速提供额外的推力。对于高功率负载的螺旋桨，可以在叶片后面添加整流支臂，以回收浆叶后的旋转动能，从而提高整个导管空气螺旋桨的推力和效率。^[24]

气垫船在起飞和登陆过程中，“围裙”底部的气垫泄流会导致船附近的空气中海盐气溶胶的浓度或登滩时产生大量沙尘，燃气轮机在此情况下容易引起燃气轮机性能降低和使用寿命减少。因此，气垫船会设计专用进气稳压泵，通过多级清洁装置，如惯性级、网垫级等，将盐和沙尘的浓度降低到适当的水平。整个进气滤清装置的运行作用就是过滤进入燃气轮机的空气，以确保引擎正常运行。^[14][24]

垫升系统为气垫船提供垫升动力，它是在气道与围裙的作用下产生向上升力，从而使气垫船可以在海面上悬浮且快中速行驶，主要装置包括垫升风机、围裙系统等。^[14]

气垫船之所以能够悬浮在水面上航行，关键在于在船体和水面之间形成了一层空气垫，而这一空气垫是由垫升风机产生足够强大的气流压力而形成的。气垫船上的垫升风机布置在舷侧、艉wěi部或四个边角处，一般设有刚性气道与柔性气道用来保持复杂地形时气垫船从着陆到垫升过程中的平稳，^[5]常用的垫升风机类型包括离心式、轴流式和混流式。^[24]

离心式垫升风机是早期采用的一种类型，没有蜗壳^[注1]，属于卧式离心式风机，它是通过高速旋转产生的离心力将吸入的空气压缩并排出，如LCAC气垫登陆艇上使用的就是离心式风机；轴流式风机是风筒立式布置，它是通过旋转叶片产生叶背的吸力和叶面的压力，将空气吸入并增压后排出，通常还配有整流静叶用来回收动叶后的旋转动能，风机出口处装有前置导叶来调节风机性能，如俄罗斯气垫船上使用的是轴流式风机。混流式垫升风机是另一种选择，适用于需要大流量但不能有多个离心式风机串联供气的情况。混流式风机的叶轮是三维机翼型，不同于简单的二维机翼型。其进口部分类似轴流式风机，而出口部分则更像离心式风机。这种风机具有介于轴流式和离心式之间的性能特点，常用于中小型民用气垫船。^[24]

围裙是全垫升气垫船的特有系统，箱体的周围配备了围裙以形成柔性气垫，其作用使气垫船具备了随波浪变形的能力、越过垂直障碍的能力等，实现了水陆两栖性。^[5]根据结构的不同，气垫围裙可以分为三种类型：英国BHC公司的袋指状围裙、HDL公司的环扇式围裙和法国Bertin公司的独立气囊式围裙。袋指状围裙由袋形涂覆织物和指形密封件构成；环扇式结构由环状涂覆织物和扇形密封体组成；独立气囊围裙是由许多独立的气囊组成。它们的工作原理是通过将空气泵入到四周装配的围裙结构中，形成高压气垫以托起船体，将船体与水面或地面隔离使其浮在水面或陆地上。^[6]

通常，制造气垫船围裙的材料包括尼龙和聚酯zhǐ织物，而密封件采用天然橡胶或氯丁橡胶，这些材料随着环境的差别呈现出不同的损耗情况，如在硬质地面上搬运重载的气垫船会导致涂胶层的磨损。因此，不同环境对其要求也有一定区别，如水面上使用时吸水性是关键因素；寒带地区的使用时要求有良好的耐低温性能等。^[6]

电力系统的作用是为气垫船的全部设备提供连续、安全和可靠的电力，保持船上设备的正常运行，主要包括供电系统、配电系统、照明系统、驾控系统等，其中发电机组、主配电板、航行信号灯等为重要装置。^[5]

发电机组是气垫船上的重要交流电源，其作用是通过主配电板为全船设备提供用电。通常使用以风冷柴油发电的机组为主，但也有小型气垫船采用轴带发电机的供电形式。^[5]

气垫船的驾驶控制台就是一个综合操作部位，包括航行操纵、航行指挥管理和航行保障。操纵面有空气舵、侧风门、艏部失量喷管、电动侧推风扇等；操纵方式有单个操纵手柄（上面带多个功能按钮）、操纵杆、双杆差动操纵等；操舵传动方式有液压传动、电传控制电动-液压伺服舵机等方式。^[5]因为气垫船与常规排水型船和飞机不同，它在使用中容易从稀薄的空气进入到密实的水中，使得气垫船的受载情况剧烈变化，因此气垫船的驾驶员需要注意力高度集中及丰富的经验，才能熟练驾驭气垫船。另外，鉴于全垫升气垫船的复杂操控特性，美国开发了LCAC气垫登陆艇全任务训练模拟器和自动驾控系统，训练模拟器包括六自由度运动模拟系统，广角球形显示屏、前台体地板结构等模块；自动驾控系统作用是减轻驾驶员的负担和通过仿真试验改进系统性。中国在此基础上也研发出气垫船防真试验平台。^[25]

船舶系统的作用是在为各系统提供服务，同时还需要及时给出燃油调驳、液压传动、空调及全船通风的辅助决策，通常包括燃油压载调驳、通风及空调系统、消防灭火系统等。其中，燃油压载调驳系统是动态平衡大师，通常船的中部左侧设置了一个供给主机燃油的中油舱，船体浮箱四周相互连通的燃油箱是通过燃油调驳系统来完成垫升的调整，以利于航行中气垫船的纵向、横向倾斜等操纵及降低航行时的阻力。^[24][5]

船舶辅助系统由液压驱动系统、变柜系统、压载水/舱底水系统、全船注入/测量空气系统等组成。其中，变矩系统由液压箱、电动液压泵、应急手摇泵、油滤、单向阀等组成。压载驱动系统由空气舵操纵装置、空气螺旋桨变矩系统等设备组成，其作用是转舵及调节螺旋桨的推力等。^[5]

通信导航系统由短波电台、甚高频电话、海事卫星电话、扩音机等组成。导航系统有卫星导航仪、导航雷达、电子海图等组成，其作用是规划航线、避碰、交会避让等。通常导航雷达性能采用高速船所用的轻量化雷达，以方便实时了解船位、航速、航向等信息。中、大型气垫船上装会额外装有差分GPS或利用高速陀螺等设备来实时测量及解算船自身的侧滑角，以保持在安全范围。^[5]

气垫船是高性能船舶之一，它的基本工作原理是利用大功率垫升风机将空气吹入船底，由于船底四周全部或部分设有“围裙”封闭住了，垫升风机提供的高压气流吹入柔性围裙中，在柔性船裙、船底与水面或地面之间形成了高压气垫，使船体可以大部分或全部托离水面或地面，悬浮于水面或地面之上，大部分以燃气轮机做为动力装置，依靠空气螺旋桨、常规水螺旋桨或喷水泵推进。^[12][5]

从全球首个实用化气垫船产生，随着气垫船技术的应用发展，将气垫船分为全垫升气垫船和部分垫升气垫船等两大类船型。^[15]

全垫升式气垫船，又称全浮式气垫船，根据不同的垫升原理可分为周边射流气垫船、多气室气垫船和增压室气垫船；按照航行速度的不同，将低于阻力峰的全垫升气垫船称为气垫平台。^[5]全垫升气垫船无侧体，它是在船底及四周下部装上橡胶涂覆骨的织物等柔性橡胶围裙，其宽大的气垫面积能降低船体重量在水面及地面上的压强，通过将空气使用垫升风机泵入围裙结构中，形成气垫升力以托起船体，并使整个船体在受到压缩空气作用下升离水面。通常，全垫升式气垫船的气垫排水比例^[注2]为100%^[15]，使用空气螺旋桨或喷气装置来推进，空气舵用于控制船体的方向，以便气垫船能够在水面上进行转向和操纵。这种气垫船由于具有较高的悬浮高度、卓越的机动性能、越障能力等特性，可以在水上、沙滩、沼泽、沙漠等地域使用，适用于此类地域时巡逻警戒、交通运输、抢险救灾等场景。^[5][6][26]

根据部分垫升气垫船的侧体形状特征可分为表面效应船、槽道气垫船等。^[15]

按照传统叫法，任一种带侧体的部分垫升气垫船被称为侧壁式气垫船，^[15]即表面效应船（（Surface Effect Ship，SES），早期侧壁式气垫船分为双体船型和非对称双体船型，现代侧壁式气垫船已发展为双体侧壁式气垫船。^[5]

表面效应船是依靠侧壁的静水力和气垫升力共同支撑船体重车，其侧体较薄，底部斜升角大，船底的两侧装有刚性侧壁，这些侧壁插入水中，在船首和船尾采用柔性围裙来形成气密封，通过专门的垫升风机向船底注入空气，从而在船体下部形成气垫，气垫排水比例^[注2]在70%~100%。^[15]通常，侧壁式气垫船使用轻型柴油机或燃气轮机作为主要动力装置，并通过水下螺旋桨或喷水系统来推进，航行速度可以到达20至90节^[注3]。这类气垫船具有航向稳定、较高的托力、较低能耗等特点，适用于运输、反潜、护卫舰等，如挪威和西班牙分别研制了排水量为370吨的水雷对抗艇和反潜轻型护卫舰的表面效应船。行速度高于普通船只但是低于全垫升式气垫船。^[23][6][5]

槽道气垫船是由哈尔滨工程大学在2011年开始设计研究，2013年由海军4810厂按1:2.5缩尺建造了中试艇并通过了海上运输的可行性实验。槽道气垫船是吸纳了气垫船和槽道滑行艇的高性能而研发出来的船型，其宽大的滑行艇侧体和气垫的升降作用，可使气垫保持较浅的吃水，同时还能让气垫排水比例^[注2]在0%-50%。船体在波浪中从高速航行进入半滑行状态时，具有较低的航行阻力，气垫带来的缓冲作用，使其耐波性能也得到了提升。槽道气垫船艏艉部的气封装置，使其柔性气封等易损材料的使用量及维护成本少于全垫升气垫船，在艏艉气封完全损坏的情况下，也能通过两侧体吃水来增加及维持基本浮态及航行功能，槽道气垫船适用于南海海域岛礁的人员运输、物资补给等在冲滩登陆、浅水运输方面的场景。^[15]

气垫船的技术参数主要包含主尺度设计参数、围裙系统设计参数、推进及垫升效率等，各设计参数的具体情况如下：

气垫船与其他排水型船舶相比，具有腾空运行的特点，受到各国军方的广泛关注，截止2001年全球主要军用气垫船性能参数如下：

中国气垫船自研制以来，在气垫技术理论研究和型号工程设计取上日渐成熟，成功研制了实用化气垫船舶产品，如侧壁式气垫船717Ⅱ、717Ⅲ/ⅢC等型号、全垫升气垫船2710、7212等型号、气垫运输平台7301、7302等型号，部分气垫船的性能参数如下：

全升气垫船在航行过程中承受更大的外部力影响，因此其操纵装置和方法与常规船舶有所不同。通常，全升气垫船的推进和操纵主要依赖三种方式：空气舵、空气螺旋桨和其他操纵装置。每种操纵方式都有其优点和局限性。军用气垫船对操纵性能的要求通常比民用船舶更高，因此各国在气垫船设计中非常重视操纵性能。通过不同的研究方法来深入了解气垫船的操纵特性。^[27][28]

例如，美国为了培训LACA（气垫登陆船）的驾驶员，引入了改进的F-16飞机的自动模拟操纵系统，以适应气垫船的操纵需求。此外，还根据相关理论开发了半自动的气垫船操纵系统。中国也在相关研究的基础上开发了自动驾驶控制系统，以提高气垫船的操纵性能，并增强在各种航行条件下的安全预警和控制能力。^[27][28]

围裙系统与气垫船的整体性能，如阻力、稳定性和耐波性等，密切相关。气垫船的围裙可以大致分为两种类型：响应围裙（具有可以在外部扰动下变形的囊）和非响应围裙（只有触地或触水部分可以局部变形）。非响应围裙通常具有高刚度和高阻力，适用于低速平台。相比之下，响应围裙具有适应表面大幅度变化的能力，阻力较低，并具有出色的隔振性能。响应围裙可以显著提高气垫船的航速和耐波性。^[29][28]

气垫船在高海况和高速运行时，螺旋桨承受着大量的负荷。为确保螺旋桨的推进效率，其桨叶的设计至关重要。专用的空气螺旋桨是从航空螺旋桨演化而来的，但其升阻比相对较低。采用导管空气螺旋桨可以将升阻比提高20%以上。在对导管桨后的整流支臂进行优化后，还可以进一步提高推进效率。^[30][28]

气垫船通常以高速航行，其气垫系统往往具有很高的刚度，容易受到外部扰动的影响，产生所谓的"鹅卵石效应"。为了提升气垫船的耐波性能，全垫升气垫船采用低频响应围裙，而侧壁式气垫船则主要依赖气垫的升降来减轻这种效应，同时还配备自控系统。响应围裙在应对高频率1Hz以下的中等频率振动时表现不佳。通过改进控制系统，可以主动调节围裙和气垫的压力，从而提高气垫船对高频颤振和中低频波浪追踪的能力。^[31]

气垫船的垫升系统受到整体布局的制约，容易导致气囊的内部压力分布不均匀。为了满足纵向稳定性和防止气垫过度埋首的要求，并确保不同气室内的气囊压力比相对均匀，垫升系统经过了多项优化措施的设置。这些措施包括在风机出口处设置导流叶片，通过在气囊通道中设置阻力隔离器或者调整前后气囊孔的泄流面积等方式来实现。^[28]

气垫船最大的用途要属登陆作战，但它还广泛应用于其他军事和民事活动。在军事方面，它主要用于扫雷、反潜、导弹发射平台、炸雷等任务。在民事方面，它可以作为多用途工作艇使用，包括交通运输、救援、气垫破冰船等。^[3]

气垫登陆艇具备通过性和两栖性，能够克服潮汐、水深、雷区、登陆障碍和海底坡度等限制。它在装载战斗人员和装备的情况下仍可以保持高速航行，能快速将登陆部队输送到陆地上，减少了暴露于敌方火力下的时间，提高了登陆部队的安全性。因此，气垫登陆艇被认为是一种理想的登陆作战输送工具，在两栖作战中广泛应用，并备受军队重视，如LCAC气垫登陆艇、ZUBR型气垫登陆艇。^[20][19][3]

在20世纪60年代，英国气垫船公司开发了SRN5和SRN6型气垫船。其中，SRN5型发展为美国贝尔公司的SK-5型，成为首个在实战中使用的气垫船，用于执行各种任务，包括训练、救援、巡逻、侦察搜索、突袭和伏击等。随后，在1970年，英国气垫船公司为英国皇家海军设计制造了BH7型气垫船，用于试验、后勤支援以及导弹攻击等任务。美国也在LCAC气垫登陆艇成功应用后，进行了多种不同用途的试验，包括搭载人员输送模块，用于大规模军队输送，以及在近岸浅水区进行扫雷、航道开辟、反潜等。^[3]

气垫船能大部分或全部在水面以上运行，几乎不接触水面。同时，船体场、磁场和压力场等几乎不会显现，这意味着水中的障碍物对气垫船的影响非常小或无作用，水中爆炸物在气垫船经过时也不会被它给引爆。即使在气垫船附近的水域发生爆炸，船底部的气垫能减轻冲击力，从而减少船的损坏程度。利用这些特点，气垫船可以用作扫雷平台，搭载扫雷设备执行扫雷任务。此外，当气垫船用作破障分队的输送和作业平台时，由于其高速度，可以节省时间，并且可以在障碍区域内自由移动，采用不同的方法进行破障，从而提高破障效率。^[3]

气垫船能够脱离水面航行，具有在水下没有太多噪音、高速航行、很强的运载能力等特征。同时，潜艇对气垫船的攻击能力有局限性，气垫船也不容易被潜艇探测出来。因此，气垫船对潜艇的威胁较小，适合做反潜平台使用，它能灵活、机动地跟踪和拦截潜艇，还能携带大量反潜武器，一旦发现潜艇目标，可以长时间、高密度地进行打击。^[3]

气垫船具有高速、抗海浪、隐蔽性强、两栖性等特点，适合用作导弹和其他武器的运载工具，搭载反舰导弹的气垫船通常能够实现突袭效果。例如，英国的BH7-VT2型气垫艇搭载了导弹和自动舰炮；苏联的Dergach型侧壁式气垫船装备有导弹发射架，采用柴-燃联合驱动；美国SES100A型与SES100B型的100吨级的侧壁式导弹试验船。^[3]

气垫船具有快速的运输速度和相对高的经济效益的特点，在特定情况下适合用来承担是有效的物资运输、后勤补给等工作。例如：全垫升气垫船在潜海油田中可以做为气垫交通艇及气垫钻井平台使用；^[32]英国建造的SRN4-MK3型全垫升气垫船，这艘气垫船的平均航速达到每小时100千米，能够搭载416名乘客和55辆汽车。日本在2005年制造了TSL-A1400GASA WAR侧壁式气垫船作为渡船使用。^[3]

气垫船在船底部会形成高压气流，这些气流通过气垫会使水面下陷，依据此特性自20世纪70年代以来，英国、美国等国家都对气垫船在寒冷气候和极地复杂环境下的应用进行了研究并评估出全垫升气垫船在极地破冰、航道开辟和巡逻等方面的性能。当气垫船行驶在冰面上时，气流形成的气垫在冰下形成空穴，导致局部冰面失去支撑，这使得冰面在船经过时破裂，同时气垫兴起的波浪进一步扩大冰缝，从而实现了破冰效果，如俄罗斯新型自航式破冰船。同时，破冰气台也可用于破冰，通常它是替代破冰船搭载在大型常规排水船前，如英国AP1-88/DASH400型气垫破冰平台。^[3]

气垫船具有速度快、脱离水面运行、快速穿越各种水面障碍物等特点，因此，在海面搜索和营救伤员等任务方面时，比直升机具备适应高海况条件、受环境干扰少等优势，特别是在进行紧急救援任务时，气垫船能缩短响应时间，可以迅速抵达现场并及时展开大范围搜索。此外，气垫船还能在洪水探测、防汛等传统船只难以抵达的区域执行救援任务，^[32]如1996年郑州黄河突发洪水时，7271型郑州号内河气垫船在50千米河难上历近了10小时的搜救工作。^{[5][6][19][3]}

气垫船在水运中能保持较高时速，克服浮冰等^[33]，因此气垫船可以在夏季水运期和冬季冰封期替代普通船只和冰上汽车来进行水面运输。例如：中国黑龙江省黑河市与俄罗斯布拉戈维申斯克市两个口岸在每年3月下旬至5月上旬河流逐步解冻的浮冰期和10月末至次年1月初河流逐步冰封的浮冰期，会使用气垫船运输实行每周5天货物运输。^[34]另外，在陆上仓库、车间等地，也可以用气垫平台进行重物搬运。^[32]

气垫船可以在浅水或泥沙滩上行驶，因此，气垫船可作为内河客艇、旅游艇、游览艇等工具使用，^[32]如黄渭水上旅游中，以水陆两栖气垫船作为交通工具，游客可以乘坐气垫艇游览渭河、黄河及洛河沿线打造的水系生态观光；^[35]在三亚可以乘坐气垫船游览天涯海角景区。^[36]

随着电力技术的不断发展，气垫船的主动力装置、空气螺旋浆、垫升风机可以通过电缆实现柔性连接，将各部件设计成独立模块，各模块能进行快速组装和模块故障更换及维修，达到即插即用的效果。同时，因为模块化的管理运用，能降低气垫船的维护技术要求及费用，从而提高维修性和经济性。^[5]

气垫船的智能化与无人化发展，主要体现在以下方面：一是实现气垫船自身运动姿态、空气螺旋浆转速及螺距角、气垫压力等航行相关设备参数的实时数据检测。同时，推进手柄、方向盘、螺旋桨变距手柄实现联合操纵杆，以改进操作的便捷性。二是实现气垫船的本地驾控和异地操控等模式，并且能自主进行模式切换。同时，实现气垫船500米范围内的水面障碍物能自动识和避障及预警。^[5]

气垫船因受风流影响大，经济性较差，因此航行的距离有限。将来，可先由母船将气垫船坞载到目的地附近的深水区，再让气垫船将人员、物资等资源运输至被浅水环绕的小岛。同时，坞载气垫船也能适用于无人岛礁等野外科学考察工作的开展。^[5]

气垫船的柔性围裙是由薄的橡胶布制成，胶布采用“三明治”式复合结构，中间层是平纹、方纹、斜纹等方式编织的尼龙骨架织物，正反两面涂有经高温硫化而成的橡胶层，这种胶布的撕裂强度会底于拉断强度。以后，可以通过新型复合材料和3D编织及3D打印技术材料的应用，提高骨架织物的抗撕裂强度，从而延长围裙的使用时间、提高围裙的抗损性。^[5]

气垫船空气螺旋桨采用的金属叶片，在沙尘冲刷、海水腐蚀的情况中，会出现涂敷防护层损伤、损坏气动平衡性等问题，而且维修困难。在未来，可以使用新型复合材料桨叶来制成空气螺旋桨和风机，从而减小腐蚀、提高使用寿命和方便维修 。同时，通过改善桨叶数量、风机叶轮叶版翼型、电力驱动等方面，来降低噪声、提升气垫船内外部环境的抗干扰性及提高环境的友好性。^[5]

气垫船属于高性能船，系统设备高度集成，使它在应用中产量低、技术含量高、维修点少。在以后制造气垫船时，可以通过数字孪生技术同步生成包含物理模型、性能模型、可靠性模型、费用模型等多维度的气垫船数字孪生虚拟对象，生产厂家可以通过将实体船使用维护信息投射到数字孪生船上，来监控实体船的使用情况、指导预防性维修等，从而保障气垫船的良好运行、提高用户满意度。^[5]

气垫船具有安全性、时效性、两栖性等特点。从应用情况来看，它在美国、欧盟、俄罗斯等国家广泛应用于运输、应急救援、旅游、军事等领域。从供应方面来看，全球具有一定规模及技术实力的气垫船企业有20多家，主要分布在美国、英国、乌克兰等国家。其中，截止2012年，全球民用气垫船的产量保持在3000艘左右。^[2][16]

气垫船载重为10吨、20吨以及100吨级别的通常运用于各国军队中。据不完全统计，截止2019年，全球用于军事上的气垫船在3000艘~5000艘之间。气垫船10吨以下载重量的是以民用为主，全球超过20000艘。其中，民用全垫升气垫船，载重200~500KG可乘坐2至6人的气垫船有5000艘左右，载重800~1200KG可乘坐10至15人的数量在1500艘~3000艘左右，载重2000~10000KG可乘坐20至100人的数量在500艘~1000艘左右，民用气垫船使用情况如下：^[16]

英国是诞生气垫船的摇篮。截止2001年，英国气垫船公司建造的BH.7及SRN.6和Vosper Thronycroft公司建造的VT.2各型气垫船已完成定型评估，并在德国、丹麦的海军演习中完成了VT.2的首次水下冲击实验、SRN.6两船间的线扫雷试验。英国Griffon气垫船公司共生产了 Griffon375TD（有效载荷0.375t到Griffon4000TDX MkⅡ（有效载荷6~7t）等6种不同型号气垫船的生产，截止2001年销售给各国海军及海岸警卫队80多艘。英国Slingsby Aviation公司以生产单发动机的SAH2200气垫船为主，该船型能搭载16名武装人员、轻载航速40kn，满载航速32kn，已有芬兰连境队、沙特、瑞典和美国军方订购了此船型。^[2][4]

在北欧地区，挪威Kvaerner Mandal A/S公司为挪威皇家建造“Φks∅y”级侧壁式气垫猎雷艇和“Alta”级侧壁式气垫扫雷艇已有9艘加入到了挪威海军编队；瑞典卡尔斯克鲁纳公司开发的Smyge型隐形导弹气垫船于1991年年春交付给了琠典国防材料管理局，同时瑞典军方订购了4艘此船型。^[2][4]

随着中国民用全垫升气垫船实用性技术的不断提升，造船产业也逐步向中国迁移。截止2023年，中国在气垫船方面成功研制了90余型、200艘全垫升气垫船、侧壁式气垫船和气垫平台，例如：中国船舶及海洋工程设计研究院研发设计了722-Ⅰ型全垫升气垫运输船；^[5]中国船舶集团有限公司旗下的第605研究院研制出陆海无限通行的“HW-15”气垫船等；^[37]另外，位于上海的位于上海的MARIC是中国军用气垫船研制的骨干力量。^[2]

气垫船可以实现局部或全部脱离水面航行，与常规排水型船舶及其他常规船型相比，气垫船技术优点主要体现在以下方面：一是气垫船在垫态状态下可以悬浮在水面上腾空航行，水的阻力对其影响较小，可以实现高航速；二是气垫船上的柔性围裙可以使船体减小波浪的冲击力，再加上运动加速度小，使乘坐的人员会有较好的舒适感；三是具有在水面、浅滩、冰面、公路等环境下使用的两栖性，有一定的越障能力，如能跨越墙形障碍物、壕沟等障碍物；四是全垫升气垫船不需要常规码头等设施，可以实现自行登陆有坡度的岸滩，在野外使用起来输送更方便及有效。^[5]

气垫船的缺点主要体现在：一是垫升对重量变动敏感、载重量低且需要花费额外功率；二是操纵面以气动力为主，操纵复杂；三是柔性围裙成本高且使用寿命有限；四是存在高速低头埋艏、低速侧滑翻船、高速回转甩艉等航行风险；五是气垫船能携带的油量较少，续航力短；六是防护力较强，可靠性较低；七是高速旋转的空气螺旋桨和垫升风的噪声大，使乘坐体验感欠佳 。^[5]

19世纪70年代，俄罗斯积极进行气垫船的研发工作，俄罗斯拥有世界上最大的550t“欧洲野牛”级全垫升气垫登陆艇，^[38]这种气垫登陆艇由位于圣彼得堡的Almaz中央船舶设计局设计，“欧洲野牛级”气垫船主尺度为57.6×25.6米，满载排水量为550吨，有效载荷为30吨，配备了5台功率为8826千瓦的NK-12MV燃气轮机，其中2台用于提供升力，3台用于提供推动力。最大航速达60节，在55节速度下的续航里程为300海里。它可以搭载3辆坦克、10辆装甲运兵车或360名全副武装的士兵。俄罗斯海军建造了5艘此气垫登陆艇，最后一艘于1994年交付。^[39][4]

同时，美国在19世纪70年代也进行了大量气垫船研究工作。其中，美国海军LCAC（Landing Craft Air Cushion）气垫登陆艇，是一种航速快、冲岸机动性强的两栖登陆船，它是由美国德克斯特龙船用系统公司 (TextronMarine Systems) 和阿冯达尔公司共同研制，气垫状态下全艇长26.8 米、宽14.32 米，标准排水量87.2吨，当装载105吨作战装备时，在静水中的航速可达50节。^[40][39]

在90年代中期，美国军队对LCAC进行了反水雷试验，将其中12艘改装成了具备反水雷功能的多用途艇，包含有拖曳声纳、机械和感应扫雷设备等功能，这些船通过发射火箭推进的灭雷弹，可以引爆海底和海滩上的水雷。同时，美国军队的LCAC安装了类似于F-14飞机上的线控飞行系统，用于操控两个首推力器、螺旋桨螺距和动力舵。另外，美国军方针对91艘LCAC还进行了两个阶段的SLEP（服役寿命延长计划）研究，该计划涉及改进通信和导航系统，配备新的浮箱，并在铝制船体上进行防腐蚀涂层。第一阶段的27艘更新计划于2005年完成，第二阶段持续到2016年完成。^[40][39]

英国最大的商用气垫船是SRN4 Mk3，它是由英国气垫船公司开发的大型高速气垫渡轮，用于在英吉利海峡运行。它是SRN4系列的一部分，SRN4系列总共建造了6艘，其中2艘的船体在中间增加了19米的长度，形成了SRN4 Mk3型号。SRN4 Mk3型号采用了4台高置的可变距空气螺旋桨来推进，每台桨均可随着安装支撑的桨塔一起转动。后面的两台桨后面分别设置了垂直安定面和襟翼。它的操纵系统包括摇头桨、襟翼舵和螺旋桨桨距差等，可以在驾驶室进行双人联动同步操控，这种设计和操纵系统使得具有高速和卓越的操纵性能。SRN4 Mk3在2000年停止运营。^[41][4]

另外，Griphon公司在收购BHC公司后，于2016年研制出Grifon L2000 TD气垫渡轮，该型号的气垫渡轮综合了两家公司的技术专长，采用了发电机-电动机组驱动的首部侧推风扇，并且具备根据需要切换侧推风扇工作状态的功能，以提高推进效率。此外，Grifon L2000 TD还配备了气道甲板放气装置，用于控制气垫的充放气。在操纵方面，该气垫渡轮采用右侧的操纵杆来实现集成操控。^[41][4]

“西蒙风”号（SAMUM）气垫船是世界上最大的1000t级侧壁气垫导弹舰艇，^[38]归属俄罗斯拥有，该船总功率46600马力，总排水量1260吨、最大排水量1050吨、最大航速40~55节、具有8级耐波性，航速在12海里时续航里程2500海里，此舰艇在2015年参加过中俄地中海军演。^[42]