贾小平 于魁龙
（装甲兵工程学院 北京 100072）
摘要：近年来，不断出新的高速航渡技术大大地提高了两栖车辆的水上行驶速度，高速两栖轮式车辆和履带式两栖车辆航速指标均超过了45公里/小时，最高航速甚至已经接近100公里/小时。本文分别介绍了国内外高速两栖车实例和技术现状，并对未来高速两栖车技术发展途径作了分析和预测。
一、前言
熔断器式隔离开关高速水陆两栖车同样也分为履带式和轮式两种，但其水上关键技术既有相同也有不同之处。目前，高速水陆两栖车技术无论是军用还是民用，都是国内外投入大量经费积极开展研究的重要项目之一。该车在军用方面可用于两栖快速登陆突击、空投、巡逻；在民用方面则可用作抗洪抢险救灾、两栖地带运送物资、滩海娱乐等。
而传统的低航速两栖车辆大多采用排水型船形车体，水上推进装置有车轮、履带、螺旋桨和喷水等型式，但水上速度均较低。采用轮履划水推进能达到4-5公里／小时；采用螺旋桨和喷水等专用推进装置能够达到12～13公里／小时的航速，仅能够满足克服一般的水障碍．距海上抢滩登陆作战和社会上抗洪抢险救灾任务所提出的要求还相差很远。
近年来，滑水、水翼、气垫等高速两栖技术的应用大大地提高了两栖车辆的航速．轮式和履带式高速两栖车均取得了较大进展。其中最具代表性的是美国的AAAV水陆两栖履带式突击战车，辆航速已达到45公里／小时，英国Gibbs Technologies公司也开发出高速两栖汽车(HSA)技术，的轮式两栖车已经达到55公里／小时，瑞士Rinspeed公司生产的两栖汽车已经达到80公里/小时，据最新报道，水上时速达98公里的轮式两栖车辆已经下水。
最近， Gibbs技术公司和洛克希德•马丁公司又开始联合为军方开发三种两栖运载平台：第一种平台是两栖远征作战飞行器 （ACC-E），此飞行器长为6096毫米，水上速度为72.4千米/小时，陆上速度为128.7千米/小时；第二种平台是两栖河战飞行器（ACC- R），此飞行器长为10668毫米，水上速度为64.4千米/小时，陆上速度为104.6千米/小时；第三种平台是Terraquad，其水上速度超 过88.5千米/小时，陆上速度为80.5千米/小时。英、美两国的联合开发计划促动了新一轮军用高速两栖车辆的研制。
二、高速两栖车辆国内外技术现状
目前已经下水的国内外高速两栖车辆主要采用滑行车体技术和水翼技术。
1、滑行车体技术
迄今为止，普通的两栖车辆水上航速仍停留在12公里/小时以下，其主要制约因素为附件（车轮及悬挂等）阻力过大造成，见图1。因此，滑行车体的核心技术是在水中如何使车辆底盘变为密封的流线型船体，一般是通过升降行走机构来达到此目的。
从行动部分结构来看，履带式车辆的提升高度有限，实现滑行车体的难度要大一些，只能部分减小附件阻力。如图2是2004 年美国民间研制出的履带式高速两栖车，水上最高速度能达到48 千米/ 小时，而且能够轻松对付泥泞的平地、沼泽、冰面、雪地和湖泊，同时能够携带680 千克的负载。车长6.4 米，安装橡胶履带，使用了结构简单的垂直液压装置，入水后能让履带直接升起，收放自如。图3和图4所示为美国的AAAV水陆两栖履带式突击战车水上推进系统总布置与水上高速划水状态。
图1轮式普通水陆两栖吉普车 图2 民用履带式高速两栖车
图3 履带式高速两栖车推进系统与滑板 图4 美国AAAV突击战车滑水状态
盲源分离而轮式车辆一般都是通过组合式“翻转-提升”车轮来实现滑行车体，提升高度可达500-600m
m，滑行状态下可基本避免附件阻力影响。如英国Gibbs公司生产的Aquada于2003年末首次亮相，如图5、图6所示。当汽车驶入水中，计算机感应到水深已经能够满足飚船深度，就会把车轮收到车底盘，从汽车变形成为船的过程仅需6秒。水上时速55 公里/时，陆上时速160公里/时，
该车动力是一个175马力、2.5升、24阀的V6发动机。喷水推进器是Gibbs公司开发的专有部件，重量轻巧且体积紧凑。可提供1吨的推力，推进器长0.89米，重40公斤。
图5 Aquada高速两栖轿车 图6 Aquada高速两栖吉普车
铅球场地
图7航速98公里的高速两栖车 图8英美联合开发的两栖作战飞行器效果图
但轮式车辆提升车轮的同时也会引起相应转向机构干涉、动力输出机构解脱、悬挂阻力突增等难题。目前能够实现车轮提升的技术方案有两种可行：一是采用可控油气悬挂技术，结构简单，如图9所示为英国Gibbs 公司的HSA技术。但其成本较高，且可靠性和寿命取决于工艺技术水平高低。最关键的是该技术对陆地行驶状态下轮胎摆动和磨损情况还没有获得数据验证。
高速两栖车辆的油气悬挂系统不同于一般的陆地行驶车辆使用的距地高度可调的油气悬挂。因为车辆入水之后，车轮呈自由下垂状态，没有支撑反作用力。此时，车轮的提升和翻转需要双向作用油缸来实现，而且还要确保静位置下的预紧压力不变。所以，还需要另
一个油缸来保证预紧油量。也就是说每个车轮需要2个油缸才能完成准确的车轮升降动作。当然，采用一个油缸和位置监测系统也能够实现该功能，但从可靠性、精度上和成本上考虑，并不是最简洁方案，如图11所示。
图9 Gibbs 公司的HSA技术 图10 扭杆翻转-提升技术
可控硅调压电路
图11轮式高速两栖车油气悬挂升降系统
还有另一种方案是采用扭杆悬挂匹配闭锁油缸技术，结构与英国Gibbs 公司的HSA技术完全不同，但成本低，可靠性高。试验证明不会对原有陆地行驶性能有任何改变，如图10和图12所示。
2、水翼技术
水翼船是一种在普通体下安装有浸在水中的水翼的船舶。它在高速航行时，水翼产生升力，速度愈快，升力愈大，将船体抽上拖起，它可明显减小船体在水中航行所产生的阻力。
借鉴于船舶的水翼技术也能够使车辆实现在水面上高速航行的目的，只是此时车体完全在水面以上，没有任何阻力产生，也不用提升车轮。
图12 扭杆结构的车轮翻转-提升装置 图13 瑞士Splash高速水陆两栖车
由瑞士Rinspeed生产的水陆两栖车Splash采用了水翼艇技术，可以让车身整个浮在水上行驶，使用环保的天然气作为燃料，在水上的最高时速可以达到80公里/小时，陆上达到200公里/时。 但水翼技术需要提供较大的推进功率才能产生足够的升力托起整个车体，该车在低速航行条件下阻力较大，其推进系统和水翼翻转机构也并不简单。
未来高速水陆两栖车辆的高速航渡技术下一步如何发展，航速如何进一步提高，还要借鉴许多船舶、快艇和地效飞行器方面的新技术。
1、气膜减阻技术
空气是水密度的八百分之一。同样的物体，在水中受到的阻力约为空气中的八百倍左右。因此要提高两栖车辆航速，必须尽量避免车体与水的接触。利用鼓风机向车底部输入空气时,能有效地形成一层薄层空气膜 , 可使车体约35%与水接触的面积取代为与空气的接触, 能大大降低摩擦阻力。
采用气膜减阻技术，既不需要柔性围裙，也不需要把车垫出水面，只需在车底部加设横向导流板装置, 当用风机向车底输入空气时, 就可在车底形成一层薄层空气膜，且垫升功率极小,节能显著，见图14。
气膜减阻的第一结构方案是在车底部开设一个凹陷的平面，四周围起，在凹面内 通以压缩空气，使大部分 气体封存在车底，当然此时有一小部分气体随船体的移动从车底边缘逃逸。
第二结构方案是将车底下的一层薄薄的气膜扩展成一个增压气室，最终将演变成侧壁式气垫结构。
目前，气膜减阻已经应用在船舶减阻提速领域，其原理是通过模型试验和实船应用测试结
海参软胶囊
果都说明 ,船舶薄层气膜减阻节能技术可使船舶降低阻力 15 %～30 % ，可实现较大的减阻效果。尤其是高速快艇利用薄层气膜减阻技术可以减阻节能和明显提高航速,气膜减阻快艇的水动力性能已明显超过侧壁式双体气垫船。
而据克雷洛夫研究院研究成果报导：利用膜减阻技术可使大多数滑行艇的阻力减小20～40% ，而消耗在压缩空气上的功率不会大于总功率的3%，如果优化艇底形状，减阻效果甚至还可提高到50%。
如俄罗斯研制的气膜技术快艇利用船底倾斜板断级技术 ,向船底输入空气时,借助船速的作用 ,在倾斜板断级后面形成抛物状气泡,实现空气润滑减阻和提高航速，见图15。
图14 气泡船试验研究 图15 俄“幻影”级高速巡逻气泡艇 。
2、气垫技术
利用日益成熟的气垫技术也可将高速两栖车辆航速进一步提升。气垫技术与气膜不同，它利用具有压力的气体将车体全部垫升至一定高度，使车体与水面完全隔离，水阻力消失，运动时只受空气阻力，所以能在水面高速滑行。此外，全垫升气垫船对地面、支撑面压强很小，仅0.01个大气压，所以不仅能在水上行驶，还能在雪地、沙地、沼泽地上通行，不需修路搭桥。气垫技术从目来看可分为两大类：静气垫和动力气垫
2.1静气垫技术
图16 气垫登陆艇 图17 德国气垫火车
android电视静气垫技术利用极小的压力托起很重物体的原理已经广泛应用于民用和军用市场。尤其是在气垫登陆艇和气垫船领域。
气垫船在行驶时，大功率鼓风机不断向底部水面喷出高压空气。这些高压空气被船底四周的围裙挡住，形成一个无形的气垫。同时，甲板上的螺旋桨推动船只前进。一般的气垫船都可以达到30—40节甚至更高的速度航行。
最小的气垫车只有几十公斤，可搭载一个人，操纵灵活；而最大的俄罗斯野牛级大型气垫登陆艇运载能力可达150吨，可携载3辆T-80主战坦克，或8辆 BMP-2型步兵战车，或10辆BTR-70型武装运兵车。能在浪高2米、风速12米/秒的海况下平稳行驶，可突破1.6米高的墙形水障。
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