張樹蔚

山東省日照第一中學(xué) 山東省日照市 276826

1 研究背景

今年五月南方多地連降暴雨，導(dǎo)致城市內(nèi)澇嚴(yán)重，多輛車水中熄火，人員被困以及失蹤。當(dāng)突發(fā)城市內(nèi)澇災(zāi)害時(shí)，如何能在第一時(shí)間對(duì)被困車輛、人員展開搜救顯得尤為重要。另外，在洪水等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，普通載運(yùn)車無法到達(dá)災(zāi)區(qū)，現(xiàn)在主要采用直升機(jī)投遞的方式運(yùn)送救援商品，存在空投量小，受環(huán)境影響大的問題，兩棲車可以適應(yīng)復(fù)雜的淺水地形進(jìn)行及時(shí)的救援商品運(yùn)輸，盡可能的在黃金救援時(shí)間進(jìn)行工作。但是國內(nèi)現(xiàn)有兩棲車普遍存在行駛效率低，水陸模式切換性差，登陸性能差等問題基于以上考慮，本文設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)復(fù)雜水路相間路況的救援商品兩棲載運(yùn)車。

2 設(shè)計(jì)思路

在實(shí)驗(yàn)過程中，通過電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車輪的收放的自動(dòng)控制。通過繼電器觸電電路控制掛檔操作的自動(dòng)完成（可由手機(jī)、ps2手柄或者電腦的任意一方發(fā)出信號(hào)），兩棲車陸上行駛模擬真車的五檔調(diào)速和掛倒檔的自動(dòng)完成，兩棲車海上行駛的螺旋槳五檔調(diào)速和掛倒檔的自動(dòng)完成，車輪進(jìn)入水中之后的自動(dòng)收放，整車海陸模式的自動(dòng)切換整車采用電力驅(qū)動(dòng)，對(duì)發(fā)展環(huán)境友好型兩棲車具有促進(jìn)作用，同時(shí)多項(xiàng)減小粘滯阻力的設(shè)計(jì)是救援、運(yùn)輸更加高效化。

3 車體設(shè)計(jì)

通過參考文獻(xiàn)，車頭導(dǎo)流角采用15度及37度的配合，以求最好的引導(dǎo)水流和壓浪的作用，減小車在水中的粘滯阻力，同時(shí)車輪

圖1 水陸雙重驅(qū)動(dòng)路線圖

由于水陸兩棲車兼有水、陸雙重性能，因此它必須具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其中，車輛的陸地驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是車輛本身所固有的。如何實(shí)現(xiàn)兩棲車水上驅(qū)動(dòng)便成為研究的關(guān)鍵。如果只是水與陸的簡單堆疊，即擁有兩套動(dòng)力，雖然設(shè)計(jì)難度簡化，但是整車重量增大，阻力增大，不利于救援商品兩棲運(yùn)載車的快速化。通過參閱國外專利和噴水推進(jìn)器的用戶手冊(cè)，設(shè)計(jì)出一套水陸雙重驅(qū)動(dòng)路線，如圖1所示：上方車殼為車輪提升留出了足夠空間，同時(shí)，車型選擇上我們做成了活頂乘用車，更方便的救助傷員或者搬運(yùn)救援物資。實(shí)際操作過程中。我們采用全透明亞克力板制作車殼，在保證使用性能的同時(shí)，做到方便直觀的的看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行情況。

根據(jù)以上總結(jié)，可以得到以下一種折疊式提升機(jī)構(gòu)。

如圖2所示，此原理將液壓缸與減振器合二為一的車輪收放機(jī)構(gòu)，將液壓系統(tǒng)放置在減振器下方，液壓系統(tǒng)和減振器相互獨(dú)立工作。而采用不等長雙A型雙橫臂獨(dú)立懸架做為車輛的懸架布置形式，在陸地行駛時(shí)其相對(duì)于等長雙橫臂的形式具有較好的穩(wěn)定性，減小側(cè)向滑移的危險(xiǎn)。通過調(diào)整液壓缸的放置位置以及雙橫臂長度等參數(shù)來確定車輪能夠提升的高度，并且保證車輪在提升后在垂直方向上不發(fā)生大的角度變化，以此來節(jié)省車廂內(nèi)部的空間，并且較第二種機(jī)構(gòu)省去了雙橫臂之間的曲柄連桿提升機(jī)構(gòu)，有利于半軸的布置。

將液壓缸與減振器連接在一起，這樣就相互阻礙了各自的長度，從而縮短了工作行程，影響了車輛的減振效果和車輪提升的高度，但是可以通過設(shè)計(jì)車輪周圍車身的形狀來匹配車輪的提升高度，最終可以達(dá)到減小阻力的效果。所以車的側(cè)面，車輪上方我們特殊設(shè)計(jì)預(yù)留一定空間，方便車輪提升。這種新型車輪提升機(jī)構(gòu)兼具減震、提升、不擠壓車內(nèi)空間的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)提升救援商品兩棲運(yùn)載車的速度有較大作用。

4 特色應(yīng)用與市場(chǎng)分析

本文所提出的兩棲救援車具有單邊懸掛（車輪）收放，可降低底盤高度，方便救援擔(dān)架滑上滑下及救援物資上下及活頂乘用車，方便水中救援等優(yōu)勢(shì)。具有良好的應(yīng)用前景。

圖2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過分析可以看出，近十幾年不斷發(fā)生海洋事故，造成大量的人員傷亡與設(shè)備損失。海上安全與救援問題的解決，迫在眉睫。本文所提出的兩棲救援車旨在減少海洋事故帶來的人身財(cái)產(chǎn)損失。創(chuàng)新主要在于快速準(zhǔn)確救援，無需人員涉險(xiǎn)，車體可以在大風(fēng)大浪的天氣或其他惡劣的海上狀況發(fā)生時(shí)起到緊急救援的作用，延長人們的存活時(shí)間，不必等待救援的到來。

通過市場(chǎng)分析可以看出，國內(nèi)在海陸兩棲快速救援、物資運(yùn)送的方面還是非常不完善，應(yīng)用度也不高。沒有一款能快速從陸地出發(fā)前往海上救援的救援車，以快速到達(dá)目的地來最大限度減少人員損失的設(shè)備。但是國家對(duì)救援事業(yè)的大力扶持，使得此項(xiàng)水陸救援商品兩棲運(yùn)載車具有良好的發(fā)展前景。漁船的翻沉以及近年來的海上沖突不斷使得政府對(duì)于漁民的人生安全與利益更加關(guān)注，而此項(xiàng)產(chǎn)品能對(duì)這些救援起了重要作用，因此政府將對(duì)此項(xiàng)產(chǎn)品大力支持。

同時(shí)，公眾對(duì)于救援事業(yè)的關(guān)注，使得救援慢慢成為公眾生活的一部分，因此對(duì)于救援事業(yè)的投入也會(huì)越來越多。