水陆两用车
水陆两用车一直是汽车发展史上的重要代表之一。它又名水陆两栖车、水陆两用艇,它完美结合了车与船的双重性能。既可以在陆地上行驶穿梭,又可以像船一样在水里漂移自如。[1]原系二次世界大战时美军作为船上运补军人或战备物资登陆时之两栖作战载具。
而左图中这款是大众类型166,二战时期的产物,可以看出在底盘位置加上一个和弧形托盘,可以很好的让车辆在水中漂浮,行驶自如。[1]
左图二这款吉布斯Aquada就更不得了,在陆地的时候就是一辆霸气的敞篷跑车,然而进入水中后,四个车轮会向车内收入,同时可以变成喷水推进装备,就像一辆帅气的快艇。[1]
左图三的这款WaterCar Python更是两栖汽车中的佼佼者,它是世界上再水里行驶最快的霸王车,0到60英里每小时在水上只需4.5秒,大气的外观也是符合上一代人的审美要求。也就成了他们心中的完美两栖汽车。[1]
左图四这款木制的F50虽没有大气的外表,但也可以说是费尽心思创意十足,利用木头在水上可以漂浮的原理,全车身几乎都是用木头制作的,在陆地上行驶的表现也是相当不错,时速可达100km/h。[1]
目录
原理
水陆两栖车能在水面上行驶主要靠浮性、稳定性、快速性、操纵性、摇摆、抗沉性与通过性、水障碍特性的使用原则来实现水路功能。水陆两栖车是靠自己的浮力飘在水面上的然后配备一套独立的推进器前进。两栖车的原理就是阿基米德定律和牛顿第三定律-- “物体在水中受到浮力的大小等于被这个物体排开水的重量,即等于水的比重乘以物体入水部分体积”。水陆两栖车则是装有喷水式推进器,通过向后喷水获得反作用力,推动车身行驶。追求速度可以直接添加一台船外机来推动行驶。[2]
水陆两栖车能在水上自由行驶,主要依赖的就是它本身所受到的水的浮力,只要两栖车在水里排出水的体积大于自身重量,就能浮起来![2]
阿基米德原理数学表达式: F浮=ρ液gV排。ρ液为水的密度,g为重力加速度,V排为其排开水的体积。当V排足够大时,水陆两栖车受到的F浮(浮力)大于等于其重力时,水陆两栖车漂浮在水面上,此时水陆两栖车采用浮渡。当V排不够大时,水陆两栖车底部接触河(海)底,采用潜渡。水陆两栖车通过加装浮箱来增加V排,增加浮力。[2]
喷水推进装置,采用喷水推进装置的车辆,其车体尾部设有两条专门水道,水道的入口在车底,出口在车尾(出口没入水中)。发动机动力经分动齿轮箱带动两条水道中的水泵叶轮转动。水泵将水从车底的水道入口吸入,从车尾的水道出口喷出,从而推动车辆在水上行驶。当两个水道的出口同时向后喷水时,车辆向前行驶。喷口处有盖板,当两喷口盖板关闭时,则水从侧边的反向出口喷出,此时车辆倒驶。若一侧盖板关闭,另一侧盖板打开,则车辆实现水上转向。喷水推进装置效率高,可获得较高的水上行驶速度,但结构较复杂。[2]
水陆两栖车前进时,原理为牛顿第三定律。相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。水陆两栖车前进时,使用螺旋桨、喷水器(浮渡),或者使用履带(潜渡)。螺旋桨、喷水器对水施加作用力,水的反作用力推动车体前进。履带对河(海)底施加作用力,反作用力推动车体前进。[2]
水陆两用车具船的功能,它的车身按照船的浮力进行了密封设计,它的车后装有镙旋桨在水中起推进作用。水陆两用车是一种既能在陆地上行驶,又能在水中航行、运输救援的特种车辆。我们为了提高水陆两用车在水中的浮力, 采用了薄型钢板制作外壳, 车体设计成又轻又长,前部呈船形。所有拼接部位都焊接起来,防止漏水,使水陆两用车具有良好的密封性,以增加车身的浮力。车辆的动力则采用了多种多样的方案。在水陆两用车的尾部装上螺旋桨推进器,发动机通过传动装置带动螺旋浆转动,水陆两用车就像船一样前进了。[2]
伴随著地形的多样化,以及对交通快捷性的追求。两栖车辆由概念阶段逐步进入设计和生产,这些黑科技在人类下一代代步工具中有望引起颠覆性的变革。[3]
Phibian 水陆两栖船
美国吉布斯两栖技术公司(Gibbs Amphibians)推出了一款高速两栖车,名为Phibian,该款特种车在水里最高时速可达到每小时48公里。这家公司希望Phibian采用的新设计以及花费数百万美元打造的技术能够让这款两栖车不被戴上“新奇车型”的帽子,为应用于执法部门和军队铺平道路。[3]
吉布斯公司主席尼尔-詹金斯指出Phibian是专为应急部门和军方执行多种任务研制的。他说:“最近发生的自然灾害——例如日本、泰国、斯里兰卡和亚洲其他地区发生的地震和海啸以及袭击美国纽奥良的2005年飓风卡崔娜——说明急需配备类似Phibian这样的高效多功能两栖车。”[3]
驾驶者只需按一下按钮,在不到10秒钟内,Phibian的车轮便可缩回,喷水推进发动机随即接替陆地模式下的发动机。车轮伸缩系统以及船壳的独特设计意味著Phibian是为特定目的研制的快艇。可伸缩的悬架系统能够在陆上行进时提供额外的行驶与操纵性能,在水中行进时又可减少阻力。[3]
Phibian采用碳纤维材料,重量轻,便于运输,离地距离达到16英寸(约合40厘米),因此具有越野性能。詹金斯表示Phibian拥有多种性能,是执行全地形营救任务的首选车辆。这款两栖车可以在警察部队和军队找到自己的位置,执行抢滩登陆或者渡河等任务。[3]
Symtec陆空两栖无人车
这台陆空两用无人机(车)由美国加州一家名不经传的公司所设计制造,它采用无人驾驶模式,拥有八扇独立旋翼与四个陆地行进轮胎。可一次性运输近500公斤的物资或伤员,陆地最快时速70英里,飞行最快时速150英里。战场上运输伤员时会遇到各种突发事件与特殊地形而阻碍了伤员顺利抵达医院,比如飞机无法降落在高楼林立的都市或崎岖不平的山区,此时一辆可飞可跑的车子是多么的重要。该车外部部件均可按需调换,以适应不同的战时环境与运输需求。[3]
观光用水陆两用车
由美国波士顿首先将其运用在观光用途,并大受好评。因一辆水陆两用车即可上山下海,让游客体验“陆上行舟”,享受搭车、搭船二合一之乐趣,深受观光客喜爱,并成为各国推展城市观光之利器,故世界各国相继引进。例如:台湾高雄市的高雄鸭子船,高雄市政府引进2辆水陆两用车绕行接驳高雄市水岸观光景点,并提供观光游客一个兼具“造型可爱”、“休闲”与“观光价值”之旅运服务。