空氣動力艇的國內外生產(chǎn)與應用現(xiàn)狀

詹長書，儲江偉，田廣東

(東北林業(yè)大學交通學院，哈爾濱150040)

空氣動力艇 (Airboat)也可以譯為空氣推進艇或空氣螺旋槳快艇?？諝鈩恿νб话闶且詢热紮C為動力，驅動螺旋槳旋轉產(chǎn)生行駛推動力，用操縱桿帶動方向舵控制行進方向?？諝鈩恿νУ幕窘M成，如圖1所示。

空氣動力艇最先在歐美國家應用于救災、救援、野外作業(yè)、探險等多個領域，可以在水面、雪地、冰面、沙漠、沼澤等多種常規(guī)車船不能行駛的環(huán)境中運行，其用途主要有:

圖1 空氣動力艇 (Airboat)的基本組成Fig.1 Basic structure of airboat

(1)旅游觀光空氣動力艇可以用于在湖泊地區(qū)和沼澤地帶的旅游觀光。在美國Floride的Gator park地區(qū)，加拿大巴倫斯 (Brysons)地區(qū)和大湖地區(qū)都有空氣動力艇的觀光項目。還可以用于垂釣和狩獵等休閑娛樂活動。

(2)防火用空氣動力艇可以裝備水槍等滅火設備，用于消防場所。

(3)水上警察用空氣動力艇可用于水上警察的巡邏執(zhí)法、搜尋救護使用。

(4)濕地電力線路維護空氣動力艇裝備舉升機用于改變線路，更換電線桿。裝備挖掘機或起重機可以用于拖運電線桿等。

(5)濕地油田作業(yè)氣動力艇裝備起重機可用于場站作業(yè)、線路維護、管線標志安裝、管線修理、駁船移動、管線閥門更換、運輸重型設備;空氣動力艇裝備反向鏟土機可用于挖流水線路、修理堤岸或原油泄漏清潔。

(6)競賽用空氣動力艇一般由NARA(National Airboat Racing Association)組織，比賽分成業(yè)余組和專業(yè)組進行?？諝鈩恿νЫ?jīng)常在Florida，Orlando等具有河流和湖泊舉行。

1 空氣動力艇基本結構

1.1 船體

船體分成整體式和雙體式結構，如圖2所示。為了便于在淺水和沼澤地前進，船體基本上設計成平底結構。制造船體的材料有鋁材和玻璃纖維，也有使用碳纖維制造。鋁材船身一般焊接而成。船底部涂裝有1/4”超高分子量聚乙烯用于保護船身和減小摩擦。

圖2 船體結構形式Fig.2 Structure type of hull

美國Classic公司的船體主要尺寸 (長×寬):3.66×2.13 m，3.97×2.13 m，4.27×2.13 m，4.57×2.13 m，3.97×1.07 m，4.27×1.07 m，4.57×1.07 m，4.88×1.07 m，5.49×1.07 m 等規(guī)格。長寬比在1.71～2.4范圍內。

比賽用動力艇船身長為4.27 m，乘員一般為1～2人;觀光旅游用艇船身長為5.49 m、6.1 m、6.71 m，乘員為4～11人。

1.2 發(fā)動機

空氣動力艇使用汽油發(fā)動機或者柴油發(fā)動機作為動力源，采用空冷4缸或6缸汽車發(fā)動機，也可以采用航空發(fā)動機。發(fā)動機功率可達到242.55 KW、316.05 KW，甚至達到376.32 KW。在如此大的馬力驅動下，空氣動力艇的巡航速度可達40.23～48.28 km/h，最大速度可達64.38～96.56 km/h。為滿足發(fā)動機需要，汽油箱容積為75.71～151.42 L。

1.3 減速器

螺旋槳的驅動可以采用直接驅動和間接驅動方式。間接驅動可以采用皮帶減速機構和齒輪減速機構。皮帶減速機構方面的公司有Century Drive system。該公司產(chǎn)品有CH－2，CH－3和CH－4系列，Century公司產(chǎn)品明細表見表1。齒輪傳動機構方面的公司有airboat gear drive和stinger gearbox。傳動比為2∶1、2.12∶1、2.37∶1、2.68∶1 和3.2∶1。

表1 Century公司產(chǎn)品明細表Tab.1 Product list of Century company

1.4 螺旋槳

空氣動力艇一般采用專用的螺旋槳，螺旋槳與動力裝置共同裝固在船體尾部的上底板上。

國外生產(chǎn)空氣動力艇碳纖維螺旋槳的廠商主要有:Sensenich、Whirl Wind和 Warp Drive三家公司。其中Sensenich生產(chǎn)H，Q，R，S系列碳纖維螺旋槳。Whirl Wind生產(chǎn)碳纖維Master blaster系列，MB200，MB300，Mb400產(chǎn)品;Stump puller系列ST200，ST300，ST400產(chǎn)品;Whisper tip系列AB200，AB300，AB400產(chǎn)品，如圖3所示，尺寸規(guī)格如表2。Florida airboat propellers和Warp Drive Composite Propellers公司生產(chǎn)木制或混合型螺旋槳。國內還沒有空氣動力艇螺旋槳生產(chǎn)廠家。

螺旋槳可以采用2葉，3葉，4葉或者5葉。根據(jù)所選槳葉的數(shù)目不同，需要選擇相應的安裝轂。5葉漿片會產(chǎn)生很大高音調噪音。螺旋槳常工作在2700r/min，最大可以達到3000 r/min。

圖3 Whirl wind公司的螺旋槳Fig.3 Propeller produced by Whirl wind company

表2 Whirl wind公司的槳葉尺寸規(guī)格Tab.2 Size specification of propeller of Whirl wind company

1.5 附屬裝置

(1)轉向舵

轉向舵位于螺旋槳裝置后部的船體上底板上還裝固有轉向舵。轉向舵操縱機構有上部轉向、下部轉向或上下轉向。轉向舵葉片有2～3個。操縱手柄安裝在駕駛員身側或駕駛臺上，通過桿系連接。

(2)防護架

為了安全防護，空氣動力艇都設計有防護架。除安全作用外，還是安裝轉向舵的機架。防護架可以用鋁型材或不銹鋼焊接而成。為方便維修發(fā)動機，防護架上設計了維修門。

(3)燈具與照明

為了行駛安全，空氣動力艇需要安裝各種燈具，用于指示和照明使用。

(4)儀表板

設有轉速計、油壓表、溫度表、電壓表、時間表、點火開關、燈光組合開關。

(5)作業(yè)機具

為適用于不同的作業(yè)要求，可以在船體上設置不同的作業(yè)機具，如噴水槍、起重機等。

(6)拖車

為便于遠距離的運輸，需要把空氣動力艇放在專用的拖車上。

2 國內外生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 國外生產(chǎn)現(xiàn)狀

國外空氣動力艇的主要生產(chǎn)廠商，如表3所示。

從表3可見，空氣動力艇主要分水面濕地和水冰面兩大類型。水冰面兩棲型動力艇可以在冰、雪和水面上行駛，安裝有全封閉艙室、液壓破冰器、加熱器和除霜器。

另外，還有一些小的空氣動力艇生產(chǎn)商，如Skeeter hawk airboats和 Wardaddy Airboats公司。Wardaddy Airboats生產(chǎn)有Green boat和Camouflage boat空氣動力艇。

2.2 國內現(xiàn)狀

國內空氣動力艇的生產(chǎn)總體上還沒有專業(yè)廠家，只有陜西省西鄉(xiāng)縣旅游發(fā)展公司和撫順撫運安儀救生裝備有限公司投入了研制和開發(fā)，推廣工作還沒有全面的展開。一些關鍵部件如螺旋槳還不能生產(chǎn)。因此國內空氣動力艇無論從研制生產(chǎn)到銷售推廣都有很長的路要走。

表3 國外空氣動力艇主要生產(chǎn)廠商［1－14］Tab.3 The major airboat manufacturers in foreign countries

4 結束語

本文主要介紹了國內外空氣動力艇的技術發(fā)展和生產(chǎn)廠商的概況。國外空氣動力艇在生產(chǎn)、銷售、推廣使用和文化娛樂都已形成完整的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展比較成熟。相比國內空氣動力艇的研制開發(fā)才剛剛起步，距離形成一個新興產(chǎn)業(yè)還要投入更大的財力和人力。

［1］ http://www.airboatdirectory.com/［EB/OL］

［2］ http://alumitech.net/airboats/［EB/OL］

［3］ http://www.americanairboats.com［EB/OL］

［4］ http://www.diamondbackairboats.com/［EB/OL］

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［6］ http://www.classicairboats.com/［EB/OL］

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［14］ http://www.airboatwest.com/［EB/OL］