两栖车水上推进装置优化方案

1.履带划水

履带划水有全浸式和部分浸水式两种。全浸式履带划水是全部履带均在水线以下，部分浸水式是上支履带在水线以上。部分浸水式的设计意图是将反方向运动的上支履带置于水线以上，不使它因反方向划水而产生反向推力，以提高履带划水的效率，但实践证明部分浸水式的推进效率低于全浸式，其原因是部分浸水式大大增加了履带的长度和相应的机构，使传动效率大大降低，因此20世纪50年代以后各国均不再采用部分浸水式履带划水推进。

由于履带划水的履带周围有车体、主动轮、负重轮、诱导轮、托带轮及叶子板、护板等附件的影响，所形成的流场是极复杂的紊流状态，很难通过建立流场的数学模型进行确切计算，各国科学家比较倾向于用通用的动量理论进行分析，即履带划水在静水中产生的推力T=ρQΔU（ρ为水的质量密度，Q为排向车后的流体流量，ΔU为流体的速度增量）。由于上支履带处于车体、护板、叶子板及行动部分其他部件的包围之中，加上导流罩的导流作用，上支履带划水产生的水流并不完全向车前排出，而是大部分向车体下方及侧方流出，因此仍然能形成以ΔU流速增量向车后抛出流量Q的水流，从而产生前进的推力。合理地设计叶子板、导流罩、护板有助于提高效率。

履带划水的最突出的优点是共用了陆上行驶机构，不占用车内空间，简化了车辆结构。世界第一辆两栖装甲车辆就采用了履带划水推进，许多国家对履带划水进行了很多研究和试验，特别是美国直到20世纪50年代还进行了大量研究，以提高履带划水的效率，但效果甚微，履带划水的推进效率仅为10%左右。各国军队装备或曾经装备的履带划水的两栖装甲车辆水上最高速度均在7 km/h以下。现代的两栖装甲车辆已很少采用履带划水，但对于以陆上使用为主，仅要求能自行克服陆上遇到的水障碍的两栖装甲车辆来说，履带划水推进仍不失为较好的选择。中国的63式装甲输送车采用了履带划水，水上最高速度为6 km/h。

履带划水在水上行驶时的转向操纵与陆上相同，通过制动一侧履带的方式进行。

2.螺旋桨

1）普通螺旋桨

螺旋桨是船舶的主要推进形式，结构简单，推进效率高。螺旋桨叶片为机翼型断面，在流体中运动时产生升力，因而形成推力。叶片有2片到6片不等，一般为3片或4片，叶片少，效率高；叶片多，振动小。螺旋桨应工作在水面以下一倍直径的地方，过浅则易产生空泡，空泡会降低推力和使桨叶剥蚀损伤。

由于两栖装甲车辆还要在陆上行驶，安装螺旋桨比较困难，特别是履带式两栖装甲车辆安装螺旋桨更为困难，在轮式两栖装甲车辆上，可以利用车体两侧后车轮后面的空间安装较小尺寸的螺旋桨。例如德国的TPz-1轮式装甲输送车就是安装了这样两个螺旋桨，水上行驶速度达到10 km/h，并利用液压驱动螺旋桨支座，使之整体转动一定的角度来实现车辆在水上的转向操纵。

2）导管螺旋桨

导管螺旋桨的原理与普通螺旋桨相同，只是在螺旋桨轮的周围增加了导管。导管本身也是机翼型断面，具有增加推力和减小螺旋桨尺寸的优点，特别是两栖装甲车辆在陆上行驶时还起到了保护桨叶的作用。导管内壁与桨叶顶部之间的间隙越小，推进效率越高。

导管螺旋桨也较适用于轮式两栖装甲车辆，中国的551式轮式步兵战车在车体两侧后驱动轮的后方安装了两个导管螺旋桨，水上行驶速度达9 km/h，并利用陆上转向机构带动两个导管螺旋桨推进器整体转动实现水上转向操纵。

3.喷水推进器(www.xing528.com)

对于两栖装甲车辆来说，喷水推进装置可以全部安装在车内，无车外暴露件，与螺旋桨相比较易于安装，对陆上性能无甚影响，而且比履带划水推进效率高得多，因此，近代两栖装甲车辆广泛采用喷水推进。

1）轴流式喷水推进器

喷水推进的原理是利用安装在车内的喷水泵将水泵进水口吸入的水喷向车后获得推力。按动量理论，其推力为

式中　ρ——水的质量密度；

　　　Q——喷水泵的流量；

　　　U——喷水口的流速；

　　　V——车辆的水上速度。

一方面，从式中可以看出喷水泵的流量Q越大，其推力也越大；速度增量ΔV=（U-V）越大，推力也越大。但另一方面，从喷水泵本身的效率来看，其效率为可见，ΔV越小，则效率越高，因此，从上两个式中综合可知，作为水上推进装置的水泵流量Q越大越好，而不需要很大的流速及扬程。轴流泵就具有流量大、扬程小的特点，因而轴流式喷水推进器成为喷水推进的首选装置。

中国的63式水陆坦克就采用了轴流式喷水推进器，水上行驶速度达11.7 km/h。水上转向利用安装在喷口处的水门和倒车水道实现，当关闭一侧喷水推进器的水门时，该推进器喷出的水流从该侧的倒车水道向侧前方喷出，从而实现转向。两个水门全都关闭时，则车辆倒车行驶。

2）混流式喷水推进器

混流式喷水推进的原理与轴流式喷水推进的原理相同，由于轴流式喷水推进器为桨叶式叶轮，提高推力靠增大叶轮直径和提高转速、攻角等参数。增大叶轮直径受到车内空间的限制，转速过高则产生空泡。而混流式喷水推进虽然推进效率低于轴流式喷水推进，但可在叶轮直径相同的情况下吸收更大的发动机功率提高流量和流速，从而提高推力。

美国LVTP-7两栖装甲输送车采用了混流式喷水推进器，水上最高速度达13.4 km/h。靠导向活门将喷出的水流向车前喷射实现水上转向和倒车行驶。