白向华，吕建刚，高 飞，任伯峰

（1军械工程学院，河北 石家庄 050003；2 63880部队，河南 洛阳 471003）

1 引 言

目前，两栖车辆主要为排水型，在接近15 km/h时会出现严重的“埋首”现象，即出现工程上所谓的“阻力墙”和“速度极限”，导致阻力急剧增大，限制航速进一步提高[1-2]。此时减阻的关键是改变两栖车辆航态，即由排水状态进入水动力支撑航态[3]，各航态的阻力曲线如图1所示[4]。安装水翼或采用气垫技术可达到上述要求，但水翼复杂的收放机构直接影响两栖车辆陆上机动性能；气垫技术所需的动力源、强力风扇令两栖车辆无法接受；美国EFV战车采用“变形金刚”式滑板技术和超大功率车用发动机可使两栖车辆进入滑行状态（如图2所示）[4]，但复杂的滑板结构导致可靠性低，且超大功率车载发动机难以实现。

图1 不同航态两栖车辆的阻力曲线比较Fig.1 Resistance curve comparison of amphibious vehicle in different sailing status

图2 EFV托出水面高速滑行状态Fig.2 High speed sliding status above water of EFV

蛇怪蜥蜴是美洲热带雨林中的一种动物[5-6]，其身体密度大于水，经过上亿年的进化，能够依靠两个脚掌以合适角度、高频率踩踏水面，形成瞬间气腔，产生极大的高速固液作用力，支撑蛇怪蜥蜴身体重量并推动其在水面高速奔跑。这种生物水上奔跑原理给两栖车辆航态改变带来了启发。通过研究蛇怪蜥蜴踏水机理，将其应用到两栖车辆水上航态改变上，为两栖车辆减阻、提速提供一个新的研究方向。

2 仿生研究

2.1 蛇怪蜥蜴水上奔跑机理

经过上亿年的进化，蛇怪蜥蜴单脚连续踩踏水面的频率可达5-10 Hz，水上通过速度1.5 m/s左右，其在水上高速奔跑时脚掌的踏水过程大致分为三个阶段：下踏，后划，收腿[5-7]。……