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【工业之美】可变形的轮胎 两秒实现三角形履带和圆形车轮的切换

履带式配置能够更好地牵引车辆在泥淖、深沙、雪地中行驶,圆形车轮模式则让车辆可在硬表面上高速行驶。

图片来源:DARPA

从木质车轮,到实心橡胶轮胎,再到充气轮胎,尽管车轮的材质有所变化,但为了发挥在道路上快速移动的优势,车轮的形状一直是圆形。后来,为了更好地适应沼泽、崎岖山路等复杂地形,坦克和部分改装后的小型越野车用上了履带式车轮。

现在,一款将圆形车轮和履带式车轮结合在一起的车轮出现了。

日前,美国国防先期研究计划局(DARPA)公布了一款“可重新配置的轮轨”(RWT),这款轮胎可在三角形履带式车轮和圆形车轮间自由切换。

图片来源:DARPA

RWT变形轮系统由卡内基·梅隆大学国家机器人工程中心(CMU NCREC)开发,车轮轮毂由六块相同的机械结构组成,当机械模块呈三角形的时候,就是常见的越野用履带式轮胎。通过调节单个机械模块的角度,RWT可以在两秒内从履带转换到圆形轮子,并再次切换回履带。

DARPA提供的资料显示,RWT可以使地面部队变得更容易、更安全,因为履带式配置能够更好地牵引车辆在泥淖、深沙、雪地中行驶,圆形车轮模式则让车辆可在硬表面上高速行驶。两者之间的快速切换,使驾驶员更容易地处理各种地形而不至于被障碍物阻挡或陷入松软路面。

图片来源:DARPA

2014年,DARPA宣布启动了地面X车辆技术(GXV-T)计划,试图打破制约军事能力发展的限制。DARPA希望通过该计划,将机动车的大小和重量降低一半,车辆操作人员的人数减少一半,同时,实现最高行驶速度翻倍,适应95%以上的全地形环境和隐蔽性能提升。

作为GXV-T计划的组成部分,与可重新配置轮轨同时公布的,还有多模式极限行驶悬架系统(METS)和一款轮毂电机(Electric in-Hub Motor)。

安装了多模式极限行驶悬架系统的车辆行驶在陡坡上 图片来源:DARPA

为了实现在崎岖不平的道路上也能高速行驶,多模式极限行驶悬架系统(METS)由不同行程的悬挂组成,其中长行程悬挂可以向上拾升1.06米,也能够向下延伸0.76米。通过调整每个车轮上的液压悬架,可以让机动车平稳且快速地通过斜坡或者高陡坡。例如当车辆要通过长斜坡的时候,就可以将一边的悬架大幅度向下伸展,而另一侧保持与驾驶舱处于水平状态的夹角。

Electric in-Hub Motor轮毂电机 图片来源:DARPA

GXV-T计划公布的轮毂电机,则将一个100kw的电机放置在20英尺标准军用车轮内,包括3个齿轮、水冷制动器和轮胎充气系统。通过安装轮毂电机,车辆将不再需要安装大型电机,从而有效减小车辆尺寸。且即使某个电机出现问题,其他电机也可以继续为车辆提供电力。

DARPA表示,这些技术仍需要通过实战检验,将不会用于改造现役军用机动车。但预计未来15-20年,上述技术或将代表军用机动车技术的发展趋势,并被广泛应用。

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