“南极移动科考基地”Antarctic Snow Cruiser



1930年代,美国的工业工程实力达到全球的巅峰,不只是制造业的产能规模,各种在第三次工业革命所爆发出的技术创新也不断刷新的科研领域边界,在经历了一战后的大萧条时期,罗斯福总统宣布新政策来振兴经济,大量的的资源和政府资金也进入“科教文”事业,于是在1934年的美国开始了国家主导的南极科考活动,为进入南极洲深处更加恶劣的无人区,作为车轮上的国家,美国打造了史无前例的移动科考基地“Antarctic Snow Cruiser”(翻译为:南极雪地巡洋舰)。

1937年,Dr. Thomas C. Poulter博士是这次南极科考活动的队长和指挥官,并亲自设计了南极科考用车“Antarctic Snow Cruiser”。

Dr. Thomas C. Poulter博士在借鉴沼泽地用拖拉机方案后,构想出的Antarctic Snow Cruiser的方案:
1通过巨大的轮子来降低轮胎与地面之间的单位压强,避免陷入雪地中
2车底盘整体制作为雪橇结构,并用底盘升降动作来跨越长达5米的冰缝
3让乘员居住在车内而不是像过去的科考队一样搭建帐篷(当时的民用汽车业内还没有VAN车型和房车种类)
4用适应低温环境的柴油机作为动力发电来驱动四个轮子上的轮边电机,并用发动机废热加热驾驶舱

Antarctic Snow Cruiser”极地巡洋舰“全长17米,宽6.1米,高4.9米,全重37顿。使用两台康明斯11升H-6柴油引擎作为主要动力,分别通过柴油机发电再来驱动左右两侧的四个巨大轮子内部的电机。并且通过液压机构控制四个轮子的高度和转向角度。
为什么不是像现代极地科考车一样采用履带底盘?因为在1930年代,机械设计能力和加工技术的限制,不能制作出大尺寸的轻量化橡胶履带和可靠的机械式履带传动系统(要知道在1945年底,德国制造出的60顿级别的“虎王”坦克,因为重量和地面压强的限制,很多桥梁无法通过而被迫靠涉水度过河道,平均每行驶500公里左右就会出现各种底盘和传动系统的故障),所以Dr. Thomas C. Poulter博士依然选择了超大的四轮结构方案。

在车中泊和移动露营基地的概念上,Antarctic Snow Cruiser的设计也是超前的:
1五人组的乘员可以完全在封闭的车内实现驾驶,居住,洗漱,冲洗胶卷照片,电台通信
2食物和燃料可以维持近12个月
3车顶可携带一架雪橇起落架的双翼飞机,实现航空测绘以及基地与港口之间交通联络
4车内设计有机械加工室,可实现车削,焊接,钻铣加工,在户外方便科考队员维修/改装/制作各种设备。
其实小编最为佩服的是:在没有卫星导航技术的时代,这辆缓慢移动的科考车,可用车头的环形导航天线实现无线电信号测角代替指南针进行定位,但是快速移动的飞机如何与这辆科考车之间进行“位置的共享”,这是非常考验飞行员技术的事情,要知道在驾驶飞机的同时,驾驶员几乎没有反应时间来计算无线电信号角度和航向的偏值!

为了在短短的11周内制作这辆作为移动科考基地的Antarctic Snow Cruiser,这台钢铁巨兽由芝加哥装甲研究所的 Dr. Thomas C. Poulter 采用了极具创新的方案:车上的柴油发电机只复杂发电,而四个大尺寸的车轮直接由独立的电机驱动,这种方案省去了结构复杂且需要长期可靠性测试的的机械传动系统,并且节省了车内的空间让乘员可以实现更加优异的居住环境。

这台全重为37顿,高度近5米的钢铁巨兽由芝加哥装甲技术研究所(也被英文音译为“阿莫尔技术研究所”)进行预研开发,Pullman 公司承建,并于1939 年 10 月 24 日 完工。

四个外径达到10英寸(2.5米)的橡胶轮子是从农业工程机械上移植过来的GOOD YEAR 固特异轮胎,没有现在AT胎上的防滑纹路,顺便插一句:成立于1898年的美国固特异轮胎是福特汽车的大批量生产T型车的供应商,也是人类工业历史上最早成熟使用硫化橡胶制造汽车轮胎的公司,当时在工程领域依然缺在南极洲的极低温环境下使用橡胶的经验(橡胶在低温下体积会膨胀,和钢制轮毂的热胀冷缩特性会相反),所以Antarctic Snow Cruiser的四轮方案对当时的汽车技术来说是一次创新和冒险。

U.S. Antarctic service 首席科学家 F. A. Wade 博士(图右)和 Armour Institute of Technology Research Foundation 装甲研究所技术研究基金会主任 Harold Vagtborg 先生驾驶舱,(注意图片中的复杂液压阀门 在没有现代计算机控制技术的时代,复杂的机械动作需要靠人工按照严谨而复杂的流程来操作各种开关和阀门)。

四个车轮是由独立的四个轮毂电机驱动,并且用液压机构实现独立升降和转向,可以实现照片中这种独特的斜向运动(注意照片中尾部的备胎舱室为上下跳板开启结构)。

通过四个独立控制的车轮悬挂,Antarctic Snow Cruiser利用车头和车尾的雪橇车底形状,就可以如同蠕虫一样跨过近5米长的冰沟。

利用沙堆测试 Antarctic Snow Cruiser底盘的越障动作。

探险队的组成为为五人+一只狗的组合,燃油和食物够维持一年的科考活动。并携带一架可在雪地上起降的飞机作为航空测绘与备用交通联络的工具,科考队长就是Dr. Thomas C. Poulter 本人。

1939年10月24日,在厂区外面召开简易的发布会后,五人一狗的科考队开始上路了。

由于尺寸太大,车辆和装备通过铁路物流运输是不可能了,科考队需要自己开着Antarctic Snow Cruiser去1600公里外的波士顿港口。

交警叔叔也是第一次见这样的大场面啊。


Antarctic Snow Cruiser所到之处必然引起大堵车,但是足够的引人注目也是政府宣扬爱国主义的机会。

在路过印第安纳州时遇到的大雨,Antarctic Snow Cruiser陷入了水沟中无法移动,尴尬了。

计划需要8天的路程,结果花了3个星期。

在1939年11月15日,终于可装船去南极了。



车身太长了,只能把车尾的备胎舱室拆掉。

欢迎来到南极洲,可惜企鹅没有来参加欢迎仪式。

在雪地上,光滑的轮胎几乎不会让车子前进,只能将前轮加装备胎来提高抓地力。

后轮也加上了防滑铁链。

最后通过倒车的方式从港口向南极极点方向行驶了148km。

Antarctic Snow Cruiser最后作为固定的科考基地使用了10个月,在二战爆发后,政府缩减了科考经费,科考活动项目也就停止。

Antarctic Snow Cruiser与雪堆融为了一起,有人最后一次见到它是在1958年。

现代计算机CG图复原的Antarctic Snow Cruiser,现实是这辆飞机从未真正安装在车背上。




如果当时有大尺寸的越野AT轮胎,或许Antarctic Snow Cruiser的命运就不一样了,它的 后续的型号说不定是一辆可以在冰水湖面上漂浮的两栖车,车顶上背着一辆直升机或者无人机(完)。
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