【裝備理論與裝備技術】
城市作戰小型無人平臺機動環境及障礙分析
徐國英,姚新民,王濤
(裝甲兵工程學院 機械工程系,北京100072)
摘要:小型無人平臺是時下城市作戰關注的熱點,該類平臺的機動性受到城市特殊環境的約束;通過分析小型無人平臺城市作戰面臨的機動環境,整理了影響無人平臺機動的障礙類型和尺寸,提出了平臺設計的一些基本要求,為城市作戰小型無人平臺的設計和使用提供幫助。
關鍵詞:城市作戰;小型無人平臺;機動環境;障礙
收稿日期:2014-10-12
作者簡介:徐國英(1965—),男,博士,副教授,主要從事車輛工程研究。
doi:10.11809/scbgxb2015.06.001
中圖分類號:TJ811
文章編號:1006-0707(2015)06-0001-06
本文引用格式:徐國英,姚新民,王濤.城市作戰小型無人平臺機動環境及障礙分析[J].四川兵工學報,2015(6):1-6.
Citation format:XU Guo-ying, YAO Xin-min, WANG Tao.Analysis on Obstacles and Mobile Field of Small Unmanned Platforms in Urban Combat[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(6):1-6.
Analysis on Obstacles and Mobile Field of Small Unmanned
Platforms in Urban Combat
XU Guo-ying, YAO Xin-min, WANG Tao
(Department of Mechanical Engineering,
Academy of Armored Forces Engineering, Beijing 100072, China)
Abstract:Mobile field of small unmanned platforms in urban combat is the hot issue nowadays and its maneuverability is limited by the special environment of city. The maneuverability of small unmanned platforms was analyzed, and types and dimensions of obstacles influencing mobility of unmanned platforms were studied. It will supply helps for the design and use of small unmanned platforms.
Key words: urban combat; small unmanned platforms; mobile field; obstacles
威脅形式的變化和維穩形勢的要求,使得城市作戰成為研究的熱點。城市作戰中,防守方可以方便利用城市現有的堅固建筑和一些可利用的設施對抗攻擊、隱蔽自己。一些有價值的建筑、場所要最大限度進行保護,要在避免誤傷平民和降低恐慌程度的要求下清除威脅,增加了城市作戰的難度。為減少傷亡,一些小型無人平臺紛紛投入使用。這些無人平臺主要用于抵近偵察或進行排雷、排爆,有些甚至還遂行不同程度的戰斗任務。無人平臺有空中和地面的區分。本文僅就地面無人平臺的問題進行研究。地面無人平臺需要通過地面機動方能接近目標。為提出機動性能要求,需要對其機動環境進行剖析。
1機動環境
無人平臺在城市作戰中的機動環境大致可以按城區和城鄉結合部的形式區分。具體又可以分成民居、公共建筑、道路、公共設施等。下面以北京地區為例進行分析。
城鄉結合部:大部分民居相對集中,有個別獨立房屋。建筑相對低矮,以平房為主,有部分2~3層樓房。道路基本完善,以水泥或柏油路為主,主要道路上大型載重汽車可以錯車,道路中間多數沒有隔離設施。胡同內道路,小型家用轎車可以通行。周邊或有寺廟、公園、溝渠等。一些地域的下水道系統尚不完善。此外還有部分比例的農用地和林地。
城區民居相對集中:老舊民居情況和城鄉結合部情況相似。新居民區建筑及配套設施均符合相關建筑或建設標準,高層建筑比例較大。公共建筑和公共設施較多。道路密集,設施完備。有大量明、暗的排水溝渠,雨水和污水排水系統完善。
有些地方主城區和城鄉結合部的區分較為明顯,有些地方二者緊密相連。一些衛星城城區和城鄉結合部結合比較緊密。隨著經濟條件的發展,城鄉結合部的生活和配套設施與城區逐漸看齊。
城鄉結合部和城區,都具有良好的道路條件,對無人平臺沿道路行駛的機動性影響不大。城區道路發達,管理規范,道路上面設有區分行駛方向和區分機動車、行人的一些隔離設施,對體型較小的無人平臺橫越道路有影響。居民區和公共場所,為方便人員活動,有很多設施對小型無人平臺機動造成障礙,一些人員不便或不能通行的特殊環境也需要無人平臺前往執行任務。無人平臺的活動范圍實際上受到障礙形式的約束。
現將無人平臺機動范圍內的障礙進行分析。
2機動平臺障礙類型及尺寸
無人平臺在城市作戰中需要克服的障礙類型可劃分如下:需要攀爬、越過的障礙和需要通過或穿越的障礙。
需要攀爬、越過的障礙包括樓梯、各種坡道、坎棱類(如門檻、路緣石、隔離)帶。需要通過或穿越的障礙如水障礙、門窗、通道、洞、井、間隙等。在克服這些障礙時,除了考慮無人平臺的直線運動,還需要考慮其回轉的余地。
2.1攀爬類障礙尺寸
2.1.1樓梯和臺階
常見的樓梯大致有單跑樓梯、雙跑樓梯、旋轉樓梯等。單跑樓梯是一段樓梯直通上一層,一跑的階數在15步左右[1]。雙跑樓梯通過兩段樓梯到達上一層,中間有一個休息平臺。如果是三跑樓梯,中間有兩個休息平臺。樓梯的每一個臺階高度稱為樓梯的踏步高。
居住建筑疏散樓梯最小凈寬不小于1.1 m[1-3],其他建筑不小于1.2 m,醫院病房樓不小于1.3 m[1-2],六層及六層以下住宅一邊有欄桿時樓梯凈寬不小于1 m[3]。住宅、公寓建筑公用樓梯臺階規格見表1[4]。休息平臺寬度大于或等于樓梯寬度,地面最窄處0.85 m以上。無障礙通道休息平臺尺寸為便于輪椅回轉,通常在1.1 m以上。輪椅占地面積按1.1 m×0.8 m計算[5]。
過街天橋坡道凈寬不小于1.8 m。推薦過街天橋坡道臺階踏步高和寬的關系是2×高+寬=0.6 m[6],比如臺階高0.15 m,則寬0.3 m。過街天橋轉折處休息平臺回轉半徑1.5 m,便于自行車回轉。
人防工程的人員掩蔽工程及配套工程,樓梯凈寬1 m。踏步高不大于0.18 m,臺階寬不小于0.25 m[7]。
公共場所電動扶梯的寬度規格大致有0.6 m、0.8 m和1 m 三種,不同生產廠家尺寸有出入。臺階踏步高0.2 m,最大寬度0.4 m,每一級臺階的上升段呈逐漸向外突出的弧形,所以兩級臺階邊緣的水平距離為0.34 m。
少數非標的人行臺階高度達到0.2 m,寬度也縮短到0.2 m左右。一些水泥制體育場看臺非標臺階高約0.3 m。

表1 建筑樓梯規格
注:無中柱螺旋樓梯和弧形樓梯離內側扶手中心0.25 m處,踏步寬度不應小于0.22 m。
2.1.2坡道
常規樓梯坡度見表1。一些非標的臺階坡度達到45°。天橋或地道坡道的坡度不大于26.6°。設有自行車通道的過街天橋或人防工程步行通道,自行車推行坡道寬度為0.3~0.4 m。公共場所常用的電動扶梯,坡道有30°和35°兩種規格[4]。房屋屋頂排水坡度見表2[4]。

表2 建筑屋頂排水坡度
鐵路路基的護坡角度,所用材質不同角度也不同。對路堤而言,細粒土、易風化的軟塊石土,護坡角下部為29.7~45°,上部為33.7°。粗粒硬塊石土,8 m高度以下陸基,護坡角下部為37.6~41°。對路塹而言,土質路塹護坡角為33.7~45°,巖石路塹最小護坡角可到33.7°[8]。地鐵車場線碎石道砟護坡角29.7~33.7°,路堤護坡角為33.7°[9]。重軌邊坡護角33.7°,輕軌29.7°[10]。
公路路基護坡角度在29.7~33.7°[11]之間。砌石路基護坡最緩處為53°。浸水路堤水位下設計護坡角不陡于29.7°。
河道護坡,內側角度大于外側護堤的角度,如1、2級土堤堤坡角不大于18.4°[12]。河道內側坡道過水部位多為石砌水泥勾縫結構,有的為上下一體結構,有的上部為暴露的土質結構,上面鋪設六棱形空心坡道磚,中間或種有植被。坡道角度在24°左右,遇到石塊突出部分角度可達34°。臺階形坡道,過水坡道上部和水平面的過渡部位有0.1 m的陡直段;上部坡道和頂部的水平面過渡處有0.2~0.3 m的臺階。道路與河道間的雨水道通常寬0.5~1 m。雨水道為硬質結構,入河角度與坡道角大致相同。
磚石或混凝土塊鋪砌的明渠,有45~53°的邊坡。粉質黏土或黏土礫石或卵石邊坡的角度為38.7~41°[13]。
建筑邊坡沒有明確數值時,密實碎石按45~70.7°計,堅硬黏土按45~53°[14]計。
2.2穿越類障礙尺寸
2.2.1門、門廳及過道
門廳設過道時,兩道門之間當一扇門開啟時,門廳前后方向剩余的最小距離不小于1.2 m。平開門、彈簧門、推拉門、折疊門、電梯門寬度不小于0.8 m[5]。
民用建筑樓內的公共通道,1.05 m寬的大小門結構,小門寬0.36 m,僅小門打開時通過寬度0.30 m,僅大門打開時通過寬度0.64 m。0.85 m寬的雙小門結構,一扇打開時通過寬度0.36 m。住戶用門,寬度在1 m左右,室內生活用門寬度不小于0.79 m。
檢票口、結算口輪椅通道寬度不小于0.9 m。
地鐵普通檢票口寬度0.55 m,向上無障礙空間0.44 m,之后有2個扇形伸出的擋板。擋板最高點距地面的空間距離約0.8 m。地鐵軌道上,建筑界和設備之間的間隙不小于0.2 m,相鄰兩線中間無墻柱及其他設備時,設備間安全間隙不小于0.1 m,路肩寬度不小于0.4 m[9]。進站口寬度0.6 m的圍欄類單人通道,兩直線拐角相連處,直線通過寬度0.42 m。
人防工程戰時備用出入口最小尺寸0.7 m×1.6 m[7]。明渠和蓋板渠底部寬度不小于0.3 m[13]。要進行檢查或操作的坑道,底部寬度一般不小于一個人的通行空間,可以按0.8 m計算。
2.2.2窗戶
窗戶有平開式、推拉式和下開式等。居民住宅窗戶整體寬度多在0.8~1.2 m,公共建筑一般要大些。推拉式多數為兩扇結構,下開式多數為單扇結構。平開式有一扇、兩扇和三扇結構。以居民住宅為例,扣除0.08 m窗框寬度,下開式推拉式窗戶外露的玻璃寬度約為0.7~1.1 m。推拉式窗戶玻璃寬度約為0.3~0.5 m。平開式單扇璃寬度約為0.3 m。
大部分居民住宅窗戶高度在0.9 m左右,部分廠房、倉庫等特殊用途建筑窗戶較高。
地鐵站臺距軌頂面的高度為1~1.08 m。
2.2.3坎類
坎類障礙包括道路兩邊的緣石、中央的隔離帶以及門檻、鐵路導軌等。
緣石設在中間隔離帶和道路兩側時,外露高度0.12~0.2 m[15],行人通道的緣石不高于0.2 m以方便行人上下車時開啟車門。公交站臺高出路面0.12~0.2 m。隧道內線形彎曲路段或陡峭路段等處可高出0.25~0.4 m。綠化帶所用緣石通常與道路緣石類似,其靠近道路一側露出地面高度也不高于0.2 m,但靠近綠化帶一側高度變化較大,最大高度甚至和緣石高度相同,約有0.28 m。
城市快速路道路中央水泥隔離墩高度0.42~1 m不等。
四合院普通民居門檻一般在0.15 m左右,一些舊時富貴人家大宅門的門檻高0.25 m左右。寺廟、公園門檻多在0.25~0.3 m。
我國鐵路軌距為1.435 m。鐵路正線軌道種類分為特重軌(75或60 kg/m)、重(60 kg/m)、次重(50 kg/m)、中(50 kg/m)和輕軌(50或43 kg/m)[10]。這幾種鋼軌的高度從0.14~0.192 m不等,磨損后高度可按降低0.002 m計算。軌面寬度從0.07~0.075 m不等。防腐木枕寬度0.22 m。混凝土軌枕中段寬度0.17~0.22 m不等。有砟軌道道床頂面低于木枕頂面0.03 m[9]。重軌(60 kg/m)磨損后,碎石距鋼軌頂面的高度約為0.248 m。高速鐵路正線使用的無砟軌道,其軌枕本身由混凝土澆灌而成,鋼軌直接鋪在混凝土路基上,軌頂面距路基的高度通常比有砟軌道高,但高度比較均勻。
一些舊式樓房屋頂上會有一些加強筋之類的結構,其斷面尺寸在0.2 m×0.2 m左右。
2.2.4柵欄類
柵欄類障礙,指的是在城市道路中央或兩側設置的隔離車輛和行人的柵欄或間隔放置的隔離墩,以及在高速或快速道路中央或兩側設置的波形梁護欄或攔索護欄。道路中央的隔離柵欄一般安插在支座內,其底部橫梁距路面的距離0.19 m。
行人通道使用的隔離柵欄形制和上述柵欄相似而略小,其底部橫梁距路面的距離視使用底座的規格大致為0.11~0.14 m。間隔放置的隔離墩之間連接欄桿距路面的高度為0.23 m。
快速路或高速路使用的波形梁護欄[16],波形梁和地面間有0.42 m的空間。如果有緣石,則緣石距離波形梁的空間為0.42 m。其直立欄桿間距2 m。攔索護欄最低攔索和地面間通常有0.44 m的空間。
2.2.5雨水溝、窨井
一般道路排水用水篦子[17]國標尺寸0.75 m×0.45 m,橫向通行尺寸不大于0.38 m,縱向通行尺寸不大于0.68 m。串聯式雨水口的水篦子中間設有過梁。雨水口深度不小于1 m,下部雨水口管直徑在0.2~0.4 m。雨水口管與排水支管一般用管頂平接的方式相連[18],管道轉角不小于90°,二者通常有0.1 m的落差。雨水排水管支管最小直徑為0.3 m。排水網內設清淤沉砂井,深度不小于0.6 m,以便于機械掏挖。管道落差超過1 m時還設有跌水井。
地面上各種窨井蓋,通行直徑有0.5 m、0.6 m、0.7 m、0.8 m 4種規格[19]。
2.2.6水深
常見小流水及污水排水溝水深不均勻,但大部分在0.2 m 以內,一般水深0.15 m左右,寬闊之處水深僅幾厘米。
2.2.7其他
家用轎車離地間隙通常在0.16 m。空中架設的可供無人平臺通過的管道直徑一般在0.2 m以上。
2.3各類障礙尺寸分布
綜合上面障礙尺寸,其在高度、寬度、坡度和凈空方向的分布如圖1所示。

圖1 障礙各方向數據分布
3障礙對平臺設計及使用的影響
通過上述障礙類型和尺寸可以看到。在無人平臺機動環境內,障礙的尺寸差別較大,不同的障礙對機動性的阻礙也不同。因此在設計和使用中要根據無人平臺的使命和功能確定主要的越障類型,有針對性地進行設計和使用。
3.1障礙尺寸對平臺主要設計屬性的影響
障礙的尺寸決定著無人平臺的設計屬性。樓梯臺階和坎類障礙影響著無人平臺的長度尺寸。寬度類障礙內的通過要求決定了無人平臺的寬度尺寸,其中的回轉要求也影響長度尺寸。柵欄類障礙決定了無人平臺的高度。這些障礙尺寸有些決定平臺的一個尺寸,有的基本可以決定平臺的整體尺寸,比如一個管道直徑就可以將行動于其中的平臺尺寸整體確定下來。有的尺寸相互之間還有影響,比如越障高和回轉半徑。
3.1.1障礙對長度尺寸的要求
障礙高度對平臺長度的約束可以從兩個方面考慮,如圖2所示。
平臺的最大爬坡角為一個約束。平臺以最大爬坡角α攀越高度為b(BO′線段)的障礙,在重心O(其水平高度為h,圖中用OC線段表示)到達障礙棱線O′時,后部A點應有有效支撐。由于重心一般位于車體中心位置,所以平臺的長度尺寸L就等于2AC,即
(1)

圖2 平臺攀爬臺階示意圖
設計初期若不好確定最大爬坡角,則以臺階的最大寬度c(圖中用線段AB表示)為約束進行計算。這樣就有平臺的長度
(2)
設平臺的最大爬坡角45°,重心高度為0.5 m,需要越過的障礙高0.3 m,根據式(1)計算得長度約為1.85 m。若臺階最小寬度按0.22 m計,高按0.2 m計,重心高度不變,式(2)計算得長度約為1.5 m。但這樣的長度,在樓道休息平臺只有0.85 m的地方轉向就成問題了。如果長度按0.85 m約束,要通過0.22 m的障礙,重心高度就必須降低到0.126 5 m 以下。
攀爬的高度越高,長度尺寸越大,需要的回轉半徑也越大,方向的機動性就越差。
降低越障高度或重心位置,都可以有效縮短車長。越障高度的底線是臺階高度,這是必須要克服的障礙。城區道路良好,平臺的車底距地高和重心高度可以適當降低,但也要適當考慮戰時道路情況。若這兩個措施還不能將車長縮短到0.8 m以內,以兼顧狹小地方的轉向問題,則需要通過輔助機構來克服高度障礙。
3.1.2障礙對寬度尺寸的要求
直線通過和回轉要求是寬度尺寸的約束條件。稍大的戰斗平臺要求能在居民區房間內靈活運動,因此必須可以在室內各類門中間穿行,因此可考慮總體寬度不大于0.7 m。同時也方便在樓梯拐角處轉彎。小一些的平臺若考慮通過窗戶拋入,則寬度尺寸應該限制在0.3 m左右。樓道過廳大小門結構小門打開的通過寬度也為0.3 m(該結構大門通常有回位機構,通過困難。小門沒有回位機構,容易通過)。檢票口通道0.5 m的寬度也可以是約束。
3.1.3障礙對高度尺寸的要求
若不考慮特殊通行能力,居民區對平臺高度方面沒有特殊要求。稍大的戰斗平臺,主要考慮火線高(對付臥姿、臥姿有掩體、跪姿和立姿的威脅)和越障時對重心的約束。除手持式的小型平臺外,其他平臺要考慮到戰時磚塊遍布的情況,車底距地高至少應大于一個普通磚塊外加部分粘連水泥的厚度,共約0.05 m。
只要有足夠的驅動力和摩擦力,平臺高度尺寸不大于障礙高度也可以翻越障礙。如果考慮在柵欄和車底部通過,則根據需要選取。
如果考慮在管道內的通行能力,則平臺的總體尺寸不應超出以管道直徑為約束的球面,如圖3所示。
3.1.4障礙對最大爬坡角要求
小型平臺的驅動力通常不是主要問題。最大爬坡角主要受到附著條件的限制。對于城區的水泥坡道和樓梯,主要考慮的是平臺行動機構的材料和水泥地面的摩擦因數μ,原理如圖4所示。

圖3 管道約束示意 圖4 最大爬坡角
平臺在重力作用下不沿斜面下滑的條件是
mgsinα≤mgμcosα
即
tanα≤μ
摩擦因數大于1的材料并不多。新橡膠輪胎和水泥路面的摩擦因數等于1,即最大爬坡角最大不超過45°。也因此建議大爬坡角的平臺使用橡膠材料做行走機構。
由上文數據可以知道,除一些較高大的門檻外,臺階高度都在0.2 m以下。標準樓梯坡道最大42.27°,非標樓梯能達到45°,常規起脊屋頂的最大角度26.6°,鐵路、公路路基角度大部分在45°以下,河道和溝渠的坡道角大部分在45°以下,所以,具有45°爬坡能力的平臺可以應付絕大多數坡道。
3.1.5障礙對重量、速度和動力要求
城區作戰本身對平臺重量的要求可從攜行、續航能力和速度等角度考慮。戰斗平臺需要攜帶武器彈藥,重量大,應以人員伴行為主,速度在10 km/h左右,人員急行軍可以跟隨。重量以兩個人能從高1 m左右的運載平臺上抬上、抬下為宜。一次任務所需動力,最好能滿足攀爬30層左右建筑樓梯的需求。
較小的平臺不需要攜帶彈藥,主要搭載偵察和作業設備,應以單兵背負攜帶要求為重量約束。因為士兵自身還要攜帶防護和作戰裝備,所以該類平臺的重量建議不超過20 kg,以方便從集結地到任務地域的短途負載,以及通過條件不好的情況下由單兵單手提攜短距離快速機動。平臺的自主機動速度可以略高些但不宜太高,以方便沿途偵察和視頻傳播,最大速度至少要大于人的短距離沖刺速度(如36 km/h)以防被俘獲。動力應能滿足1~2 h中等速度的路面行駛和半小時以上低速攀爬樓梯的需求。
小型平臺僅搭載偵察設備,建議可單手持握。重量主要考慮機構防跌落強度或手持高度跌落砸傷士兵足部的約束。速度以3~6 km/h為宜,以防在屋頂或較小的開放空間因操縱失誤而陷、落。
因為對爬坡速度不提特別要求,所以功率方面的要求按平地最大速度和地面阻力的乘積確定。以質量20 kg,速度36 km/h的平臺為例,如果采用履帶行走,履帶和水泥地面的滾動阻力系數為0.03。則,所需有效功率P為
P=20×10×0.03×36 000/3 600=60 W
如果采用12 V的電池供電,根據公式P=UI,需要電池的容量為5 Ah。換言之,12 V 5 Ah的電池可供該平臺使用1小時。這僅是有效功率的計算,實際上還要計算傳動系統的效率等。
一旦平臺設計成型,這些能力就被確定下來,在某一環境的使用性能也就確定了。
上述分析僅立足于城市作戰要求,若平臺要兼顧野戰環境需求,則需另行研究。
3.2平臺其他設計和使用建議
通過上述分析知道,平臺長一些對攀爬能力有利,但回轉性能受限制。短一些回轉能力上去了但攀爬能力又受到約束。尺寸大的平臺在狹窄地域的活動也比較困難。這還僅僅是通過性方面的要求,如果再結合負載等需要,則對平臺的要求就更高。事實上也不存在一個萬能的平臺能滿足所有的需求。因此要根據主要矛盾采取相應的對策。對策一是拆分功能區別對待。對策二是改變結構。
可以把平臺按功能大致拆分3類。其中一類是負載較大的戰斗和負載類平臺,一類是小的偵察類平臺,還有一類是介乎前兩類之間的偵察/作業平臺。對于較大的平臺必須舍棄其在狹小地域的通過性,即以在樓道和室內為主要使用環境,重點解決攀爬樓梯和樓道回轉問題。回轉是需要解決的基本問題,需要優先考慮,由此帶來的攀爬高度不足問題,通過改變行走機構形式(如多足形式)或采用附加機構(前、后部安裝可折疊的攀附機構、支撐機構)解決。小尺寸的平臺采用附加機構或跳躍方式就可以提高翻越障礙性能,其功能和作用可參照3.1.5的描述。
對于偵察類平臺,管道直徑對傳統行走機構約束作用很大。下面以雨水管為例加以說明。雨水管入口直徑最小為0.2 m。因為管道是圓的,0.2 m是其最大特征尺寸,根據圖3知道,平臺對角斜剖面的對角線應小于0.2 m。此外,雨水管和排水支管通常有0.1 m落差,從排水支管進入雨水管可能有一定難度。平臺翻滾后的自我扶正能力也是必需的功能。一些仿生或異形平臺可能在管道類障礙中有較好的通行能力。這類平臺除考慮通過性能外,還要考慮無線電波對土壤的穿透能力,確保平臺能接收和傳輸信號。
由于我國城市現有地下管道系統相對不很完善,所以管道通行能力可以根據需要提出要求。
小型平臺橫過鐵道要困難些。鐵軌高度雖然不高,但高度方向中部有凹陷,容易妨礙平臺行走機構運動。車底距地高小于0.03 m,且輪間距大于枕木寬度的平臺,在橫過有砟軌道時容易托底,在道砟較松時尤其如此。城區鐵路兩側通常設置護欄或擋板。高速鐵路沿線幾乎是封閉式的,無砟軌道的高度也高于有砟軌道。在鐵路沿線使用,需要平臺具有優異的越障能力。
公共場所電動扶梯的臺階雖然不高,因形狀特殊不易攀爬,使用中應盡量避免。
額外的越障高度如高的門檻、快速路0.42 m的隔離墩等需要附加結構或配套措施來實現。
偵察平臺需要拋入建筑內或地鐵道床上,甚至會從較高的起脊平房失控跌落。手持式的平臺可以把屋頂跌落做約束。考慮0.5 m左右地基,2~2.2 m室內凈高,1.5~2 m的起脊高度,5 m左右的抗跌落能力就可以應付一般障礙。寺廟和皇室建筑,房屋較高,要求更高的抗跌落能力。美軍Recon Scout Throwbot銳光偵察兵紅外機器人全長0.187 m,驅動輪直徑0.076 m(也是高度尺寸),抗9.1 m垂直跌落,可以手持。在執行屋頂等高度方向的偵察任務時,可以用具有伸縮功能的桿子送達。偵察/作業平臺可以以一樓窗戶高度和地鐵月臺高作跌落高度約束。
有些建筑周圍有金屬防護網結構,正方形孔徑,邊長0.1 m。在此環境使用無人平臺,需要特殊尺寸或措施。
純偵察目的的無人平臺,以抵近使用為主,主要活動在較平坦的地面或坡道上,借助人工幫助克服樓梯、門檻等障礙,以拓展機動范圍,通常不單獨較長距離機動。
兼顧偵察/作業的平臺能進行較長距離的單獨機動,應適應作戰區域的大部分地形,需要較好的自主越障能力。回轉空間能滿足檢查井的要求,平臺高度低于快速路上設置的波形梁或攔索底邊距地高。在作戰行動中第一線應優先使用該類平臺,手持式平臺和人員隨后跟進。
小型平臺不宜強調克服水障礙能力。水障礙底部情況復雜,河岸陡直,平臺很難通過,但如果具有浮渡能力,機動起來就方便一些。一般排水溝渠通常水流緩慢,可以浮渡。戰斗平臺重量大浮渡困難,應以涉水為主。大型的江、河障礙小型無人平臺很難逾越,設計和使用時可不做重點考慮。
參考文獻:
[1]GB 50045—95,高層民用建筑設計防火規范[S].
[2]GBJ 16—87,建筑設計防火規范[S].
[3]GB 50352—2005,民用建筑通則[S].
[4]GB 50368—2005,住宅建筑規范[S].
[5]JGJ 50—2001,城市道路和建筑物無障礙設計規范[S].
[6]CJJ 69—95,城市人行天橋與人行地道技術規范[S].
[7]GB 50038—2005,人民防空地下室設計規范[S].
[8]TB 10001—2005,鐵路路基設計規范[S].
[9]GB 50157—2003,地鐵設計規范[S].
[10]GB 50090—99,鐵路線路設計規范[S].
[11]JTG D30—2004,公路路基設計規范[S].
[12]GB 50286—2013,工程設計規范[S].
[13]GB 50014—2006,室外排水設計規范[S].
[14]GB 50330—2002,建筑邊坡工程技術規范[S].
[15]CJJ 37—2012,城市道路工程設計規范[S].
[16]JTJ 074—94,高速公路交通安全設施設計及施工技術規范[S].
[17]中華人民共和國建設部.國家建筑標準設計圖集05s518雨水口篦子[M].北京:中國計劃出版社,2005.
[18]中華人民共和國建設部.國家建筑標準設計圖集06ms201-3排水檢查井[M].北京:中國計劃出版社,2006.
[19]中華人民共和國建設部.國家建筑標準設計圖集97s501井蓋及踏步[M].北京:中國計劃出版社,1997
(責任編輯周江川)