美軍如何測試帶狀舟橋?實驗分為三個階段 全過程與想象正好相反
在當(dāng)今瞬息萬變的世界中,技術(shù)正以閃電般的速度發(fā)展。對于美國陸軍來說,這意味著不斷發(fā)展的車輛、武器和系統(tǒng)。

正是考慮到這一點,美國陸軍工程兵研究發(fā)展中心(ERDC)與美國陸軍計劃執(zhí)行辦公室戰(zhàn)斗支持和保障項目,在密西西比州維克斯堡測試改進(jìn)后的帶狀舟橋(IRB)對大噸位軍用車輛的重量限制。
IRB舟橋系統(tǒng)用于在沒有永久性橋梁時,在河流上架設(shè),以通過武器系統(tǒng)、人員和補(bǔ)給品。它可以作為浮橋或軍用車輛的漕渡船只,2003年服役之后,已經(jīng)為美國陸軍和美國海軍陸戰(zhàn)隊的許多作戰(zhàn)行動提供了保障服務(wù)。
項目經(jīng)理、ERDC巖土與結(jié)構(gòu)實驗室的土木工程師斯蒂芬妮·羅伯特(Stephanie Robert)說:“高負(fù)載的軍用舟橋是我們在ERDC的一個計劃,它利用ERDC的專家來評估IRB在極端負(fù)載條件下的結(jié)構(gòu)變化。我們通過測試IRB在不同負(fù)載和水流情況下的變化,確定IRB可以部署的操作條件,并使其承載更大的重量和更重的車輛?!?/p>
這個實驗項目涉及ERDC多個部門,包括來自密西西比陸軍國民警衛(wèi)隊和安尼斯頓陸軍倉庫的人員。該項目將持續(xù)兩年的時間,分為三個測試階段:全尺寸靜水原型測試,小比例模型測試,以及計算機(jī)建模和分析。
第一個測試階段于2021年9月完成,包括對幾輛不同速度和重量的軍用車輛進(jìn)行全面的渡河測試。
ERDC巖土與結(jié)構(gòu)實驗室的機(jī)械工程師韋斯·特里姆(Wes Trim)博士說:“我們在一個測試場地對IRB進(jìn)行了完全成功的一系列測試。”
他說:“IRB是一個復(fù)雜的舟橋系統(tǒng),很難在實驗室條件下進(jìn)行測試。我們開發(fā)、設(shè)計和執(zhí)行了舟橋的全尺寸靜水測試,專門針對大噸位軍用車輛進(jìn)行評估,通過逐步增加車輛負(fù)載的方式進(jìn)行測試,而不是首先就進(jìn)行最重、最具潛在破壞性的負(fù)載。測試過程中,通過進(jìn)行大量測試和檢查后,再逐步增加負(fù)載,以確保安全地接近我們的最高負(fù)載目標(biāo)?!?/p>
此后,該團(tuán)隊又進(jìn)行小比例模型測試階段,該階段將復(fù)制全尺寸測試,于2021年10月開始。
羅伯特說:“我們將獲取全尺寸靜水測試中的數(shù)據(jù),在小比例模型測試階段進(jìn)行驗證。在全尺寸測試時,并沒有水流的影響,我們只是將車輛開過舟橋?,F(xiàn)在我們將在小比例模型測試中,引入流體力學(xué)效應(yīng)。我們將測試水流速度對IRB的影響?!?/p>
ERDC沿海和水力學(xué)實驗室的工程師鄧肯·布萊恩特(Duncan Bryant)博士說:“我們正在對IRB進(jìn)行小比例模型測試,我們非常小心,以確保我們選擇的模型尺寸足以獲得足夠的水力學(xué)數(shù)據(jù),并且可以與更大比例的模型測試相關(guān)?!?/p>
這兩項測試旨在通過結(jié)合流體力學(xué)方面(如流量和深度)的小比例模型測試,對IRB設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)充。

布萊恩特說:“我們可以引入水流影響,因此可以根據(jù)模擬的項目來提高或降低流速。當(dāng)水流出現(xiàn)時,會影響IRB,并改變其力學(xué)特征。這有一個限度,對橋梁來說流速太大時,你增加更大重量時,就會對安全產(chǎn)生影響。如何進(jìn)行這方面的測試,最安全的方法就是使用小比例模型。在這里,我們不必?fù)?dān)心出現(xiàn)沉沒事故,我們可以嘗試不同的場景,并不會對任何人員或裝備造成風(fēng)險。”
羅伯特說:“我們能夠在安全的前提下,完成在全尺寸測試無法進(jìn)行的項目。我們將確定河水的流速與車輛重量之間的關(guān)系?!?/p>
該項目的最后階段將在小比例模型測試完成之后開始,所有數(shù)據(jù)都將代入一個計算模型,以查看團(tuán)隊無法使用以前的方法,測試所有負(fù)載和條件,這可以讓作戰(zhàn)人員知道在什么操作條件下,他們可以安全地通過IRB。
特里姆說:“IRB是一座堅固的橋梁,它的性能非常出色,實際承載能力令人印象深刻?!?/p>
譯者按:
相信很多人想象中,肯定是先進(jìn)行計算機(jī)模擬,然后是小比例模型測試,最后用實車檢驗。然而通過這篇文章可以知道,美軍在測試舟橋時正好是相反的。想起本人在大學(xué)讀水力學(xué)的時候,教授就一直強(qiáng)調(diào),水力學(xué)的數(shù)據(jù)基本上都是實驗出來的,任何一個參數(shù)有變化,老老實實從新做起。