激流水域救援中皮划艇与船外机的搭配探究

一、引言

我国地域辽阔，气候类型多样，这一自然特征导致了极端天气事件的频发，尤其是每年因暴雨、洪水等自然灾害，使得人民群众的生命财产安全面临着极为严峻的威胁。从水文地理的角度来看，我国境内河流众多，其径流量与季节变化深受气候条件的影响。

具体而言，由于季风气候显著，降雨量在时间分布上表现出高度的集中性，这一特点加剧了洪涝灾害的风险，而在防汛抗洪工作中，除在静止水域或者流速较慢、水较深的环境中使用冲锋舟转运人员、贵重物资外，消防救援人员一般使用皮划艇搭配船外机实施救援，特别是在激流水域中，救援是一项极具挑战性的任务。皮划艇和船外机的合理搭配能够有效地提高救援效率，降低救援风险。

二、皮划艇与船外机的性能特点

皮划艇具有轻便、易于操控、快速灵活等特点，是消防救援队伍在激流水域救援中最常用的救援船艇。皮划艇材质大多为橡皮，船艇由前后气囊、两侧边囊底部踏垫及附属配件组成不论哪一种皮划艇，船尾都备有螺旋桨推进器（船外机）。当皮划艇配上船外机时，重量轻、体积小、机动佳，操作灵敏，反应迅速，适合于狭窄河道、激流水域执行救援任务。

（一）皮划艇的性能特点

皮划艇是一种轻便、灵活的水上交通工具，具有以下优点：良好的操控性：皮划艇体积小、重量轻，便于救援人员在狭窄、复杂的水域中灵活操纵。适应性强：能够适应不同的水流速度和水况，包括激流、浅滩等。便于携带：可以折叠或拆卸，方便运输和储存。然而，皮划艇也存在一些局限性：动力不足：依靠人力划桨驱动，速度较慢，续航能力有限。稳定性较差：在激流中容易受到水流冲击而失去平衡。

（二）船外机的性能特点

船外机是一种外挂在船艇尾部的动力装置，具有以下优点：强大的动力：能够为船艇提供较高的速度和较强的推力，提高救援效率。可调节性：可以根据不同的水况和救援需求调整转速和功率。

但船外机也存在一些不足之处：重量较大：增加了船艇的整体重量，影响操控性。噪声较大：可能会对救援环境造成一定的干扰。

三、现有皮划艇与船外机的型号及搭配情况

（一）我国现有皮划艇的型号

现在我国用于激流水域救援的皮划艇型号主要有：2.3 米、2.7 米、3.0 米、3.3 米、3.6 米、3.8米、4.3 米的皮划艇，一般 2.3 米皮划艇载重 2 至 3 人，2.7 米皮划艇载重 3 至 4 人，3.0 米皮划艇载重 4 至 5 人，3.3 米皮划艇载重 5 至 6 人，3.6 米皮划艇载重 6 至 7 人，3.8 米皮划艇载重 7至8 人，4.3 米皮划艇载重9 至11 人，此处载重人员为皮划艇合理搭配相应船外机的情况。

（二）我国现有船外机的型号

常见船外机使用机型与动力大多为 4P、6P、15P、18P、25P、30P、40P 、50P 等，船外机的品牌常见的有本田、铃木、雅马哈、东发、百胜、航凯等，船外机主要由电源启动拉柄、风门按钮、方向油门操作杆、螺旋桨、冷却水出水口等。船外机在使用过程中要尽可能避免空转，特别是在空挡N 的位置时，高速的空转会使引擎受损，引起主动轴或齿轮的故障。

（三）通常皮划艇与船外机的搭配情况

在激流水域救援中，皮划艇与船外机的动力匹配、结构适配性及操作规范直接关系到救援效率和人员安全。通常消防救援人员会按照购置的皮划艇与船外机进行搭配使用，然而，由于设备采购标准模糊、现场环境复杂多变，消防救援人员常面临皮划艇与船外机搭配不当的隐患。

一是推力过大导致翻船。失控动力的连锁反应，激流水域流速可达 5-8 米 / 秒，若船外机功率远超皮划艇承载上限（如 6 米艇搭配 60 马力引擎），高速推进时易引发以下问题。水动力失衡：螺旋桨高速旋转产生的横向涡流冲击艇体侧翼，降低稳定性；重心偏移：急转弯或突遇障碍物时，驾驶员因推力过大难以精准操控，导致重心偏移翻船；浪涌耦合共振：大马力引擎激起的水浪与激流波浪叠加，加剧艇体晃动。典型案例：2021 年某地洪灾救援中，一艘搭载 40 马力船外机的 4.2 米冲锋舟因全速突进时遭遇漩涡，推力失控侧翻，3 名救援人员落水。事后分析发现，该艇制造商建议最大适配马力仅为 25hp 。

二是马力过小无法逆流行进。动力短板的致命延误，当船外机推力（单位：牛顿）＜水流阻力（公式： 0.5× 水密度 × 流速 ²× 艇体横截面积）时，救援艇会陷入“动力陷阱”；停滞倒退：在4 级及以上激流（流速 >4m/s ）中，15hp 以下船外机可能完全丧失推进能力；机动性丧失：无法快速脱离回流区或障碍物密集区，增加被漂浮物撞击风险。

三是船外机过重致尾板断裂。结构失效的隐形危机，尾板承重极限 Σ=Σ 材料抗拉强度 × 截面面积 - 动态振动载荷（与引擎重量、转速正相关）。例如：玻璃钢尾板：极限承重 ≈1.5× 引擎重量（ 40kg 引擎需尾板承重 gtrsim60kg ）；铝合金尾板：极限承重 ≈2.2× 引擎重量，但成本增加 3倍。失效过程：引擎振动→尾板螺栓应力疲劳→微裂纹扩展→水流冲击下脆性断裂（平均失效时间 <200 小时）。

在救援现场皮划艇与船外机如果搭配不合理会导致船外机推力过大造成翻船，船外机马力过小，导致在逆流中无法前进的，船外机过重导致皮划艇尾板直接断裂等后果，致使救援无法完成，甚至造成救援人员伤亡事故。

四、实际测算结果分析

首先，以 3.6 米荷鲁斯皮划艇，40 匹马力船外机为器材开展测试。现在水流流速为 0M/S，通过在同一起点同一终点油门不变的情况下，船速与船上载重的关系。

然后，以3.6 米荷鲁斯皮划艇，30 匹马力船外机为器材开展测试。船速与船上载重的关系

实地测算表2

米荷鲁斯皮划艇，15 匹马力船外机为器材开展测试。船速与船

实地测算表 3

根据 3 组数据分析，3.6 米皮划艇安装船外机载人最快速度为 11.1m/s ，但船头翘起较高，皮划艇后尾板有脱落的风险。结合 3.6 米皮划艇安装 40 匹船外机，船速虽然较快，但船体稳定性较差，存在尾板有脱落和侧翻风险，得出 3.6 米皮划艇最适合安装 30 匹马力船外机，并且220KG——310KG 效果最佳，得出载人数约为 5 人左右。

为避免测算结果单一，同时采用 4.2 米信光皮划艇进行实地测算得出的测量数据为：首先，以 4.2 米信光皮划艇，40 匹马力船外机为器材开展测试。现在水流流速为 0M/S，通过在同一起点同一终点油门不变的情况下，船速与船上载重的关系。

实地测算表 1

米信光皮划艇，30 匹马力船外机为器材开展测试。船速与船

实地测算表 3

根据 3 组数据分析，4.2 米皮划艇安装船外机载人最快速度为 11.3m/s ，但船头翘起较高，皮划艇后尾板有脱落的风险。结合 4.2 米皮划艇安装 40 匹船外机，船速虽然较快，但船体稳定性较差，存在尾板有脱落和侧翻风险，得出 4.2 米皮划艇最适合安装 30 匹马力船外机，并且160KG——310KG 效果最佳，得出载人数约为 3—5 人左右。

根据上述测试，在理想状态下，消除水流对皮划艇的作用力，直接用皮划艇速度减去水流速度即为船艇在水域中行进的速度。但往往在激流水域中水流对皮划艇作用力很大。根据普朗特混合长理论（无界固壁上的湍流运动），湍流核心区内速度剖面是对数曲线，平缓的水流冲击力甚小，但当流速加快二倍时，其冲击力则变为四倍，强大的水流冲击力量就足以冲垮、冲走激流所流经之处的所有物体，包括皮划艇。水流速将给皮划艇反作用力，力量的换算公式为：一立方英尺水重量 62.4 磅，每秒 10 立方英尺的水可移动总重量超过 300 磅的身体或物体，1 英里 =1.609 公里、1 英尺 =0.3048 公尺、1 英磅 =0.45359 公斤。所以建议在激流水域救援中可以使用 3.6 米皮划艇搭配 30P 船外机或者 4.2 米皮划艇搭配 30P 船外机使用。

并在实战救援中应该注意：螺旋桨叶片外要加装保护铁罩，因河道深浅不一，行驶于急流中，障碍物或漂流物会破坏螺旋桨叶片，让船艇失去动力影响救援能力。在水域中操控充气式动力救援艇，应具有对水域救援的知识，基本操控机械动力救援艇的能力。船外机搬动时，不可倒立或使引擎低于螺旋桨叶，以免油水倒流无法发动。将船外机挂上救生艇后板，定位后锁紧固定螺栓，扣上系留绳 ( 安全绳 )。检查船外机与船身之角度，倾斜定位锁杆不锁定。

五、结论

在激流水域救援的专业实践中，皮划艇与船外机的科学搭配构成了提升救援行动效率与确保救援队员人身安全的核心要素。针对此类高风险且技术密集型的救援任务，消防救援人员必须依据救援作业的具体特性和实际需求，精心挑选适宜的皮划艇型号与船外机配置。这一过程要求深入分析水流速度、水域复杂度、预期救援距离以及潜在障碍物等多重因素，以确保所选装备既能满足快速响应的需求，又能适应极端环境下的稳定运行。

（一）根据救援任务选择合适的皮划艇和船外机

对于近距离、小规模的救援任务，可以选择小型皮划艇搭配低功率船外机，如 2—3 米长的皮划艇搭配 3.5-10P 的船外机。对于远距离、大规模的救援任务，应选择大型皮划艇搭配高功率船外机，如 4—5 米长的皮划艇搭配 15-30P 的船外机，使用 5—6 米长的皮划艇应搭配 30-40P 的船外机。

（二）考虑皮划艇和船外机的重量和平衡

船外机的重量应与皮划艇的承载能力相匹配，避免因过重导致皮划艇下沉或失去平衡。安装船外机时，要确保其位置合理，使皮划艇在行驶过程中保持平衡。

（三）调整船外机的安装角度和高度

根据水流速度和水况，调整船外机的安装角度，以获得最佳的推力和操控性。合理设置船外机的高度，避免在行驶过程中触底或受到障碍物的碰撞。

综上所述，结合救援现场实际，用于转移营救被困人员时，救援时需要 1 名皮划艇驾驶员和 1 名安全观察员，所以建议在激流水域救援中使用 3.6 米皮划艇搭配 30 匹马力船外机，乘坐人员为 4 至 5 人最为安全高效，4.2 米皮划艇搭配 40 匹马力船外机，乘坐 5 至 6 人最为安全高效。

参考文献：

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