从科幻到现实的单兵外骨骼装备

来源:彩票网下载网作者:欧阳骞 苏伟 何昊宸责任编辑:马嘉隆
2019-08-19 19:22

今年年初,《流浪地球》一度风靡全国。这部电影展示的诸多装备中,最夺人眼球的当属机械外骨骼装备。机械外骨骼装备其实已经发展多年。

早些时候,俄罗斯展示了一款新型超级士兵外骨骼装备——Ratnik-3“未来战士”,它能够增强穿戴者的力量,从造型来看炫酷又科幻。“未来战士”外骨骼是由俄罗斯军事公司TsNiiTochMash研发,该外骨骼由钛制成,旨在提升穿戴者的力量和耐力,同时还有一层防弹板用于保护佩戴者免受子弹和弹片的伤害。穿戴时,外骨骼覆盖在身体躯干上,并固定在腰部,分散了背包的重量,可以让穿戴者背负重达110磅(50公斤)的物资。

未来战争需求催生研发创造

从现实的角度来看,科幻电影《流浪地球》中的这套外骨骼装备,能够在现代战争中发挥较大的作战价值。军事科技发展的日新月异,现代以及未来战争中士兵需要操作的装备也会越来越冗杂;单兵需要承载的重量也将逐步攀升;但人的精力和体力是有极限的。如果超出这一极限,这不仅是对士兵能否熟练掌握大量武器性能参数和维修保养装备的艰巨考验,也会使士兵的机动性和持续作战能力大打折扣,对于“以快吃慢”的信息化战争而言,机动能力差的目标就是“活靶子”。

在现有技术条件下,单兵装备多而散。但单兵体能有限,不堪众多单兵装备的不断加挂,单兵外骨骼装备就是要在当下技术条件尚未解决装备多而散问题的情况下,着眼“超越体能”,寻求技术突破。另外,数字化单兵系统是各国陆军实现陆、海、空、天、电、网力量一体融合的突破口,但其重量严重制约了其推广应用。士兵外骨骼装备的出现为解决这一问题带来契机。它不仅能充分发挥数字化单兵系统巨大效能,还能实现陆军单兵与各军兵种力量的高效融合。同时,在未来战争中,火力的精度会越来越高,缺乏保护的士兵在战场上的生存能力将愈加脆弱,因此如何增强士兵的防护能力成为一个亟待解决的现实问题。单兵外骨骼装备的研发有助于解决上述三个问题。

主要军事强国“钢铁战士”各显神通

外骨骼本来是指昆虫或甲壳类动物身体外表的骨骼,具有支撑和保护作用。很早就有科幻小说提及穿戴在人体外表、具备动力的特殊装甲,借以提高人类的战斗力,这样的装备即被称作外骨骼装备。机械外骨骼,是由金属框架构成的一种机械式装置,士兵穿上这种套装,可以为四肢提供额外的动力,能够使士兵的力量和行动力获得大幅提升。在外骨骼的帮助下,人类可以举起超过人类极限的重量,也能够在任何地形上快速行进。

正是这种幻想支撑,使现实中的单兵外骨骼装备拥有以下几点性能特征:一是采用坚固轻型结构材料。美军提出,外骨骼装备必须使用坚固、轻型且有弹性的结构材料,使之具有携行重量为21千克的个人装具、100千克以上的武器弹药等物品的能力。自备的能源可使用24小时。持续行军速度至少300米每分钟,甚至达到400米每分钟以上。法军研制的“大力神”外骨骼装备可携带100千克重物,其电池可使穿戴者以4千米每小时的速度持续行进约20千米。俄军称其第二代机械作战服与第一代作战服相比,重量减轻了14千克,这将大大提高士兵的机动性与背负(负重)能力。

二是应用范围广泛。美军研制外骨骼装备,主要目的是增强使用者的负重和运动能力。据美国国防部的一则报道显示,美国国防部已经与洛克希德·马丁公司签订了一份关于装备单兵外骨骼系统的合同,旨在提升单兵作战能力。该装备可以直接穿戴在单兵上,也能提高部队的单兵负重量,提升单兵的侦察能力,使单兵在重负荷的情况下平均步速达到4.5公里每小时,另外,行走续航里程为20公里每小时,可以完成爬坡、跨障、深蹲、匍匐等动作。俄军研制全称为“外骨骼机器人”的新式作战服——“士兵21”就是瞄准未来作战使用。对未来作战而言,城市中的巷战将成为重要的作战形式,更多的军事任务将落在步兵身上,外骨骼装备的出现为解决这个难题提供了最优解。这种机械作战服,配有火力攻击、防护、控制、生命和能源保障等系统,将有效提高单兵作战能力和防护水平。

法国研制的“大力神”外骨骼系统可根据任务需要灵活配置模块。法军称其“大力神”外骨骼的应用将涉及后勤与人道领域,包括:帮助消防队员、特种部队和步兵将重物运送至干涉地区;在医疗领域为病患者提供帮助;在建筑和后勤领域用于运送重物等。就目前各国发展形势看,单兵外骨骼装备最有可能优先应用于后勤运输、营房维护、装备修理等非战斗场合。同时,对于受伤的士兵及非战斗减员的情况,外骨骼还能有效帮助他们恢复行动能力乃至战斗能力,目前已经出现了被称作步行复原机器人的外骨骼。在民用领域,外骨骼还可广泛应用于消防搬运、抗震救灾等场合,也可以在残疾人、老年人辅助行走等领域大显身手。

“钢铁之躯”数字化已成为必然

随着军事技术的发展以及作战样式的变化,未来战争已将作战领域拓宽到陆、海、空、天、电、网等多维战场。现代网络化的信息作战模式越来越受到推崇,穿着外骨骼装备的新型步兵将成为信息战场发展的趋势之一。

在信息化条件下,与数字化单兵系统紧密结合、高度匹配,穿戴外骨骼装备和配备“陆地勇士”系统的士兵将成为与整个作战体系相融合的一个节点。每名战士都与整个信息网络连接,并不断将前方战况实时传回联合作战指挥中心。与此同时,每名单兵都能始终与上级和战友保持联系,随时了解周边战场态势,作战效能将大大超出机械化时代的单兵作战效能。依靠这样的节点,每名士兵都能够时时洞察战场各个区域的态势,与传统单兵相比较而言,其能够更加迅速的适应各种战场环境,连续完成各种高难度、高强度、高频度的复杂任务。可以预见,随着外骨骼装备的不断发展完善,及其与数字化单兵系统在更大范围、更深层次的融合,未来的陆军单兵和战斗班组将像“钢铁侠”一样,以小目标、高机动、超灵活、全信息、强火力,以及形散神聚的优势,使步兵的作战与保障效能大幅提升。

外骨骼装备作为可以提高士兵战场生存率的一种高新技术,或许因为它的出现,未来的战争形式将发生重要变化。目前,外骨骼技术在国际彩票网下载上发展迅速,作为未来步兵的必备科技装备,各国都在竞相研发外骨骼技术,并大力促成其与数字化单兵系统相融合,通过提高单兵作战能力使整个部队的战斗力再上一个台阶。而在未来的单兵作战领域,外骨骼装备发展最成熟并且最大范围列装军队的国家可能会占据较大的优势。

轻触这里,加载下一页