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漫谈机械外骨骼,未来战争中

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  “科普中国-军事科技前沿”原创作品,转载请注明来源。

所以“外骨骼”这是以补给为主要目的研发出来的装备,要说这种装备给士兵在战斗中带来的战斗力上的增幅,这个得视情况。穿上外骨骼,整个人的目标变大了好多,敌人更方便瞄准咱了,是不是?

  “军用外骨骼系统”并非新兴事物,但辅助机械臂作为一种简化版的单兵“外骨骼”系统还是颇有创意,本文就此为您解读。

  负重的美军士兵

控制制空权,其实导弹也可以,只需要地面装备牛叉的导弹将战场天空清理干净就好。

  ▲美军士兵单手测试“第三臂”辅助臂开枪动态图

  说了这么多机械外骨骼需要解决的问题和机械外骨骼自身还需要解决的问题,其实现在已经出现了一种新的趋势—机器的智能化和无人化,这点从一些影视作品里也能看出些名堂,比如钢铁侠旗下可以自主作战的无人钢铁战甲和环太平洋2里面不需要驾驶员亲自上阵可以远程操控的新一代机甲。

上面那说的有点绕,举个例子:

  尽管美陆军尚未公开有多少公司参与了“第三臂”辅助臂的研发,但可以猜测到的是,辅助臂的一些关键系统,例如蓄能电池、操纵装置肯定会借鉴现有技术(例如HULC的电池及微控计算机等),可将研发成本保持在可控范围内。

  各国发展未来步兵计划时,给步兵增加的计算机火控系统、信息化装备和这些电子设备的电池进一步加重了步兵的负担,目前士兵不断增加的负重和几乎从未增长的体能之间的矛盾已经达到白热化的程度,更别提在一些国家里还出现了士兵整体身体素质开倒车的现象。既然不能增强人体,那就利用最新的科技给士兵打造一个助力器让他们拥有更强的负重和机动能力,来应对越来越复杂的地面战场和自己越发沉重的装备吧,这就是现阶段军用机械外骨骼的作用。

首先选择动力外骨骼 因为价格便宜 但是当人类进入宇宙那就要选择动力机甲了
宇宙环境复杂 需要一定防护
至于由人操作的动力机器人到了有动力机甲的时候人工智能已经不再是实验室里的摆设品了
要是选择的话宇宙时代肯定选择全人工智能机器人
像高达那种由人操作的也会出现半人工智能现象
毕竟人工智能虽然会出错但是有人类监督的话会好很多

  或许在不久的将来,人们就能看到类似2014年的科幻电影《明日边缘》中,阿汤哥穿着的那种动力外骨骼装甲投入到实战中。

  对于影视作品里看起来威风凛凛的机械外骨骼乃至动力机甲,人们在潜意识里总有着“更高、更大、更强”的期待,遗憾的是更高更大不意味着就会更强。

首先,背着60kg或者100kg的负重都可能是小意思,这是美军在阿富汗战争中总结出的需求,要在载具不方便到达的地方低成本的进行物资补给。

  据美国陆军官网报道称,美陆军研究实验室研发的这种绰号“第三臂”的辅助机械臂(下文简称“辅助臂”),主要由碳纤维材料制成,可以在战斗中或休整状态,帮助步兵持有武器。

  众所周知,从二战时期到现在,许许多多的军事技术都发生了翻天覆地的变化,比如战斗机动力从活塞发动机螺旋桨一路升级到涡轮喷气发动机,速度从六七百公里每小时提升到两三倍音速,还有一些性能参数,由于种种自然和物理规律的限制还有设计上的权衡,没有取得什么重大突破的,比如舰船的航速,同样是常规动力的埃塞克斯级和小鹰级航空母舰,最大航速都是32节。

人类对自身身体能力的自卑使人类想象出了巨人,这种想象在披上了科学的外衣后就出现了机甲!这是人类的浪漫但绝不是武器发展的方向!

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  作者:银翼工作室

且看现在叙利亚拿啥打仗呢?

  除持枪这一主要功能外,辅助臂还能外挂9公斤重的防弹盾牌,使步兵在执行巷战突袭或是大楼攻坚任务时具有更强的生存性,还能解放出双手,携带更多武器或是执行其他作战任务。“第三臂”其实可以看作是一种简化版的“军用外骨骼”系统。

  这些就是机械外骨骼急需解决的问题,本质上都是要增加步兵的负重和持续机动能力。想象一下,如果每一名步兵都能拿起通用机枪级别的武器,身负足够的弹药,坚固的护甲和先进的信息化装备,更不要说突破了重量限制后完全可能研发出来的能够穿透敌方护甲的大威力武器和能精确制导的单兵武器,这,也许就是未来步兵的模样吧。理想很丰满,现实很残酷,现在的机械外骨骼,更像是某种助残设备,只能帮助士兵搬运重物或者进行有限的机动。

因为这些机甲最没用的地方就是那两条腿!双腿的作用是移动,但是在移动方式上最没效率的就是双腿!与其花费时间精力去制造两条可以快速移动和克服复杂地形的又大又粗又容易被攻击的腿,到不如直接制造一辆可以进行短距离飞行的悬浮坦克(漂浮在地面上一定距离的坦克)可以克服一切地形而且阻力小速度快!同理如果腿没了,手就更没用了!人类双手的作用是持握和制造,但是在战场上这两种功能完全没用——武器可以直接安装,而战场上没时间也不需要武器来制造东西!

  HULC可让一名士兵在负重90公斤的情况下,以每小时10公里的速度在任何地形上行进,而且只需一块电池就能够连续工作超过72小时。穿戴HULC后,负重的情况下,穿戴者的最大冲刺速度可以达到每小时16公里,而普通人步行的时速仅为每小时6公里。

  电影《星河战队 火星叛国者》中的机械外骨骼步兵

当然了,这些都只是脑洞,毕竟不到那一天谁都不知道到底会是什么样的!大家要有什么看法欢迎下面一起讨论!
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  ▲上图:电影《明日边缘》中,阿汤哥穿着的这身外骨骼装甲,届时士兵将有“四手相助”,除双手外,还有额外的“机械臂”使用单兵电磁轨道炮和“金属风暴”多管武器系统压制敌军重型部队,起到“一骑当千”的效果。
下图:电影《明日边缘》的外骨骼装甲设定稿,两支辅助臂分别携带了多管榴弹炮和重机枪,火力堪比“轻型坦克”。

  针对人体进行强化的机械外骨骼,脆弱这个缺点并不是很突出,因为在现代战场上人体本身就非常脆弱,机械外骨骼可以给士兵更好的负重能力,可以让士兵有更强大的火力、机动和防护,但是如果想把人形战斗机甲做得“高大上”,从军事角度看绝对不是一个好主意,因为人形机器人的弱点实在太多又没法进行集中防护,就算人形战斗机甲在机动性上有所突破,在火力和防护方面也是绝无可能超过目前可预见的地面装甲战斗车辆的。

看一下美国海军陆战队和美国陆军争论的,M855A1型子弹很棒,但无法满足未来战争的需要,届时需要使用M80A1型子弹的7.62×51mm口径步枪。这叫MK17步枪多尴尬?很多国家都把FN
FAL退役了……

  据洛马公司的公开资料显示,HULC的最大负重超过100千克,全部由背上的托盘承担,再通过机械腿直接传递到地面,穿戴者几乎感觉不到任何重量。HULC身体上半部分的承载部位可以按照需求进行配置。目前已经测试的有抓起155毫米榴弹炮弹的抓钩、持有通用机枪的特制挂架等。

  出品:科普中国

假设2001年时提出“未来战争”概念,2017年叙利亚干起来了,现在2018年讨论未来战争,那么,相比于2001年,2017年叙利亚发生的战争就是未来战争。

  “军用外骨骼”并非新鲜事物,早在2012年9月,美陆军就从美国军火巨头之一的洛马公司接收了一批改进型“人体负重外骨骼”(HULC)系统用于测试。

  其实相对于人类在这百年间沧海桑田般的科技爆发,进步最小的,就是人类本身。科技的进步和公共卫生服务的普及大大提高了人口平均预期寿命,但是人体本身,却没什么合适的科学手段去强化。从战争和军事技术的角度去看人体的话,一千年前步兵长枪手就可以披挂三十几公斤的重型札甲投入战斗,现在步兵负重也不过如此,美军还总抱怨负重过大造成士兵肌肉和骨骼损伤,最糟糕的是,目前士兵的负重毫无减轻的趋势,杂七杂八的东西越来越多,而且看来看去其中好像没什么是可以丢弃的。

回答:

  美陆军试验显示,HULC系统能够明显降低人体对氧气的消耗量。试验人员穿戴上“外骨骼”后背负36.7千克重的物资,以每小时3.2公里的速度行进,其氧气的消耗量比不穿“外骨骼”时减少约15%。而氧气消耗量越大,人就越容易疲劳。

  洛·马公司介绍称,HULC系统的最大负重量可以达到90.7千克,据介绍,HULC是一种模仿人体结构特点设计的外穿型机械骨骼,内部配备有液压传动装置和可像关节一样弯曲的结构设计,不但能够直立行进,还可完成下蹲和匍匐等多种相对复杂的动作。

云爆弹等等……成了检验过去装备的武器是否靠谱的实验场了。

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  动力和能源是另一致命弱点

怎么办呢?动力外骨骼就可以克服这个问题。这个玩意能够带来的是轻武器技术的全面发展。

  片中的外骨骼装甲配备有2支辅助臂,分别可搭载包括单兵电磁轨道炮、“金属风暴”多管速射武器、重型榴弹炮等多种重火力武器,配合双手搭载的其他武器,可以达到“四手同时开火”的效果,单兵火力几乎与轻型坦克不相上下,对此人们可拭目以待。

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届时只需要特种兵为空中力量指引需要打击的目标就好,美军这些年欺负小朋友用的就是这招。

  据美国陆军官网3月24日报道称,美国陆军研究实验室(ARL)目前正在研发一种绰号“第三臂”的辅助机械臂,可大幅减轻士兵作战负担,帮助士兵手持突击步枪等武器,设计理念和外形都十分接近1986年上映的科幻电影《异形2》中的科幻武器。

  换句话说如果可以研制出堪用的步兵机械外骨骼,那么同等条件下,把人体所占的空间替换成机器,就一定可以研制出比装备了机械外骨骼的步兵更强大的战斗机器人,所以,未来的机械外骨骼,到底是增强步兵的机甲,还是食之无味的鸡肋?让我们拭目以待吧。(本文图片均来自网络)

届时就是根据头上的卫星或者特种兵或侦察兵对炮火进行引导。

  ▲从M56“智能机炮”的设定原稿可明显看到辅助臂的部分,甚至在手持的部分也有助力组件。

  步兵负重和持续机动的问题亟需解决

现在军事领域一直在强调未来战争,无论是在人体外套个金属支架,还是套一层铠甲,或者干脆弄出更敏捷的战争机器来,这些都是美军在他们自己遭遇的现代战争和过去经历过的战斗中总结出的需求点。

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分析一下,从身体外套一层金属支架有什么用?

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  这款看起来非常完美的机械外骨骼由于总重七公斤的电池性能的限制,只能在负重状态下支撑一个小时,它也许可以满足后勤部队和炮兵的需求,但是身处前线的步兵是没法接受续航力不足的机械外骨骼的。

回答:

  这种设计十分接近电影《异形2》中,太空陆战队使用的M56“智能机炮”,这种重型枪械自备有辅助机械臂,便于士兵能够快速操纵和开火。现实中的辅助臂“原型”仅有1.5公斤重,但能轻松举起12公斤重的M240通用机枪,试想一下,步兵在执行巡逻或是警戒任务时,使用辅助臂能够大幅减轻他们的持枪疲劳感,而且在使用武器射击时,辅助臂还能有效降低后坐力,协助提高射击的稳定性和精度。

  明显超重的美国陆军士兵

回答:

  从以上数据不难看出,“军用外骨骼”对士兵作战能力的提升可达质的飞跃,负重能力的提升意味着单兵能携带火力更强的重武器(重机枪、火箭筒甚至激光武器)、更多弹药以及更完备的防护装备(重型防弹衣或盾牌),此外单兵的野战机动性能也将大幅提升,能以更快的速度(更短的时间)抵达作战区域;用于后勤任务,士兵则能在更短时间内完成重型物资(炮弹、补给)的搬运工作,效率能翻倍。

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