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专家:美军外骨骼装备或将改变未来陆战规则

发布时间:2012年07月05日 09:30 | 进入复兴论坛 | 来源:解放军报 | 手机看视频


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  据悉,美国陆军将于今年9月对洛克希德·马丁公司的改进型外骨骼装备进行野战试验与评估。此举引起了诸多防务专家和装备专家的高度关注。

  一个时期以来,步兵发展因循着机动力、防护力、进攻力和信息力分别提高的路径。如此“分别提高”,就像“圣诞树上不断加挂的饰品会压垮圣诞树”那样,使步兵战斗力提升陷入了增加装备数量、进而增大负重、继之降低机动作战能力的困局。为了突破这一困局,美军借助信息化的优势,率先研制出了接近实战应用的外骨骼装备,走开了由“分别提高”向“集成发展”转变的路子。虽然许多防务专家认为对该装备的实际功效有所夸大,但对它着眼“超越体能”,探索从“不堪其重”到“可堪其重”技术路径的做法,以及其所启示的“人装融合”型战斗力生成模式,集成机动力、防护力、进攻力和信息力发展的方向,却给予了充分肯定。

  从“体能受限”到“超越体能”

  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”。美军研制开发外骨骼装备,就是要在当下技术条件尚无法彻底解决装备多而散问题的情况下,着眼“超越体能”,寻求从“不堪其重”到“可堪其重”的技术突破。

  一些昆虫类动物,长有身体以外的骨骼,具有支撑、保护身体的作用,被称为外骨骼。美军研制开发的单兵外骨骼装备,就是根据仿生学的思想,为单兵设计一套体外支架,通过均衡分配外挂物重量,传导、放大单兵的肢体动感,做到既增强单兵负重能力,又保持单兵的行动灵活性,从而使背负诸如“勇士”数字化系统、大型机具、超标重武器弹药的单兵,依然具有像普通单兵那样或更高的徒步机动作战能力。

  目前美军已经研制成型的外骨骼装备,主要有洛克希德·马丁公司的高负荷载具和雷神公司开发的外骨骼系统。前者突出负载功能,后者突出负载和防护功能兼备。从外形上看,两者都类似于可供人体穿着的钢铁外衣。其上半部分的机械背架穿着于人体肩部,下半部分的机械下肢穿着于人体腿部,支撑于地面。中间的弧形支架套在人体腰间,起辅助固定作用。这样,施加于上半身的负载和人体自重,全部传递到机械下肢上。在驱动装置的驱动下,机械下肢可保持与单兵下肢随动,不但能直立行走,还可完成下蹲、匍匐等多种复杂动作,也可突然加速、突然减速。这种对单兵背负力和持久力的放大,能够帮助徒步机动作战的单兵,在自身体能限度范围内承载“超越体能”的负重,使“肉体士兵”向“机械战士”迈出了革命性一步。

  经过这几年的研究与实践,美军对单兵外骨骼装备的设计要求已越来越明确、具体。如最新的规定要求:采用模块化设计,各模块可叠装在标准的单兵防护用具包内携运行。高度可调,适用于不同身高的单兵。方便穿着,单次穿、脱用时不超过30秒钟。助力装置具有生物体能、机械动能和人工智能融合功能。控制系统具有学习和自适应能力。具有足够的结构强度和抗损性,能够承担100公斤以上的负载。平均行军速度不低于310米/分,最高可达400米/分。自备能源可保证持续使用不少于24小时。在无风的一般植被热带丛林中,25米外不能明显察觉到工作噪音,红外特征不大于单兵自身以及完全防水等。

  从“人装结合”到“人装融合”

  传统意义上的人装结合形成战斗力,是在人的生物机理与装备的技术机理无法建立内在联系的条件下,通过人的学习和技能训练而形成。这种根据人的意识来发挥装备性能的战斗力生成模式,属于“人装结合”型。

  外骨骼装备所打造的“机械战士”,通过分布于肩部、腰部和膝盖、小腿等部位的传感器对单兵肌肉活动情况进行探测,形成受力、运动等参数,输出到控制系统。由控制系统中的微型计算机,经过计算、分析穿着者的动作特点,判断下一步意图,进而控制机械下肢或上肢保持与单兵肢体的随动。操作者就像平时行走、跑步、转弯一样,完全不需要考虑如何去操纵外骨骼。这种既由人来发挥装备性能,又由装备来主动实现人的意图的无意识操作,开辟了贯通人的生物机理和装备的技术机理的技术路径,实现了人与装备在工作机理层面的初步“融合”。虽然现在的单兵外骨骼装备所实现的“人装融合”,还是浅层次、初步的,但在发展方向上却预示着“人装融合”型战斗力生成模式的形成,或将引发战斗力生成的革命性变化。

  这种“人装融合”型技术机理,也在民用领域得到了高度重视,引发了类似机理的助残器具开发热。我国的海尔公司预研的一种人工智能手臂,根据人的脑电波波形和神经中枢系统传导,即可控制握杯、倒水和运送等动作,其应用前景十分广阔。

  从“体系弱点”到“体系节点”

  数字化单兵系统解决的“体系节点”建联问题,是美国陆军实现陆、海、空、天、电、网力量一体融合的突破口。但其高达50公斤的负重,制约了其推广应用,原有的陆军战术层次的“体系弱点”,并没有因为相应的技术突破而得到弥补。但是,外骨骼装备的出现,为解决这一问题带来了曙光。它能充分发挥数字化单兵系统作用,实现陆军单兵与各种力量的融合,推动陆军的“体系弱点”转化为“体系节点”。

  美国陆军对外骨骼装备进行了加挂“陆地勇士”数字化单兵系统的集成测试。测试中,穿着外骨骼装备的单兵,背负近50公斤的“陆地勇士”系统,演示遭受武装分子伏击后的应对动作。从校验战场态势图、上传火力支援申请,到战地联合指挥官接收申请,F-16飞机接令实施对地攻击,整个流程用时不到5分钟。受试的士兵也在上传火力支援申请后,以平均5.5千米/小时的速度,进行了1个小时的连续徒步急进。此次测试,火力支援用时之短,脱离战场速度之快,保持耐力之久,徒步急进之轻松,显然不是传统战术行动所能比拟。

  其实原因很简单,装备外骨骼装备和“陆地勇士”系统的单兵,已不是传统意义上的“体系弱点”,而是融合于整个作战体系的一个节点。这样的节点,有各种各样的“眼睛”帮他看,有各种各样的“耳朵”帮他听,有各种各样的“脑子”帮他想,有各种各样的“能手”帮他干,当然能“神奇”地完成任务。

  由此可以预见,随着外骨骼装备的不断发展,以及其与数字化单兵系统在更大范围、更深程度的融合,并就此武装到单兵和战斗班组,这样的单兵和战斗班组,将像“变形金刚”一样,以小目标、高机动、超灵活、全信息、强火力,以及形相散、神相聚、力相合的优势,直接攻击坦克车,甚至直接攻击低空飞行器,也不是没有可能。

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