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[图]超级士兵的崛起:液体盔甲超强外骨骼自导引子弹
发布日期:2015-07-13 08:30:57  稿源:凤凰科技

据英国每日邮报报道,现代的军事创新关注的不仅是完成任务,同时还要保证尽快完成,让士兵尽快安全回家。例如士兵可以在虚拟现实的战区里测试自己的技能。佩戴头戴式显示器(HMD)或者虚拟现实眼镜,例如Oculus Rift,士兵可以在真实的360度3D环境里探索不同的情境,例如在敌军炮火不断轰炸时对受伤的士兵进行急救。

现代的军事创新关注的不仅是完成任务,同时还要保证尽快完成,让士兵尽快安全回家。

r战争的虚拟现实:这个3D环境会通过一个内置的追踪系统随着头部和身体的不同移动而改变周遭的图像。有些战场的模拟非常逼真。

波兰军队利用集成反馈来训练士兵,当士兵被“击中”时,他们会受到微量电击。美国国防部对这个想法非常感兴趣,他希望每名士兵都配有自己的虚拟化身,以反映他们各自的技能和弱点。

敏捷的外骨骼:佩戴有外骨骼的士兵一直都是科幻小说里的题材,而现在它们也变成了现实。外骨骼的灵感源于昆虫的坚硬外壳,它们涉及一个水力学框架,可以增强佩戴者腿部和手臂的运动,使得他们可以更省力的大步行走,携带更大的负重。军用外骨骼的试验追溯到20世纪60年代,例如通用电气的Hardiman,它能够将强度增加25倍。这使得佩戴者携带11千克的载重就像携带0.5千克一样轻而易举,且还有力量反馈——类似于Xbox或者PlayStation的控制器——使得操作者可以感知他们面临的阻力。

这些项目最终以失败告终,因为早期外骨骼对轻柔动作以外的操作做出的反应无法预测,有的时候甚至非常暴力。很多现有的外骨骼项目不仅已经有医疗用途,也有不少军用应用,例如总部设在盐湖城的美国高科技公司雷神萨克斯(Raytheon Sarcos)为美国军队研发的XOS和XOS 2外骨骼系统、RB3D公司研发的大力神(Hercule)和人类负重外骨骼(Human Universal Load Carrier,简称HULC)。由外骨骼制造商Ekso Bionics和洛克希德-马丁(Lockheed Martin)公司研发的Hulc是一个由锂离子电池驱动的下肢外骨骼,它能够重新分布臀部和腿部的力量,使得操作者可以舒适的携带91千克的载重。士兵佩戴的配件,包括标准武器、弹药、军粮、急救箱、基本工具、卫星手机、GPS、头盔和防弹衣,的重量日益增加成为一个忧患。的确,过载(36千克至54千克之间)产生的后果是严重甚至致命的。

“从战斗持久性和有效性来说,分布和管理士兵的载重具有巨大的优势,” 英国皇家国防与安全研究联合服务所的军事科学分析员贾斯汀•布朗克(Justin Bronk)这样解释道。“人们往往可以最多携带40千克的载重,这意味着如果他们巡逻了数小时,当他们开始交战开火时往往会趴下,而那时他们就很难再爬起来了。”

今年早期美国军方成功的测试了一个0.5口径的狙击枪项目,名为“极度精确武器” (EXACTO),它能够在击中目标过程中改变轨迹。视频显示子弹根据目标的移动在空中改变方向。据DARPA表示:“对于军用狙击枪而言,利用现有技术在不利条件下,例如阿富汗地区常见的狂风、尘埃漫天的地形,击中移动目标是非常具有挑战性的。”

DARPA表示这个新系统是第一个自导引的小口径子弹。使用狙击枪一般是两人协作,观测手辅助枪手确定目标同时保证对方安全。但是环境细节,例如风速、降雨甚至潮湿都会影响子弹的飞行路径。同时子弹也必须克服引力以及长距离射程导致的高度下降。

利用极度精确武器系统,狙击手可以在空中调整子弹的方向,以防目标移动或者子弹因为强风而偏离轨道。视频展示了今年早期拍摄的两项测试。在两项测试里射击者故意偏离目标,子弹则会在空中转向。在第二项测试里,射击者射击时故意向左偏离了几英尺,但子弹最终还是击中目标。布朗克认为标准步兵团的主要重心是混合传感器。“例如我们已经对热能和红外视觉辅助工具进行了测试。目前士兵都会使用红外的标准夜视镜进行侦查和移动,但当他们在夜间要瞄准目标时,他们会使用热能夜视镜。很明显这涉及更多设备,但是传统的热设备非常大,虽然它们更精确。”

据布朗克表示,阻止他们将这些应用于战场的原因非常简单——能源。“外骨骼的基本问题便是运行一个典型的承重、保护盔甲的外骨骼需要10千瓦的能量。”他继续说道。“同时你需要它能够持续运行10小时左右,因为如果能量耗尽,那么外骨骼将成为一个笨重的负担。” 洛克希德目前正在调查电化学和固态氧化物燃料电池来解决这个问题。

同时美国国防高级研究计划局(DARPA)正在测试勇士机器软甲(Warrior Web)——一种类似潜水服的“柔软外服”,士兵在穿戴这个之后再穿上制服,只需要100瓦特的能量就可以为腿部和关节提供支持。

勇士机器软甲并没有使用钛框,而是计算机控制的织物和电线,这提供了传统的骨科整形支持,同时驱动腿部的机器人系统以减少肌肉和臀部的张力。“目前的趋势是尽量增加个人保护,这主要是考虑到训练密度越来越大,而军队越来越小。” 布朗克说道。“我认为士兵的基本装扮不会发生太大改变,防弹衣是可大可小,这取决于面临的威胁。在出现完整的外骨骼之前,我们必须权衡面临的威胁程度,也即保护士兵的程度,和移动灵活度这两个因素,所以你可能有骨盆盔甲、头盔和不同的高级夜视镜。”

除了目前的保护措施,还有其他方式可以极大的增强装甲。例如目前正在进行液体盔甲和纳米科技实验,液体盔甲在撞击时会变硬,但仍保持足够灵活使得士兵可以自由移动。而纳米科技使得可以从原子、分子和超分子层面上操控材料。例如研发盔甲系统的波兰公司Moratex的科学家们正在研发在自身产品里加入“魔法液体”,后者在撞击时会变硬。这种液体被称为了剪切增稠液体(Shear Thickening Fluid,简称STF),它能够在任何温度下撞击瞬间变硬。由这种液体制成的盔甲可以保护不被高速射弹射穿,此外还能在更大范围内分散能量。

“如果你能够实现纳米级别,那么你就可以创造更耐久更强壮的材料,” 布朗克说道。“因为它们没有任何瑕疵,你可以设计一个晶格结构,而无需烧窑或者浇铸。例如你可以有效地从纳米级别增强碳纤维注入的陶瓷。”

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