战场上的“变形金刚”

2013-04-29 00:44冰山上的来客
军事文摘·科学少年 2013年9期
关键词:鱼鹰外骨骼变形金刚

冰山上的来客

在当今世界武器库中,外形奇特的装备并不少见,而最吸引人们眼球的要数能够变形的武器了,这类装备不但功能强大,而且变化多样,有的是外形可以自由变化,也有的是功能模块能够随时拼接组装,它们都可以说是科幻和现实的结合体。接下来呢,就让我们先从士兵的变身开始说起。

爱看科幻电影的朋友们,一定还记得《机器战警》中的墨菲,《钢铁侠》中帅气的斯塔克,《阿凡达》中威武的“增强机动平台”,这些都是人们为了拥有无穷力量而天马行空想象出来的产物。

实际上,战场上的士兵,都希望自己能像电影中的主人公一样,随时变身,被打造成全能战士。如今通过设计师的努力,实现它已不是天方夜谭,伴随着机器人技术的迅猛发展,将机器与人相融合而造就的超级战士,已经不再遥不可及。

为减轻士兵负担出现的外骨骼机器人

什么是外骨骼机器人?外骨骼原本是一个生物学上的概念,一般指甲壳类的动物,或者是昆虫的体外骨骼,具有支撑和保护自身的作用。而外骨骼机器人,就是科研人员模仿生物特性,在人体外侧穿戴的一套机械装置,它可以跟随人体进行运动,并承担主要负荷。最早的外骨骼技术,并不是用于作战,而是给从战场上下来的伤残士兵研制出来的装上骨骼的假肢,用来辅助伤员行动。

随着士兵的单兵装备越来越多,背负的东西越来越重,有时甚至超过自身体重。像美国陆军规定的单兵负荷为25千克,但在实际战争中,他们经常要背负35千克,甚至60千克的重量。再加上持续行军速度至少每分钟300米的苛刻条件,使得士兵未战先疲,严重影响了战斗力。为此,制造减少士兵负担,提升作战能力的装置应运而生。

未来战场上的超级战士

2009年,洛克希德·马丁公司向外界展示了一种称为HULC的“人员通用负重托架”,穿戴起来非常方便,脱下并整理完毕只需要半分钟左右,还有专门的操纵杆等装置。

使用这种负重系统,人的运动速度和没有负重的速度差不多,大概在时速5公里左右,但是它能够负重90公斤,在战场上相当于背负了一名伤员,或者是携带了一枚很重的炮弹或者是导弹。

小贴士:外骨骼机器人如何跟随人体运动?

那外骨骼机器人如何能跟随人体运动呢?一要靠精确的测量仪器,提供一个准确的信息;其次要有一个强劲的动力系统和精确的驱动系统,说到停就能停,要恰到好处。另外,从整个控制系统来看,正在发展一种类似于人小脑的计算机,或者叫控制系统,能够进行实时的控制,也叫条件反射式的控制。

背着几十公斤炮弹奔跑的机器战警

假如未来战场上有一排这样的战士,以时速20公里的速度前进,每个人都背负100公斤的重物,这样的队列行动就可以运输3~4吨的物资,既能够供这个排持续作战,也能够给相邻的单位提供必要的物资支援。这在以前是想都不敢想的。

看来,外骨骼机器人在战场上应用前景非常的可观,据了解,一名普通士

兵,穿上一套外骨骼装备后,就能轻松搬运几十公斤重的炮弹,奔跑几十公里。

更让人期待的是,它能在反恐行动、城市作战中,变身成机器战警那样的超级

战士大展身手!

能够变形的飞行器

一名穿戴了外骨骼装备的士兵,携带着加装各种配件的现代武器,在现代城市战中厮杀,又该是一番怎样的场景呢?随着局部战争的时常发生,人们又该怎样快速地把士兵运送到任务地区呢?一种可以变形的特殊运输装备,也许就能达到这一目的。

“鱼鹰”倾转旋翼机,是一种能够变形的飞行器,从外形上看,它有两个平行的垂直旋翼,使它能够不受地形的限制,随时起飞、降落。而它的独特之处就在于,当它达到一定高度时,它的垂直旋翼可变形调整为水平状态,就好像固定翼飞机的螺旋桨一样,能够瞬间提升并保持它的飞行速度,这样,使得“鱼鹰”既能像直升飞机一样灵巧,又可以像固定翼飞机一样高速飞行。

小贴士:“鱼鹰”如何起飞?

“鱼鹰”拥有6片可以急速旋转的桨叶,它们旋转时所产生的巨大气流,能使其产生向上的升力,带动机体垂直起飞。虽然说“鱼鹰”运输机结合了直升机这种可不受地形限制随地起降,轻便灵活的优点,但是,它在旋翼设计上,又与我们常见的直升机有着很大区别。

鱼鹰——或许是美国未来海军战场最重要的航空器

经过测试人们发现,与一般的运输直升机相比,“鱼鹰”无疑拥有明显的优势。一般直升机最大速度为每小时250公里,但“鱼鹰”这种旋翼机,最大时速可达500~600公里。其次,“鱼鹰”的作战半径,可以达到690公里,远远优于一般直升机的100~200公里。在执行特种作战任务时,“鱼鹰”的大航程性,使其能够在加油机的支援下完成越洋部署。

正由于“鱼鹰”的这些优异性能,它今后可能成为美国海军陆战队在境外执行作战任务最重要的一个航空器。所以,它的巢一定是筑在海上的。

海上浮岛—未来海上浮动基地

“鱼鹰”的巢将筑在海上,那么,有一种装备,也许能在未来为它提供另一个很好的海上搭载平台,虽然这种平台,目前还是概念化阶段,但它能够根据任务随意组装—它就是海上浮动基地。

这种模块化变形,已经在现代军舰中有所应用。所谓模块化,通俗地讲,就如同孩子们的拼装玩具,不同大小,不同形状的积木,通过通用接口拼装成各种复杂的形状,而模块化舰船就是以“即插即用”的形式实现重组。通过不同模块的组合,使舰艇具备执行相应作战任务的能力。

近年来,美国海军最为青睐的一款方案,就是由6个独立舱段组合而成,长约1500米,宽150米,水线以上高数十米,并能以10余节航速在海上航行的模块化浮动基地。

美国提出的海上浮岛,长度是两公里,宽度是150米。为什么要选择这样一个宽度?原因就是大型固定翼飞机,如果要起飞的话,能够满足整个翼展的需求,它上面还有专门的气垫船,通行的通道,还有专门的车辆集结区域,这跟我们陆上的基地没有任何区别。

小贴士:美国“海豹”突击队经常使用的海上活动平台

2012年,美国海军把“庞斯”号两栖船坞运输舰,改造成海上浮动基地,作为美国“海豹”突击队经常使用的小型快艇和直升机的海上活动平台。

2013年3月,美海军一艘大型机动登陆平台舰的首舰,被正式命名为“蒙德福特角”号,它采用浮动式技术,满载排水量超过80000吨,硕大的甲板能同时起降多架“鱼鹰”旋翼机。不过,它和“庞斯”号一样,都是由旧船改造而来,而并非美海军向往的大型模块化浮动基地。虽然目前这种大型海上浮岛还停留在概念化阶段,但随着科技的发展,它的出现也许并不会遥远。

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