陆战“钢铁侠”出色来袭

来源:束缚军报作者:张旭航 白通亮 王丽娜义务编辑:伍行健
2019-11-15 04:15

在庆贺中华人平易近共和国成立70周年阅兵式上,设备方队队员佩带的单兵综合系同一经表态,网友和军迷们便高兴不已。

网上余温未散,网下战鼓喧天。深秋的北京,陆军“超能懦夫”单兵外骨骼挑衅赛出色演出。笔者在现场看到,负重45公斤的兵士在各类复杂地形上疾步如飞、不知疲惫,3米高墙轻松攀爬,3米壕沟持续逾越,近50公斤的炮弹被轻而易举地装填……

穿着单兵综合体系和外骨骼体系的兵士,仿佛都具有了超才能,就像《流浪地球》《钢铁侠》等科幻片子中的机甲兵士一样。

此次挑衅赛由陆军设备部主办。经过先期分赛区挑选,共有25个单位、29支部队、50余台样机入围决赛,环绕轻装灵活、负重行军、物质搬运、弹药装填等7个项目展开比赛。 

聚焦实战 比赛激烈

某项目组的一名担任人指着义务背景类比赛的起伏道路和城市巷道向笔者简介:“将来战斗须要甚么样的设备,我们就研发甚么样的设备;将来疆场是甚么样的形状,我们就设置甚么样的考察项目……”

诚如此言,此次比赛义务背景类的轻装灵活、负重行军、物质搬运和弹药装填4个比赛项目,均设置了实战应用背景。

轻装灵活和负重行军项目,以单兵在复杂地形条件下的敌后作战、快速交叉、物质前送等为背景。负重行军除考验单兵负荷45公斤疾行3千米的才能外,还增设模仿疆场背负伤员转移才能考察。测试组担任人告诉笔者:“项目内容及评分标准制订,充分研究自创了近年来几场部分战斗外军长间隔、大年夜负荷灵活的实战经历,遵守了战伤救治‘白金10分钟’的规律,同时调研了部队在高原山地情况下行进速度受坡度影响等成绩。”

有专家指出,要处理好负重行军的技巧困难,关键在高效力学传递体系设计,其好坏直接影响可穿着外骨骼各体系功能。参赛队之一“超等兵士队”设计的可穿着外骨骼构造,采取仿生学设计,与人体婚配程度高,可根据小我身高停止主动调理。测试中,受试者负重感轻、行军速度快、体能消费低、转移伤员效力高,颇受评委的喜爱。

在物质搬运项目比赛中,笔者发明,参赛样机种类不一、构造多样,有的线路虽复杂但操作起来异常便捷;有的看起来粗笨但足以使单兵疾步如飞;有的就几块穿着式贴片却能令人“举重若轻”。带着疑问,笔者细心询问专家,得知个中奥妙:这些复杂线路,能将电灵活力传递至全身各个关节;这些看似粗笨但行动便捷的外骨骼,属于刚性外骨骼,是一种仿人体骨骼的动力装配,兼具负载和搬移托举功能,可以或许增能人的骨骼和关节力量,完成力的传递;这些穿着式贴片,叫柔性外骨骼,是一种仿人体肌肉的压力释放装配,可以经过过程计算控制,增能人的肌肉力量,分散身材的压力。

比赛现场,气动外骨骼和无动力外骨骼为两个搬运弹药箱的兵士供给助力。“毕竟哪款更能进步搬运效力呢?”一切人都拭目以待。据专家简介,气动外骨骼是在人体晋升重物的刹时,向上供给一个冲力,有效增长作业者腰背部的最大年夜肌力峰值;无动力外骨骼则是奇妙应用前置挂钩的力转移道理和弹性储能器件节能道理,将背部压力转化为晋升力量。比胜过程当中,两种外骨骼各有所长,体验过的兵士说,用上外骨骼后感到力大年夜非常,完成义务轻松自若。

在弹药装填比赛项目中,固然都是依附上肢外骨骼力量,但与气动和无动力外骨骼不合,来自“中兵懦夫队”的托举型外骨骼样机,可以或许针对人体上肢举措停止自在度婚配和优化,完成机械臂对人体大年夜臂、小臂的自在跟随,并由高功率密度电机加强肘关节力矩,有效减轻了托举措作的负重感。

技巧引领 无穷能够

人们最早设计外骨骼的目标,是帮助加强单兵本身的承载和搬运力量,让单兵在曲折山地、茂盛丛林等复杂地形上,可以或许负重更多、走得更快、耐力更强。

近年来,世界重要军事强国相继推出涵盖作战、侦查、通信、防护等要素的兵士体系,完全冲破了传统单兵设备的概念。随着需求推动特别是技巧的进步,形状各别、功能多样的外骨骼赓续问世,从刚性外骨骼到柔性外骨骼,从有动力外骨骼到无动力外骨骼,从下肢外骨骼、全身外骨骼到单关节外骨骼,各类样机逐步从实验室道理样机生长到面向疆场的真正应用。

可以说,技巧的进步引领着单兵外骨骼体系的生长偏向,也使得以往没法想象的情形变成了实际。为了凹陷技巧引领感化,此次比赛专设了妨碍逾越、兵器操控、协同控制等比赛项目,比赛内容切近部队体能练习和战术情况。

“这些外骨骼虽好,但会不会束缚战术举措的发挥?”有人提出疑问。“构设实战情况、考察战术才能,建立外骨骼作战效能评价目标体系,是我们组织本次挑衅赛的初志……”一名评委说。

果真,在技巧引领比赛单位中,龙精虎猛的比赛排场为我们拉直了这个问号——单兵穿着上外骨骼,不只可以或许轻松翻越高墙、逾越壕沟、攀爬绳索、穿越管道,还可以灵活操枪、长时间稳定持枪。

“这得益于步态辨认技巧和交互力触发体系的生长,在零力矩点均衡控制基本上,融合了灵敏度缩小年夜控制算法和智能特点辨认控制算法。”来自“航天懦夫队”的技巧人员向笔者简介,经过过程对外骨骼足底交互力体系停止优化,逾越妨碍时断定人体蹬地刹时的足底举措,获得人体及全部体系的零力矩点和刹时力的需求值,然后把计算成果反应给主控体系,主控体系对这些数据进交运算调剂后传给外骨骼驱动装配,完成对下肢外骨骼的举措调理,可以稳定行走、奔驰、腾跃。

“野战条件下很难处理动力持续成绩,有源类外骨骼的疆场价值安在?”不雅赛的部队官兵提问。

“冲破动力限制,是可穿着外骨骼应用研究的世界性困难。现有电池技巧没法耐久地为外骨骼供给能量,须要开辟能量强、体积小、驱动力大年夜、安然性高的驱动装配。今朝可穿着外骨骼多采取电机驱动,虽然具有稳定和遭受力强等长处,但构造复杂,既增长了外骨骼的重量,又限制了外骨骼行走时的抬腿高度及下蹲幅度。”有关专家早就认识到了这个成绩,他们带领团队正在研制一种新型纤维织物,应用“天然肌肉”代替液压体系驱动外骨骼,有望破解这个困难。

脑电、肌电等旌旗灯号收集处理技巧的生长,为晋升单兵外骨骼设备的控制才能和智能化程度供给了多种门路。笔者在协同控制项目比赛现场懂得到,经过过程脑电和肌电控制,单兵还可以束缚双手,完成人体活动意图、说话意图的感知与辨认,从而精准操控无人设备,完成人机协同,拓展战术空间。“神经工程中间队”研发的脑肌电控制设备,乃至可以在数十米外,将模仿雷管精准拔出直径几厘米的小孔中。

创新演示 面向将来

如今,随着单兵设备“以兵士为中间”的生长理念赓续深刻,单兵外骨骼体系必将加快融入下一代单兵设备体系。

但是,“一招鲜”难以“吃遍天”,打造将来疆场上的“钢铁侠”,既须要在单兵外骨骼体系的研究应用范畴取得冲破,又要在其他范畴有所创新。

本次比赛,专门设置了创新演示类项目,设置了防护集成、嵌入融合、意图感知、新兴驱动、单兵飞翔5大年夜版块,既有室内展示,也有室外演示。那些美不胜收标高科技材料、部件及模块,扣人心弦的演示展示,让人叹为不雅止。

“单兵外骨骼除可以或许为兵士供给强大年夜的灵活搬运才能外,还可以经过过程标准接口,加装不合伙料、不合外形的防护组件。”

“本版块重要展示人工肌肉、仿活泼力、高功质比伺服等外骨骼新兴驱动技巧。”

……

展区讲解员一边热忱专业地讲解,一边为不雅众简介碳化硼、纳米、钛合金材料,和心思监测、通信定位、信息显示等功能模块。经过过程不合伙料及模块组合,就可以构建满足不协作战情况的外骨骼体系。

在法国自力日表态的Flyboard Air单兵飞翔器令人刮目相看,虽然价格昂贵、寿命较短、操作性差,但当它用时22分钟奔腾英吉祥海峡时,博得了全球的掌声。而在此次室外展演项目中,有关团队研发的单兵飞翔器一出场便成为核心:该飞翔器不只可以完成空中悬停、精确绕弯、快速灵活等战术举措,还可以完成遥控操作,并搭载兵器精准射击。

展示区出现的飞翔概念背包,固然只是一个概念产品,但相干实际曾经成熟,研发进入本质阶段。特别装备以液态氢气为重要燃料的涡轮发动机的产品,灵活性、灵活性、推动力更强,不只可以完成垂直起降,还可以经过过程可视化控制屏随时精准调控飞翔状况,乃至可以启用应急浮力体系完成安稳着陆。

除此以外,笔者在展区中还看到了一款仿人体的“铠甲”,是集成了全身轻型护甲、助力外骨骼、内置显示器等综合性能的先辈外骨骼体系。它可以或许加装先辈防护模块,兵士穿上它,能刹时变身刀枪不入的“钢铁侠”。

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