美俄法的外骨骼系统研究现状
上世纪60年代美国率先提出外骨骼系统概念,并很快引起军方关注。但直到本世纪,随着新材料的不断发明与应用,外骨骼系统才得到了大力发展。如今,世界上已有20多个国家和地区都在积极研发士兵穿戴的外骨骼系统,尤以美、俄和欧洲等国的技术最先进,并开始迈向实战应用。
美国是外骨骼系统研制的先锋。多年来很多公司与军方合作进行开发,并取得了一定成果。美国雷声公司已经为陆军研发出两代外骨骼系统。2010年10月进行的测试演示中,采用全身盔甲式结构的第二代XOS2外骨骼系统,除防护能力外,其负重能力令人印象深刻,它能迅速感应到身体的动作并输出强大的力量,在不会让穿戴者感觉到有过多额外负担的情况下,能不知疲倦地将重200磅(约91千克)的重物反复举起几十到几百次,重复击穿厚度约3英寸(76.2毫米)的木板,而且能够在负重的状态下轻松完成数百次俯卧撑,并灵活自如地进行手劈木板、爬楼梯和下坡等动作。
洛-马公司为美国陆军研制的改进型人体负重外骨骼系统HULC,2012年9月进行了测试。该系统一次充电可持续工作72小时,而且结构轻便、功能强大、可靠性高、实用性强,能够与士兵完美地结合成一体,通过系统的不同构件承担大部分负重并通过机械腿直接传递到地面,让士兵几乎感觉不到任何重量,因此可以毫不费力地举起过去需要3人才能举起的大口径炮弹之类的重物;协助士兵在背负90千克重物的情况下以4.8千米/时的速度在野战环境下持续行进一小时,并能以高达16千米的时速奔跑冲刺,在恶劣环境下灵活地完成爬坡、跨障、深蹲、跪地、匍匐等动作,而不会感觉到有任何不便,此外HULC还能配置防护装甲。在它的帮助下,士兵不仅可以更好地防护自己,并可背负较重的战斗载荷行军,更容易地使用重型武器,从而极大地提高了单兵的机动能力和作战效率。
紧随美国之后,俄罗斯、法国等的军用外骨骼系统研究也取得了令人侧目的成绩,并各具特色。俄罗斯将在2015年配发部队的第二代外骨骼系统———勇士-21,采用纳米技术,其重量较轻,坚固耐用,且能与士兵形体保持高度一致,可分散和承担士兵大约95%的负荷,使士兵在全装满负荷时也能流畅而敏捷地在平面或斜面上行走、奔跑和跳跃,行进速度可达到16千米/时;此外,它还初步实现了与其数字化单兵武器系统的集成,因此勇士-21除能全面增强士兵机能外,还拥有攻击、防护和生命与能源保障等功能。
法国2011年推出的“大力神”外骨骼系统,主要由机械腿和背部支撑架两大部分组成,结构非常简单,穿戴和脱下都很容易,士兵使用它后可携带100千克重物以4千米的时速连续行进5个小时;它还能实行任务模块配置,排长和士兵可根据需要选配装具模块和负重组件来完成各自的任务,如给士兵配装上机械臂后,他能轻松搬运战场所需的很多重物,而这在过去可能需要多人或更长时间才能完成。