据美国《防务新闻》报道,在刚刚结束的2018年特种作战部队工业展上,美军特种作战司令部采购部门负责人表示,将在一年内开始对安装有装甲的动力外骨骼系统进行实兵测试。
据悉,此次会议上展示的装备原型被称为“战术突击轻型特种兵服装”,其结构主要由三部分组成:内衬及装甲、机械外骨骼和新型智能头盔。
其中,内衬及装甲部分是整套系统中面积最大的区域,也是覆盖身体的主要部分。内衬采用聚氨酯纤维制造,紧贴士兵身体,其上装有分布式传感器,可采集士兵身体各处的生理数据,包括体温、心率、血压等,并根据实时数据调节内衬温度。士兵受伤后,内衬能够释放药剂泡沫封堵伤口,进行初步战场救护。外侧传感器包括红外和电视传感器以及具备夜视能力的全向摄像头,能够增强穿戴者的战场态势感知能力。
装甲部分将使用最新开发的一种智能凝胶,它是在普通装甲中加入一种剪切增稠液体,能在电流与磁场的感应下,在很短的时间内固化,抵御7.62毫米子弹的直射与爆炸弹片带来的冲击力。在常规条件下,流动的盔甲结构能够在作战人员受伤后迅速为其止血,降低伤员的伤口感染风险。
在理想情况下,机械外骨骼系统可帮助穿戴者实现力量倍增,能够举起5吨重物、超过6米的一次性弹跳高度以及10千米/时的奔跑速度。
新型智能头盔采用全封闭设计并加装防护面甲。头盔集成平显/夜视仪组件和分布式孔径系统摄像机,通过语音控制,士兵就能在头盔显示器上读取战场信息,如目标红外图像、武器瞄准参数等,还可与其他作战单位进行情报共享和信息交互。另外,当士兵头部受伤后,可从头盔上下载损伤数据参数,评估士兵脑损伤程度,提高诊治效率。
目前该项目的许多子系统已经取得突破性进展,但作为一项复杂的系统工程,依然面临多项技术问题需待解决。
首先是动力问题。对于整套装甲而言,至少需要3~5千瓦电力才能维持10~12个小时的正常运转,而目前采用的固态氧化物燃料电池尚不能满足战场需求。最理想的动力是冷核聚变反应堆,但技术不够成熟;使用难度较低的燃料电池的小型化则难以实现。
其次是脑机交互技术落后。若要装甲贴合人体并协助人体进行高强度运动,需要一套协调外骨骼运动的人机交互系统,实时采集士兵信息,高度模拟士兵的肢体动作,并计算出最优的运动方案控制外骨骼活动并预判、引导士兵的行动。而这些需要对使用者的脑电波进行采集并分析,目前的算法系统以及脑机交互技术尚不能适应真正高强度、高烈度的实战环境。
再次是实践应用问题,尽管在测试环境下这套系统的表现不错。但实战环境下部分系统的可靠性仍有待加强。例如传感器可在身体出汗和脏污等情况下正常工作。另外,类似如何实现装甲的快速穿脱、野战环境下电力耗尽后如何快速补充、各种极端作战环境下的保养维护等困难,也是不容回避的现实问题。