2014年国外其他单兵装备发展回顾

2015-09-10 07:22立坚等
轻兵器 2015年11期
关键词:单兵太阳能装备

立坚等

2014年,相对于枪械、榴弹武器等主战轻武器装备的发展缓慢,单兵智能装备、小型无人化装备的发展迅速。单兵可穿戴装备向多功能、集成化方向发展,小型无人装备的智能化程度不断提高,用于作战的机器人发展迅速,新型单兵电源不断涌现——

现代战争环境下士兵携带的装备不断增加,士兵负荷过大,影响其机动性和持续作战能力。美军一直致力于通过单兵穿戴式装备减轻士兵负荷,经过多年发展,已经研制了多款外骨骼系统,技术较为成熟。2014年,美军在不断提高穿戴式装备性能的同时,集成其他领域技术,使单兵穿戴式装备具备防护、态势感知、自主医疗等功能。

美国陆军正在研制一款轻型战术突击作战服,该作战服通过高度网络化和内置计算机,可以使穿戴者获得更好的战场感知并了解自己的身体状况。作战服中集成了多种系统,包括新型护甲、助力外骨骼、内置显示器、态势感知系统、生理监控系统等。美军计划于2018年投入部队试验。

2014年,美国国防高级研究计划局(DARPA)与哈佛大学怀斯生物启发工程研究所签订了一份合同,共同研制柔性外骨骼,目标是使携带重物的士兵行进距离更长、减轻疲劳并降低其肌肉损伤风险。柔性外骨骼是一种内穿型智能服,能够模仿人体的腿部肌肉和肌腱,为腿部关节提供辅助,而不会像之前笨重的外骨骼系统那样限制穿戴者的行动。当前样衣是将大量织带缠绕在人体腰部及腿部,内置低功率微处理器和联网的柔性应变传感器,可持续监控多种数据信号,包括服装的拉伸程度和穿戴者的位置等。

近年来,小型无人装备的发展十分迅速。从2014年的发展来看,无人机、无人地面车辆等小型无人装备的智能化程度明显提高,控制方式与单兵智能终端结合,操作方式更加简单,系统通用化程度不断提高。

2014年10月,iRobot公司展示了一种Upoint多机器人操作控制系统,该系统为iRobot公司机器人的通用控制系统。Upoint多机器人控制系统是基于安卓系统的应用程序,可以实现对iRobot无人家族任一款机器人的控制。Upoint操作控制系统安装完成后,控制者只需要打开APP,点击屏幕就可以控制机器人运转。系统通过无线电对机器人进行控制的方式,改善了通信和智能网络能力。系统无线电拥有自动避开拥堵频率的能力。

随着美国对“减少战争中士兵伤亡”的呼声越来越高,美军开始倡导未来机器人作战并加快研制智能机器人等无人作战装备。2014年美国展出了一些智能化程度高的机器人。

2014年4月,美国展示了“阿特拉斯”机器人。“阿特拉斯”机器人高1.87m,可代替人员参加灾难、重大事故和自然灾害地区的救援行动。“阿特拉斯”机器人将参加国防高级研究计划局(DARPA)的人形机器人研制项目竞标。该项目要求机器人能通过起伏地形并进入建筑物中,参加类似日本福岛地震和海啸之类的灾难救援。此外,项目还要求机器人可以爬梯子、打开大门、运输物体,而这需要艰巨的工程和计算机科学。

俄罗斯也制定了作战机器人研制计划。2014年6月,俄罗斯政府军事委员会负责人奥列格·博奇卡廖夫表示,俄罗斯新成立的军用机器人设计试验室已投入使用。俄罗斯副总理罗戈津于2013年首次宣布在科夫罗夫的捷格加廖夫军工厂建立新试验室的计划,以吸引私人投资,进行机器人样机的制造和测试,如通过测试,机器人将装备部队。2014年1月,罗戈津表示,基金会正在开发一种“阿凡达”(Avatar)型的超灵敏机器人,该机器人可以适应人类行为,人员可在机器人内部对其进行操控,罗戈津还指示研究人员要有自己的新思想,而不是搬用西方现有的技术模式。

单兵作战时不仅要携带枪械、弹药等常规武器装备,用于侦察、探测、通信的电子装备也越来越多地普及至单兵。这些电子装备在提高单兵战场态势感知能力的同时,也带来了一个突出问题——电能消耗较大,而目前的电池能量密度较小,士兵不得不携带更多电池,增加了负荷,影响了机动能力,对后勤补给也造成较大压力。

为了满足日益增长的单兵能源需求,西方国家正在积极研究可供单兵使用的新型能源和单兵节能技术手段,以实现单兵能源“开源节流”。“开源”就是研发新型能源,主要包括太阳能、燃料电池等;“节流”主要指采用技术手段提高电能利用效率。

在新型能源研发方面,美国陆军和麻省大学的太阳能专家正在合作研发一种具有光电效应的纤维,可以用它缝制帐篷、作战服、背包和其他装备,用这种纤维制成的装备可以将太阳能转化为电能,为单兵的通信、监视或其他电子装备供电。另外,美国陆军研究试验室研发的以放射性同位素氚为动力的电池,其使用寿命可持续几十年或更长时间。氚的能量密度比普通化学电池高5个数量级,而且质量更轻。SFC能源公司生产的“雌鸟”(JENNY)网络电源系统包括便携式燃料电池(燃料电池对环境的污染比化学电池少,是一种绿色能源)、电源管理软件、特制的混合电源、太阳能电池板以及其他附件。“雌鸟”网络电源系统可以为不同的装备供电,例如电台、导航设备、夜视仪、激光测距机、便携式计算机以及单兵掌上电脑等。与传统供电系统相比,“雌鸟”系统在72小时任务状态下可以减轻单兵80%的电源负荷。供电和电能管理过程自动进行,不发出声响,不散发光和热,不容易被人觉察到。

以色列国防军正在为步兵部队研发一种经过特殊设计的紧凑型太阳能电池板,最大输出功率达到30瓦,可同时为多节电池充电。这种太阳能电池板上安装有插座,士兵可以连接不同的充电器为电池充电。

澳大利亚正在研发的一种轻质太阳能电池板可以披挂在作战服、防弹背心、头盔或背包的外面为电子装备供电。这种背负式太阳能电池板有助于解决单兵由于携带大量电池而负荷过大的问题。

为了满足英国陆军单兵能源使用要求,林凯德(Lincad)公司研制了一种可提高充电效率的“快充”充电器(FAST CHARGER)。它可以同时为4节电池充电,与之前的充电器相比,“快充”充电器的充电时间缩短一半,提高了充电效率,有利于减轻单兵负荷。该充电器还内置有电源管理系统,可保证在大多数恶劣环境中可靠供电。

集中供电、减少消耗是实现单兵能源“节流”的一种途径。例如,美国PPI公司研制的一种具备供电功能的导轨,能够实现瞄具、战术灯等电子装备的集中供电,减少电能消耗。这套装置是专门为M4/M16步枪研发的,能够支持4种电子装备连续工作24小时。这种新型导轨使用非常方便,还提供有电量指示功能,可以方便查看剩余电量。

本刊自2015年4(下)~6(上)期共分4期连续刊载了2014年度国外轻武器装备发展回顾的一组文章,分别就士兵系统、枪械、近战武器、其他单兵装备进行了系统盘点。2014年,轻武器装备发展放缓的趋势仍在延续,而可穿戴装备、智能机器人、供电电源的发展如火如荼,别有一番风景。2015年,我们继续关注轻武器热点发展……

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