劉殿學

愛看科幻電影的小朋友,一定還記得《機器戰(zhàn)警》中的墨菲、《鋼鐵俠》中帥氣的斯塔克、《阿凡達》中威武的“增強機動平臺”,這都是人們?yōu)榱藫碛袩o窮力量而天馬行空般想象出來的產物。
實際上,戰(zhàn)場上的士兵都希望自己能像電影中的主人公一樣,被打造成全能戰(zhàn)士,隨時變身。如今通過設計師的努力,實現這個愿望已不是天方夜譚,伴隨著機器人技術的迅猛發(fā)展,將機器與人相“融合”而造就成超級戰(zhàn)士,已經不再遙不可及。
實際上,這種超級戰(zhàn)士,是人在機器里操作,叫外骨骼機器人。
外骨骼原本是一個生物學上的概念,一般指甲殼類的動物,或者是昆蟲的體外骨骼,具有支撐和保護自身的作用。而外骨骼機器人,就是科研人員模仿生物特性,在人體外側穿戴的一套機械裝置,它可以跟隨人體運動,并承擔主要負荷。
最早的外骨骼技術并不是用于作戰(zhàn),而是給從戰(zhàn)場上下來的傷殘士兵研制的裝上骨骼的假肢,可以輔助傷員行動。但隨著士兵的單兵裝備越來越多,需要背負的裝備越來越重,有時甚至超過自身的體重,像美國陸軍規(guī)定的單兵負荷25千克,但在實際戰(zhàn)爭中,他們經常要背負35千克,甚至60千克的重物,持續(xù)行軍速度至少每分鐘300米,這使得士兵未戰(zhàn)先疲,嚴重影響戰(zhàn)斗力。為此,能減少士兵負擔、提升作戰(zhàn)能力的裝置應運而生。
早在上世紀60年代,美國通用電器公司研制了一種名叫“哈迪曼”的裝備,這種裝置可以佩戴在士兵手上,但只能戴在一只手上,不過人體通常運動的時候,本身會利用腳踝、膝蓋到腰、肩等很多關節(jié)的運動,改變整個身體的姿態(tài)、形狀,從而改變自已的重心。
要使外骨骼機器人完全隨著人體運動,主要靠兩點:一個要靠精確的測量儀器,提供一個準確的信息。第二個,就是有一個強勁的動力系統(tǒng)和精確的驅動系統(tǒng),能夠做到說動就動,說停就停。另外從整個控制系統(tǒng)來看,正在發(fā)展一種類似于人小腦的計算機控制系統(tǒng),能夠進行實時的控制,也叫條件反射式控制。
2009年,美國洛克希德·馬丁公司向外界展示了一種稱為HULC的“人員通用負重托架”。它穿戴起來非常方便,有專門的操縱桿等裝置,脫下并整理完畢,只需要半分鐘左右的時間。使用這種負重系統(tǒng),人的運動速度會和一般的速度差不太多,大概在時速5千米左右,但它的負重可達90千克。如果把90千克的負重,折算換成作戰(zhàn)裝備,比如,一挺M134米尼風6管機槍重26千克,
1 000發(fā)子彈重25千克,還剩下39千克,這和普通士兵比起來,行動能力幾乎沒有降低,但火力和防護上已有了天壤之別。而且,穿上這種裝置,人的下蹲運動,甚至是匍匐前進都非常自如。
在電影中,變身人都擁有一款特殊的武器裝備,現實中的戰(zhàn)場上有嗎?
在輕武器家族中,有一款外形怪異的兵器,它改變了以往槍支筆直的造型,不但槍頭能靈活地轉動,還能在不暴露自己的情況下,命中對方。它就是各種高科技零件的組合下的變形金剛——拐彎槍。其實,拐彎槍不是一支槍。有人說,它是一個槍的變形金鋼,因為它的前部是一個萬用支架,在這個支架上,可以固定多支槍。
這種拐彎槍的雛形,出現在第二次世界大戰(zhàn)時期的斯大林格勒城市巷戰(zhàn)中。當時蘇德雙方處于一種膠著的態(tài)勢,一面墻的兩邊,一邊是德軍,一邊是蘇軍,誰先暴露,就可能被對方殺死。于是,蘇聯士兵想到了一個辦法,把槍口或者槍管做成一定弧形拐彎的,這樣,射手可以在墻的這一側,射擊墻的另外一側。
這種拐彎槍顛覆了現代射擊學理上的許多常識,后來的拐彎槍發(fā)展到視線和擊發(fā)系統(tǒng)拐彎,無論是哪個型號的槍,通過這種光學系統(tǒng),讓射手能夠看到墻內側的目標,所以從視線上看,是一次視線的拐彎。
拐彎槍的槍頭可在120度角內任意旋轉,士兵只需要轉動手柄,筆直的槍身便會變?yōu)閮晒?jié),繞過墻角觀察射擊,還可以通過攝影頭和監(jiān)視器查看敵情,瞄準并扣動扳機。
那么,槍支在拐彎的狀態(tài)下,子彈是如何擊發(fā)的呢?它的擊發(fā)系統(tǒng)也很簡單,實際就是一個聯動的機構,射擊時,實際上所扣動的不是槍的扳機,而是控制槍扳機的另外一個機構,通過這個機構的觸碰,來引發(fā)扳機的觸發(fā)。所以,視線的拐彎和擊發(fā)裝置的拐彎,是拐彎槍的真正原理。
在一般情況下,拐彎槍的槍架所架設的是手槍,但在一些特殊的作戰(zhàn)情況下,它能夠加裝突擊步槍和榴彈發(fā)射器等特種武器。
如今,各國反恐部隊都陸續(xù)裝備了這種利器,或許不久的將來,這種“變形金鋼”還會出現更奇特的模樣。