單靠技術無法解決!現代戰場需求增加士兵負重
2019年01月07日00:30

原標題:單靠技術無法解決!現代戰場需求增加士兵負重

參考消息網1月7日報導 美國《大眾機械 》雜誌網站2018年12月26日發表了戴維·漢布林的題為《負重過大的士兵:為何現在美國步兵的負重要超過以往?》的文章。

在這個以網絡戰、激光武器以及能從世界另一端通過衛星遙控無人機作戰為主的計算機化的衝突時代,士兵自身肌肉力量的重要性很容易被忽視。儘管技術不斷進步——從某種程度上說,正是因為這個原因——士兵在行軍時的負重比以往任何時候(甚至是冷兵器時代)都要大。

究竟發生了什麼?過去10年間,機器騾子和可穿戴外骨骼等被大肆宣傳的技術有望使士兵們不再攜帶如此之多的裝備。但現代戰場的需求卻增加了士兵的負重。

這是一個單靠技術可能無法解決的問題。

沉重的曆史

步兵負重過大並不是新問題。

公元前107年,羅馬將軍蓋烏斯·馬略認為自己的後勤部隊拖慢了軍團的前進速度,於是他命令士兵攜帶自己的所有裝備。這些裝備包括:長達兩週的口糧、鋸子、柳條籃子、鐵鍬、水囊、鐮刀和鎬,以及武器、盔甲和盾牌。這些軍團每人負重36公斤,每天行進32千米,由此得名“馬略的騾子”。

快進一千年甚至更多,進入中世紀騎士時代。全套戰地盔甲重達27公斤左右,但足以使穿戴者在沒有輔助的情況下騎上馬。例如,穿戴全套盔甲的法國騎士讓·德勒曼格爾只需用雙手就能從梯子的底部爬上去。

隨著火器時代的到來,沉重的盔甲消失了。但很快,沉重的武器彈藥就成為士兵們痛苦的來源。在美國南北戰爭中,一名聯邦軍士兵往往要攜帶27公斤的裝備,包括一支4.5公斤重的步槍。到二戰時,一名美國士兵的負重可能達到34公斤,這就是1944年諾曼底登陸期間許多受傷士兵溺亡的原因。

裝甲部隊一直都知道,這是一個問題。自1945年以來,美軍至少對士兵的負重進行過5次大規模調查。這些調查都得出了士兵負重過大的結論,並尋求減輕他們的負重。但這些努力都失敗了,因為現代士兵的負重不僅增加了,還增加了一倍以上。

資料圖片:外媒繪製的士兵負重占自身體重的曆史對比圖,其中羅馬軍團時期為50%,現代為60%。

資料圖片:身背通用機槍及眾多裝備的美軍士兵。(圖片來源於網絡)

為什麼這麼重?

2016年,《美海軍陸戰隊時報》報導了力量和耐力的新標準。美海軍陸戰隊普通步兵軍官的體能應該達到攜帶68.9公斤裝備步行14.5千米。這個負重聽起來也許有些極端,但官方文件都將負重45公斤作為標準。在隨後有關這個標準是否現實的辯論中,一名海軍陸戰隊步兵描述了在阿富汗執行任務時負重90.7公斤的情況。

負重如此之大的原因要從防彈衣說起。標準防彈衣加上頭盔的重量超過9公斤,如果增加對頸部、手臂、腹股溝和肩部的保護,重量就會增加。英國防務智庫皇家三軍研究所的傑克·沃特林說:“在中東作戰的教訓是,防彈衣能救命,因此,預設操作就是把防彈衣都穿上。”沃特林曾深入伊拉克,還直接參加過其他幾個戰區的行動。

一支M4卡賓槍和彈藥又增加了6.8公斤左右。此外,還有手榴彈、食物、水、雨披和襯衣,以及手電筒、夜視儀和醫療包等個人物品。個人裝備輕而易舉就能達到31.8公斤。

我們甚至還沒有提到班和排的武器,讓我們面對現實吧:必須有人攜帶彈藥。一枚60毫米口徑迫擊炮彈的重量為1.8公斤,AT-4火箭彈的重量也是如此。配備給班的M249機槍的彈藥帶重量為2.7公斤,士兵往往要攜帶儘可能多的彈藥。沃特林說:“你能壓製多少火力與誰能獲勝有直接關係。”他說:“對彈藥的需求不會減少。”

此外,還有令每個技術使用者都頭疼的問題:電池。詹姆斯·金在一篇為現代戰爭研究所撰寫的文章中指出:“今天士兵攜帶的幾乎所有東西都需要電池。”配備給排的AN/PRC-117無線電設備的一塊電池重1.8公斤。無線電設備的電池消耗得非常快。金估計,普通士兵在執行任務時需要9公斤的電池。

資料圖片:美軍測試“大狗”機器人,但因行動噪音過大未能實用。(圖片來源於網絡)

減輕負重

鑒於負重問題似乎越來越嚴重,美軍正在努力尋找減輕負重的方案。五角大樓已經用凱夫拉、碳纖維和其它輕質材料製造各種東西,但這個趨勢卻帶來了一個流傳很廣的笑話:一名士兵攜帶了45公斤最輕便的裝備。

當然,過去陸軍曾使用動物馱運裝備這樣低技術含量的解決方案。今天,技術公司的設想是讓機器人成為現代軍隊的騾子。儘管像波士頓動力公司“大狗”這樣的四足機器人已沒有成功的希望(事實證明,它們的噪音太大了),但還有許多輪式替代品。

目前,美國陸軍的“小分隊多用途裝備運輸計劃”正在測試多種小型自主再補給載具,包括郝氏科技公司的“懲罰者”。海軍陸戰隊已發出獲取向前線運送補給的技術信息的請求。2017年11月,英國陸軍的“自主戰士”演習就包括由小型無人操控載具提供“最後1.6公里補給”,例如履帶式“泰坦”和輪式“維京”。

這些機器人可以根據指揮官的指示,也可以利用GPS航路點自行繪製越野路線來自主行動。一個關鍵的要求是,不能讓士兵離開前線去操控機器人。

但這些機器“騾子”的首要目標不是承擔人類的負重,而是通過在補給時不再需要暴露士兵來減少傷亡。事實上,如果有了機器人助手,許多指揮官的負重甚至會更多,例如,攜帶一挺12.7毫米重機槍。

還有一個問題:將所有彈藥都放入一台無法躲避炮火且龐大而嘈雜的機器上,也有其內在風險。沃特林說:“如果你把這個載具當作移動武器庫,那麼它就是一個大得多的目標——如果它被擊中,你就失去了所有的彈藥和裝備。”他說:“這是一個分散風險的問題。”

另一種方法是增加士兵個人的負重能力。洛克希德-馬丁公司的ONYX動力外骨骼是一款動力強勁的下半身外骨骼。它不是硬殼,而是一系列從穿戴者身上卸下負重的綁帶和關節。美國陸軍正在測試ONYX外骨骼和更簡單的ExoBoot,後者由德菲公司研製,可以為腳踝提供動力支撐。

不過,問題又來了。儘管負重能力提高了,但這意味著負重也要增加了。使用外骨骼就要增加防護能力,這意味著增加裝甲重量,也許還要增加更強的武器。

資料圖片:使用外骨骼系統,進行負重測試的美軍士兵。(圖片來源於網絡)

攜帶越少,風險越大

如果增加負重能力行不通,那麼答案也許就在等式的另一邊——減少負重。英國陸軍一項名為“佩恩計劃”的研究發現,士兵攜帶的彈藥數量過多,而絕大部分只是“以防萬一”。

指揮官和士兵做了最壞的打算,他們預計補給系統會癱瘓,而這種情況很少發生。“佩恩計劃”研究報告提到了在越南的龍潭戰役,澳州士兵在那裡戰鬥了兩個多小時,每人只用了3個20發子彈的彈匣,最後彈藥都沒有用盡。

但即使這種做法似乎也充滿危險。面對不確定性,指揮官們預設採取一切可能將風險降至最低的做法。

沃特林說:“當需求不確定時,最保險的做法總是讓他們帶上所有的東西。”

與二戰相比,現代軍隊更厭惡風險。更大的負重可能導致背部疲勞和膝蓋問題,但給部隊提供更多的保護和火力——以及所有這些需要電池的通信和傳感設備——是更重要的任務。

輕裝上陣不太可能,除非我們開始接受傷亡增加的風險,在以24小時為新聞週期的現代,這樣做的可能性似乎比以往任何時候都要小。(編譯/劉白雲)

【延伸閱讀】單手能提重武器開火!美為士兵配機械臂

近日,美陸軍研究試驗室(ARL)公開了一種綽號“第三隻手臂”的機械輔助臂(如圖所示),可以輔助步兵手持步槍或者加掛防彈盾牌等,頗有“未來戰士”氣息,本圖集就此解讀。

實際類似的裝備早在1986年上映的科幻恐怖電影《異形2》中就曾出現過,片中的未來太空陸戰隊配備有一種稱為M56“智能機炮”的重型槍械令人印象深刻,這種步槍自備有輔助機械臂,便於士兵快速操縱和開火。

影片中,陸戰隊士兵進行M56火炮操縱演練,可見輔助機械臂的作用之大。

從M56“智能機炮”的設定原稿,可明顯看到輔助臂的部分,甚至在手持的部分也有助力組件。

電影《異形2》中,陸戰隊員使用M56“智能機炮”開火動態圖,可見在輔助臂的幫助下,即使是重型武器,人也能操縱自如。

或許是受到電影啟發,美陸軍研究室最新公開的這種“第三隻手臂”輔助臂和電影中的概念十分接近,由碳纖維製成,主要用途之一就是幫助士兵手持武器,不論是在戰鬥中或者休息狀態都可以,緩解士兵壓力,

目前的原型“手臂”重1.5公斤,可輕鬆舉起12公斤重的M240通用機槍,也可手持圖中的SCAR突擊步槍。

多了“一隻手”舉槍後,士兵裝彈匣也輕鬆了許多。

有了輔助臂支援後,士兵只需單手就能完成舉槍瞄準和開火動作,還能在射擊時降低後坐力,提高射擊精度。圖中為了展示輔助臂的效果,士兵還特意背過去一隻手,僅用單手射擊。

美軍士兵單手測試“第三臂”輔助臂開槍動態圖。

在輔助臂的幫助下,單手輕鬆舉起作戰全重近4公斤的SCAR突擊步槍,看似輕而易舉。

在使用雙手據槍的情況下,輔助臂也能起到減小後坐力,增強射擊精度,協助射擊穩定性的效果。

除輔助手持武器外,輔助臂的作用還包括當士兵需要騰出手來拿地圖、使用無線電或其他物品時,輔助臂可以將武器置於準備狀態,縮短突發事件應變時間。另外其還能舉起9公斤重的防彈盾牌,提高士兵在巷戰突襲時的生存性。圖為藝術家繪製的美軍未來外骨骼系統想像圖,也能看到輔助臂的設計。

除美軍外,俄軍也在研發類似的外骨骼輔助臂系統,但相關研發進展仍處保密階段。

也許在不久後,就能在現實中看到電影《明日邊緣》中,阿湯哥穿著的這身外骨骼裝甲,屆時士兵將有“四手相助”,除雙手外,還有額外的“機械臂”使用單兵電磁軌道炮和“金屬風暴”多管武器系統壓製敵軍重型部隊,起到“一騎當千”的效果。

影片中,阿湯哥使用外骨骼系統及輔助臂進行火力齊射動態圖。

圖為電影《未來邊緣》的外骨骼裝甲設定稿,可見兩支輔助臂,分別攜帶了多管榴彈炮和重機槍,火力可堪比“輕型坦克”。

圖為士兵穿著外骨骼動力裝甲,使用輔助臂搭載的重武器開火設想圖。

(2018-03-30 08:56:00)

【延伸閱讀】打造“機器人化”銀河戰隊!美軍測試新外骨骼系統 可負重20公斤行軍

參考消息網12月18日報導 西班牙《消息報》網站12月9日報導稱,美國國防部的計劃是將武裝部隊打造成一支能輕鬆應對未來威脅的“銀河戰隊”。美國正在研發激光炮和能利用航空母艦起飛的無人戰機等先進武器,其最新倡議是對軍隊進行“機器人化”改造。

洛克希德-馬丁公司稱,一支選定部隊的士兵們將於12月開始試用一款名為ONYX的外骨骼系統。這種外骨骼系統利用人工智能技術來提升每位士兵的力量和能力。

根據協議,洛克希德-馬丁公司將在兩年內擔任唯一供應商。該公司承諾將利用武裝部隊士兵的演習數據來改進ONYX的組件。

美國《陸軍時報》網站稱,美國陸軍第10山地師將成為首批測試ONYX外骨骼性能的部隊。測試目的是檢驗當士兵在極度艱苦的自然環境中作戰時——無論是攜帶重物還是供應大口徑(重型)彈藥,ONYX外骨骼在防止士兵受傷和緩解疲勞方面的能力。

多年來,美國內蒂克士兵裝備研發中心(NSRDEC)一直在嚐試將這種“力量倍增器”裝備運用到在不同環境中作戰的美軍部隊身上,但直到現在NSRDEC才相信有望通過洛克希德-馬丁公司研發的這種外骨骼系統使之成為現實。

在接下來的6個月中,美軍士兵和洛克希德-馬丁公司的工程師將共同測試這種裝備,尋找問題並提出改進意見。值得一提的是,這並不是第10山地師官兵在這段時間中需要測試的唯一新技術,他們還將測試由美國國防部高級研究項目局(DARPA)研發的“騾子”貨運機器人。

ONYX外骨骼之所以能取得進展,還要歸功於此前的“人類負重外骨骼”(HULC)項目。HULC項目後被B-Temia公司應用於醫學領域,用於幫助四肢嚴重受損的病人。

打造未來ONYX外骨骼軍隊的關鍵在於洛克希德-馬丁公司能否研發出“加固型”版本。在國防領域中,“加固型”特指能適應惡劣戰區環境的民用產品版本。在這種環境中,必須保證物資能從雪地運送至沙漠,甚至是水中。

美國國防部和洛克希德-馬丁公司稱,ONYX外骨骼可以讓攜帶20公斤重背包的士兵在坡度達到15度的斜坡上連續行軍數小時,士兵只會感受到些許疲勞。ONYX外骨骼最近被《大眾科學》月刊評選為年度100項最佳發明之一。(編譯/廖思維)

測試人員裝備ONYX外骨骼系統進行測試。

(2018-12-18 00:08:01)

【延伸閱讀】2014年美軍“四大發明”:士兵負重可爬玻璃牆

參考消息網12月4日報導 美國《赫芬頓郵報》網站11月11日發表題為《本年度醫療保健領域最棒的4項新發明出自軍方》的報導稱,美國國防部高級研究項目局的唯一職責就是研發有助於徹底改革美國軍隊的新技術。儘管該部門所取得的大部分重大科學成就都與戰爭有著直接關係,但為其工作的科學家們也在參與研發最終會改善每個人生活的重大發明成果——現代信息處理技術、全球衛星定位技術以及聲音識別技術等。

下面是國防部高級研究項目局2014年開展的與醫療保健有關的一些非常棒的項目。它們對平民百姓而言同樣令人興奮,而且具有實用性。

發明一:神奇護甲。

軍人們在背著大包行軍的時候跳躍、蹲伏和奔跑。這種輕巧的護甲就像是穿在普通褲子裡面的防寒服,能夠模仿腿部肌肉和肌腱的動作,幫助軍人們避免受傷,並加強其負重能力。這種護甲在戰場以外有著更多的潛在用途。哈佛大學維斯生物工程研究所的康納·沃爾什博士指出,這一發明有朝一日可能會被用來幫助殘疾人更加輕鬆自如地行走。

沃爾什說:“我們的目標是使用這些系統,從而對健康人和殘疾人的身體活動性能產生積極影響。”

沃爾什繼續說道,“我們因它對老年人、軍人、急救人員以及參加體育活動的人所具有的潛能而感到興奮。它的潛能真的非常巨大。”

發明二:“補腦”裝置。

這些被稱作“神經義肢”的可植入無線設備將能夠幫助人們克服由於創傷性腦損傷或相關疾病造成的記憶力衰退和喪失的問題。它們將幫助各個受損大腦部位之間“彌合鴻溝”。這將使人們產生新的記憶或恢復舊有記憶。

上述工作由加利福尼亞大學洛杉磯分校和賓夕法尼亞大學共同組建的團隊牽頭開展。加利福尼亞大學洛杉磯分校重點關注大腦的內嗅區。此前有研究顯示,這個部位在受到刺激的情況下能夠幫助人類記憶。另一方面,賓夕法尼亞大學的研究人員則在努力瞭解大腦中更多的區域是如何共同作用形成記憶的。這一項目被稱作“恢復積極記憶”項目,並獲得了為期4年的資助。

據疾病控製和預防中心估算,大腦遭到擊打或撞擊而產生的創傷性腦損傷每年會對170萬美國人造成影響。在因創傷致死的美國人中,有30.5%的人曾有過遭受創傷性腦損傷的經曆。這一問題同樣對軍人造成了影響。國防部高級研究項目局介紹說,自2000年以來,有27萬人經診斷為有創傷性腦損傷。

發明三:除菌“魔盒”。

敗血症是人體對細菌感染所產生的極端炎症反應。它每年在全世界會殃及1800萬人,其中有30%至50%的患者因此而喪命。這種發明模仿人類脾臟的功能,會從血液中除去危險的病原體,從而降低敗血症的反應程度。人們通常會使用抗生素治療敗血症,但這種治療方法並不是最理想的,因為要正確找出引發感染的相關細菌並確定對付這種細菌的最佳抗生素需要花費不少時間。而這種鞋盒大小的發明有望幫助人體的血液在幾小時內被清潔乾淨,醫生們也無需再費力找出究竟是哪種病原體致使患者生病了。

發明四:“壁虎”短槳

國防部高級研究項目局下屬的“Z人”計劃研發的攀爬短槳能幫助人們如同壁虎一樣爬上玻璃牆。它在軍事領域很明顯大有用武之地。它們令戰士能夠在背著裝得滿滿的作戰裝備的情況下,爬到市區建築物的玻璃幕牆上。

壁虎是動物王國的爬行冠軍。因此,國防部高級研究項目局自然而然會從壁虎身上得到啟發,幫助美軍在城市環境中應對一些曾在對抗演習時遇到的挑戰。就像國防部所追求擁有的其他許多能力一樣,我們認為自然界的某些動物進化出的垂直爬行能力是解決上述問題的有效途徑。相關人員需要瞭解壁虎爬行時涉及的生物學和物理學原理,然後把這些現象進行逆向設計,研發出適合人類使用的人造攀爬系統。

據國防部高級研究項目局介紹,截至目前,這種短槳的最佳表現是,一位體重218磅的攀登者背著50磅重的背包能夠在垂直的玻璃表面上攀爬25英呎。

我們不想撒謊。看來這項發明對平民百姓來說似乎沒有任何特殊用途,但它確實非常、非常棒。(編譯/王宇丹)

資料圖片:“超級戰士”可攜帶大量物品(圖片源於網絡)

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(2014-12-04 09:05:00)

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