士兵的负重:重也科技,轻也科技
2019-07-18    《中国中学生报》 人参与 0评论
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  前不久,科幻影片《流浪地球》 热映,这部按照中国人的视角与想 象力拍出的科幻大片,不仅在拍摄 背景上更加宏大,而且在影片中, 人物使用的装备可圈可点,比国外 的科幻片更加贴近实战。例如,影 片中单兵外骨骼装备,在现实中, 是确实存在的。
  
  接下来,我们不谈电影本身, 让我们去了解一下,从古至今,士 兵们的负重和装备。
  
  古代人的装备
  
  随着古代冶炼技术成熟,尤其 是铁器冶炼成熟后,铁剑、铁矛、 铁盾等武器开始装备军队,士兵们 就面临一个严峻挑战——负重。比 如古希腊军队,他们要携带的装备 太多了,胸甲、头盔、盾牌、长矛 等,重达32公斤!有些士兵不堪 重负,常常弃之于战场。古希腊有句著名谚语:“下 战场要么你带着 盾牌,要么被抬 在上面。”其实 它本意不是激励 士气去视死如归 地战斗,而是奉 劝士兵不要抛弃 装备。
  
  同时期,亚 述帝国士兵穿戴 铁制军靴、鳞甲、 头盔,手执铁制 盾牌、长矛和长 剑上战场,负重 高达 36 公斤。几 百年后,公元前 4世纪希腊亚历 山大大帝的部队 在负重不减的情 况下,另外携带 10天口粮,同时 还保持每天行军32公里。公元前 100 年,罗马军团的士兵在将军的 严格要求下,即使平时常规行动, 也要负重高达45千克,还因此有 了“骡子”的绰号。
  
  后来,枪械取代了长矛、标枪, 然而不论时代怎么改变,士兵所背 负装备的重量仍惊人的一致。与古 代一样,今天普通士兵的平均负重 约是他体重的 55%。
  
  19世纪初的英法战争中,许 多英国士兵本可以撤退生还,但却 因背负太多装备的拖累,最后死在 战场上。1944年,第二次世界大 战诺曼底登陆中许多美国士兵死 亡,有些不是死于敌军炮火,而是 因背负32公斤重的装备涉水上岸 时,意外溺水身亡。还有20世纪 60年代的越南战争、21世纪的阿 富汗战争,美国士兵的平均负重都在 45 公斤上下。
  
  战场上,负重是一个至关重要 的问题,因为负重关乎移动速度, 而移动速度直接关乎生存概率。在 伊拉克和阿富汗战场,许多美军医 护兵因膝盖、背部等肌肉骨骼损伤 而被迫撤离,其撤离数量是战斗伤 员撤离的两倍,并且这也是医护兵 退伍的主要原因。
  
  因此,未来的新技术重点关注 怎样解决负重。要么是减少装备, 要么就是开发新装置来分担负重, 不论怎样都会改变士兵的战斗方 式,让士兵在残酷战争中活下来的 概率更大。
  
  强力外骨装
  
  在军队配置中,有一些重装部 队的装备更大更重。为此,强力外 骨装就应运而生。这是一套柔软的、 灵活的“军装”,能给后背和下肢 带来支撑力。
  
  它附着在士兵身上,利用弹簧 装置来储存士兵行走或跑步时产生 的能量。必要时,它能通过电机把 这些能量再释放出来,回馈给身体, 使身体力量得到增强。同时它还能 减少踝关节、膝关节和髋关节的压 力,防止关节受损。这套军装总重 9 公斤,可以穿戴在士兵的常规军 服里面,并且它可以使士兵新陈代 谢的能量消耗减少 25%。
  
  以此为基础,下一代强力外骨 装重点在提升士兵的力量和能力。 它很有可能就是现实版超级英雄钢 铁侠的“钢铁套装”,典型的超级 外骨骼装备。若士兵可以成编制地 装备这种军装,那么单个步兵就相 当于一辆微型坦克、雷达、电报机 的集合,不仅火力猛攻击力强,而 且利用摄像头、传感器和无线传输, 士兵在前进过程中,看到、听到的 讯息还能迅速传送回军队指挥部,供指挥官决策,以应对瞬息万变的 战场。
  
  在士兵的负重中,多个部分共 同组成士兵的负重,包括战斗部分、 生活部分、应急物资部分等等,这 些辅助部分在战争中是不可缺的。 而且随着战争形式的变化,辅助部 分越来越多,这无疑增加士兵的负 重。传统的增强士兵体能的方法, 是训练加上科学膳食,不过这也无 法达到目前的单兵负重要求,于是 动力外骨骼就随之出现了,这种利 用外力辅助人体进行动作的机械装 置,不仅能提高士兵的负重能力, 而且在作战时能更好地辅助士兵作 战,进而提高士兵的作战能力。
  
  但是它的通病却使它很难在 实际作战中普遍使用,一个是在灵 活度上还是有很大的不足,而且成 本也不能得到有效降低,外骨骼在 运作时需要消耗足够的电能,目前 的储能设备无法储存足够的电能供 外骨骼运作,这是限制其普及的一 个重要原因。不过随着技术的发展, 这些问题也会得到解决,到时候外 骨骼在单兵作战中将发挥举足轻重 的作用。
  
  机器骡
  
  美国波士顿动力公司(已被 谷歌收购)研制出一款运东西的机器骡,可以负 重超过 180 公 斤,还能提供 电力给移动设 备充电。
  
  研制这 种机器骡就是 为了军队的负 重, 因 此 它 具有骡子的耐 力,还具有军 犬的速度和服 从能力。试验已充分证明机器骡 足够敏捷,在海军陆战队行军过 程中,它一直跟随,即使在崎岖 不平的山路上也紧跟不舍。它的 移动速度可超过14公里/时,比 海军陆战队的行军速度还要快。
  
  除了机动能力,它还是智能 的,如同一只受过特训的动物,能 听懂士兵的语音指令并行动。
  
  模块军装
  
  现代科技使士兵盔甲已经摆 脱了钢铁等笨重材料,成为主要 由弹道纤维和陶瓷板制成的军装。 与古代相比,虽然这已经很轻了,但士兵所穿戴的仍高达 16 公斤, 大约相当于一个5岁孩童的体重。
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  为此,新材料在加紧研制中。 新的聚乙烯弹道纤维可以制成非常 柔软、灵活的背心,但却比钢还结 实。陶瓷护甲也在纳米级水平上进 行微调,以期提供更强大的保护。 这些新材料若成功,就能减轻盔甲 重量 10%,同时还能保证盔甲强度 不降低。
  
  另一大创新,就是把盔甲模 块化,好比组装电脑一样,根据办 公、游戏、制图等任务不同,安装 不同内存、显卡等配件,但电脑外 观和大小却几乎不变。这样士兵就 能根据不同任务,量身定制盔甲 装备。在普通巡逻情况下,就可 以取下陶瓷板,只把弹道纤维背 心穿在衣服里面,就能大大提高 效率。在尽可能轻装的情况下, 提供最大保护。
  
  可弯曲太阳板
  
  由于科技发展,现代士兵的 许多随身装备都需要消耗电力。即 使在短途任务、小规模行动中,士 兵也离不开夜视镜、无线电报、电 脑、导航等设备,它们都要电池驱 动。单单电池给士兵带来的负重就 有6-9 公斤。
  
  美国海军研制出太阳能电池 板,期望以此代替电池从而减轻重 量,但效果不佳。现在终于有了突 破,在原有基础上研制出可弯曲的 太阳能电池板。它重量仅 2.7 公斤, 转化太阳能为电力的效率为 30%, 比传统电池板的效率提高了 27%。 而且,它还可以把电力从某个充满 电的装置传输到另一个完全没电的 装置。
  
  未来,士兵可能还将配备特制 的水过滤系统,单靠一层膜就能过 滤水,非常方便,从而使士兵能够 从任何水源中得到清洁饮用水,进 一步减轻负重。
  
  木子 摘自 大科技

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