战斗力翻倍!中国“钢铁侠”来了!中国军用外骨骼为何能逆袭美国?

2023-10-09 01:00

很多人都看过《大力水手》。主角鲍比吃了菠菜后,很快就变得无比强大。动漫中的情节是很多人的童年回忆。这当然是对电视剧的艺术加工,只存在于不切实际的动画片和人们的想象中。

然而,你可能不知道,近年来,现实中出现了一项发明,它真的可以借助外力让自己变得无比强大。而且,这款“神器”已经部署在中国军队中,甚至让外国士兵美国如此不爽。这是什么“黑科技”产品?真的能让人变得更强吗?

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去年8月,中国某部队在一次军事行动中进行救援演练。视频中,我们可以看到,一位身材娇小的女军医护士毫不费力地背着一个重达140多公斤的男子。士兵实际上可以像飞行一样快地行走。即使是训练多年的男军人也很少能做到这一点。这一幕让看到视频的人都震惊了,纷纷感叹这个女孩真是天生神通。然而,事实真的是这样吗?难道这女孩天生骨骼强健?

果然,在随后的视频中,女护士巨大力量的秘密很快就被揭晓了。她确实有“美妙的骨头”。原来,她的身上搭载了我国新发明的军用外骨骼。借助这个工具,可以帮助人们快速达到高承重的目的。

那么外骨骼到底是什么?它如何让普通人轻松实现高承重?

军用外骨骼到底是什么?

外骨骼是一种看似简单的物理结构产品,可以帮助人们在搬运重物时减轻物体的重量,从而提高个人或群体的行动能力。

值得注意的是,外骨骼只是辅助搬运重物、减轻负担的产品,而不是减轻物体本身的重量。一般情况下,通过在身上放置外骨骼,所承载物体的重量可以减轻30%至60%。目前广泛应用于军事物流领域,专门用于运载伤员、物资设备等重型物品。 。在消防、地震救援、登山等民用领域也有少量应用。

军用外骨骼在野外救援中表现尤为出色。军医或卫生工作者在执行任务时,可以利用专门的单兵外骨骼在复杂地形或环境下运送急需的医疗物资或需要紧急救治的伤员。此外,军用外骨骼除了辅助承重之外,还可以增加额外的物理防护性能,提高单兵战场生存能力。具体形象可以参考电影《流浪地球》军队在户外执行任务时的外穿戴装置。

外骨骼是如何实现减载的?

很多人对于外骨骼的工作原理其实很困惑。任何学过物理的人都知道能量守恒定律。物体的质量不变,不与水接触。浮力效应如何让人省力?是心理暗示吗?

其实,外骨骼的工作原理远没有我们想象的那么复杂。你可以把它想象成骑自行车。骑自行车携带同样的物品显然比步行轻得多。对象的位置和质量没有改变。这绝对不是想象和心理暗示吧?外骨骼也是如此。它只是帮助人们承受一部分力量,让人体的肌肉感到放松,这样背东西就变得容易多了。

具体来说,不是传统的简单的背后负力,而是背后物体的受力通过外骨骼装置均匀分布到主要肌肉上,同时对多块肌肉进行负载支撑,从而可以将身体的一部分力传递到地面,以分担和减轻脊柱和关键受力关节的压力,从而达到减轻负荷的目的。在这种状态下,肌肉趋于放松,身体承受的重量可以得到一定程度的减轻。

安装上这种外骨骼后,你可以轻松达到双脚着地静止时减轻原物体重量70%的效果。步行时,这种重量损失会随着运动所做的功而逐渐增加。衰减到30%左右。以实际应用为例,在野战执行承重任务时,单兵可以在原有承重武器和防弹衣的基础上增加至少10公斤的承重。另外,腰部的外骨骼装置还可以挂一些其他的辅助装置。武器,或者盔甲。如果条件允许,甚至可以增加30公斤的负重。如果将增加的重量全部运用到武器弹药上,那么单兵的武器作战能力就可以大大提高,说不定就能对敌人取得决定性的胜利,提高胜率。额外的目的。

军用外骨骼的发展

军用外骨骼从发展进度来看仍然是一项新技术。它早在本世纪初就开始了,起源于美国的“外骨骼增强人体功能”研究项目。在这项研究中,研究人员设计了一款专门用于提高个人军事作战能力的机器人骨架,让士兵通过佩戴外骨骼拥有更强的力量、携带更多的武器、提高防御能力。以及克服外界障碍、减轻疲劳的目的。乍一看,这个要求听起来有点夸张,但仔细想想,这个想法确实很美国。似乎在美国拍摄的一些超级英雄、科幻大片中经常可以看到这样的场景。

但是不管人们的想象有多么离奇,这东西确实是被研究出来了。虽然没有那么神奇,但在2005年也取得了突破性的成果,一种带有动力系统的军用外骨骼的雏形开始出现在现实中。在生活中。

这种利用电液装置发电帮助减轻重量的军用外骨骼,确实在一定程度上实现了想象中的艺术画面,但它也有一些不可忽视的缺点。

既然说是动力系统,那里面肯定有动力装置。无论你使用液压还是电池,本身的重量就已经很高了。再加上负重物品,总重量肯定已经超过了人体最大重量的数倍,所以它的实现远没有想象中的那么科学合理。

其次,如果使用电池行驶,必然会面临电池不足的问题。电池可以支持负载多长时间?如果时间短的话,就是艰苦条件下的野战行军。给电源充电的条件肯定很少吧?就算有电源支撑身体上这么大的重力,充电时间也肯定是少不了的。经过计算,时间和力量似乎都陷入了无限循环。你不能仅仅为了携带东西而携带发动机,对吗?那没有什么实际意义,所以在接下来的几年里,基于电池或电力的军用外骨骼系统逐渐受到人们的质疑。我们应该升级基础知识,还是寻求更多突破?

其实,电力制度的实施会告诉我们,想要减轻负担,还是要从体力方面入手。

因此,科学家尝试提出一种新型军用外骨骼,以弹簧装置作为动力系统。经过测试,确实使用起来更方便,不增加重量,也不需要电池或充电。原本想多测试几次再实施量产应用,但此时,弹簧装置军用外骨骼的缺点又开始爆发。首先是弹簧装置的工作原理过于刚性,不够灵活。当弹簧本身的性能开始衰减时,就很难恢复到原来的弹性。缺乏弹性就意味着缺乏动力。基本上,使用几次后就会失去效力。寿命太短,弹簧装置外骨骼逐渐被军工市场淘汰

第三种是我国近年来取得的突破性成就,也就是文章开头展示给人们的画面。到了这个时期的发展,它已经被视为第三代军用外骨骼产品,也是最新一代的产品。

我国发明的气囊充排气系统工作时,利用气囊的充排气过程来达到辅助肌肉完成动力提升的目的。该装置摒弃了原有复杂、笨重的电液驱动装置。它使用了大量的柔性材料来减少人们携带设备时的不适和摩擦,并利用我们所说的“四两搬千斤”来达到理想的平衡。你可以简单地将重物的运动理解为“给我一个杠杆,我可以撬动整个地球”。

另外,我国研发的军用外骨骼从最初的用途来看,与美国的有很大不同。美国研究外骨骼是为了提高单兵作战能力,但我们的主要用于战场上的后勤功能,比如运输医疗和后勤物资等,主要目的是执行战场救援能力。从这次演习可以看出,我们制造的军用外骨骼装置已经可以实现批量生产和应用,可以参加实战。最重要的是,据说这款气囊军用外骨骼的最大承重能力可以达到70公斤,性能简直出色。

这只是目前曝光的军用外骨骼系统之一。事实上,可能远不止这一原理和模型。比如前几年爆发的“机器人大狗”的设备测试信息,就采用了高科技设备。 ,而让机器来接过这个重担,可能会取得非常可观的成果。

当然,我国的军用外骨骼装置曝光后,立即引起了大洋彼岸美国的关注。在看到中国在军事承重装置领域取得的成就后,美国简直不敢相信。军用外骨骼的研究方向仍然朝着提高单兵作战能力发展,从未放弃对动力装置系统的升级。但从这几年的研究成果来看,收效甚微。

不管别人怎么想,如果我们国产的军用外骨骼能够大量用于民间减负行动,或许会在农业、建筑等多个领域取得不错的效果。

结论

在中国科技飞速发展的今天,越来越多的突破性发明正在应用到生活中,军用外骨骼的发展即使简单分析也有着非常好的前景。这些都得益于中国科技实力的提升,带动了军用和民用生活领域的不断发展。这种实用的“黑科技”或许在不久的将来会有更多的投入使用。