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      美軍輕型戰(zhàn)術突擊作戰(zhàn)服“塔羅斯”發(fā)展路線圖

      2017-08-11 13:01:56范宇翔
      輕兵器 2017年15期
      關鍵詞:外骨骼羅斯樣機

      范宇翔

      輕型戰(zhàn)術突擊作戰(zhàn)服“塔羅斯”(TALOS)是一種功能多樣、性能先進的步兵作戰(zhàn)服,其集成了多種系統(tǒng),包括新型護甲、助力外骨骼、內置顯示器、態(tài)勢感知系統(tǒng)、生理監(jiān)控系統(tǒng)等,可為士兵提供超常的力量,以及更好的防護,通過高度網(wǎng)絡化和內置計算機,穿戴者可以獲得更好的態(tài)勢感知和了解自己的身體狀況。這一先進作戰(zhàn)服的發(fā)展路線圖如何?請看——

      在2017年5月的特種作戰(zhàn)部隊工作會議(SOFIC)上,美國特種作戰(zhàn)司令部介紹了正在研制的新型“塔羅斯”(TALOS)輕型戰(zhàn)術突擊作戰(zhàn)服,該作戰(zhàn)服將在未來18個月內完成集成,預計將在2018年底前推出更完善的作戰(zhàn)服,總體質量更輕,強度更高。該作戰(zhàn)服專為特種部隊士兵研制,目標是提高特種部隊士兵的戰(zhàn)斗力,為士兵提供更好、更全面的防護,最終實現(xiàn)“零傷亡”。

      輕型戰(zhàn)術突擊作戰(zhàn)服“塔羅斯”于2013年11月開始研制,由特種作戰(zhàn)部隊采購、科技和后勤部門(SOF AT&L)的聯(lián)合采辦任務組(JATF)負責,美國特種作戰(zhàn)司令部與美國國防高級研究計劃局牽頭合作研發(fā),為未來陸軍特種作戰(zhàn)部隊(SOF)提供超強的彈道防護、極高的助力性能、卓然的態(tài)勢感知優(yōu)勢。

      按照技術要求,“塔羅斯”作戰(zhàn)服主要配備:生理和生物傳感器,實時監(jiān)測佩戴者的生命體征,進行溫度調節(jié)和傷口止血;外骨骼系統(tǒng)模擬身體肌肉,為系統(tǒng)提供動力;處理器和計算機,處理集成到頭盔中的通信系統(tǒng),將音頻和圖像傳送到平視顯示器;頭盔,裝有透明且輕薄的防彈顯示器;防護裝甲,由26片裝甲組成,主要是提供胸部、背部以及頭部的防彈能力;能源供應,采用小型內燃機,運行速率10000轉/分,液體活塞發(fā)動機的理論效率為75%,只包含兩個運動部件,即軸和轉子,實現(xiàn)低噪聲靜音工作。

      目前,“塔羅斯”發(fā)展路線圖包括幾個階段,最終于2018年8月推出首款原型機。

      第1階段:

      美國最新研制的“塔羅斯”輕型戰(zhàn)術突擊作戰(zhàn)服能夠賦予穿戴者超級力量,圖為其在展會上展示

      開發(fā)作戰(zhàn)套裝各模塊技術

      該階段的主要任務是繼續(xù)研發(fā)外骨骼樣機、綜合護甲鑲嵌工藝設計和熱量管理底層集成。

      研究團隊開發(fā)的首批戰(zhàn)術助力外骨骼樣機能夠減輕身體的護甲負重,增強人體機能。為了提升特戰(zhàn)隊員的機動能力,這些樣機使用輕型機動系統(tǒng),最大限度地增強人體機能。JATF于2015年首次對3套外骨骼樣機進行了用戶評估。研發(fā)團隊采集了使用者的生理和運動數(shù)據(jù),測量使用者在使用外骨骼時的代謝值,傳送系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

      目前,“塔羅斯”外骨骼是以碳纖維材料制成,但在2018年底組裝完成的外骨骼將采用鈦合金制造?!八_斯”外骨骼能夠承擔護甲的質量,提高使用者的機動能力。增加的防護面積會限制使用者的機動能力,因此需要對其進行重新設計,在防護能力和機動能力之間達到平衡。2015年夏季以來,護甲的鑲嵌設計方案取得了重大進展。在綜合生存性設計網(wǎng)絡的支持下,“塔羅斯”生存設計團隊在位于佛羅里達州坦帕市的SOFWERX基地完成了護甲鑲嵌工藝的系列樣機以及試驗室測試,重點研究將護甲加裝到無動力外骨骼上,并提出了許多設計要求:初始護甲設計、局部有效載荷、護甲簡化和粘合點。

      同時,需要進一步開發(fā)“塔羅斯”生存性設計網(wǎng)絡,以及“塔羅斯”護甲鑲嵌工藝的設計流程。這些設計要保證未來在“塔羅斯”其他子系統(tǒng)的集成中能反復使用。

      2016年春開始首次對底層樣機系列進行集成,重點是對底層概念樣機與外骨骼進行集成,進一步探索“塔羅斯”穿戴熱量管理系統(tǒng)、生理狀態(tài)監(jiān)控以及粘合點的碎片防護。

      第2階段:

      加速技術開發(fā)和轉型

      在頭兩年的研發(fā)過程中,研究團隊致力于有特種作戰(zhàn)價值的技術轉型。研究團隊在2015年快速樣機競賽中推出“突擊者”目標捕獲系統(tǒng)和小型輕武器火控系統(tǒng),能在夜間快速捕獲目標,增強致命性打擊。下一步繼續(xù)對系統(tǒng)進行優(yōu)化和完善,成為有價值的轉型技術。另外一個項目是“塔羅斯”底層的冷卻裝置,通過流動水冷卻,與下一代冷卻織物相結合,有助于穿戴者保持核心體溫。

      “塔羅斯”通信團隊有2項潛在的轉化技術。第一項是集成通信元件,將4個頻帶合并成單個波形系數(shù)天線;第二項是小型波形系數(shù)SATCOM天線,可以調制成特定波段。

      目前, 研究團隊繼續(xù)推進先進技術的研發(fā)和轉型,將這些能力優(yōu)先推送給部隊,使其在戰(zhàn)場上獲得無可匹敵的優(yōu)勢。

      第3階段:

      倡導創(chuàng)新流程

      “塔羅斯”旨在采用靈活的采購策略和快捷的流程,使團隊能夠迅速發(fā)掘、創(chuàng)新和實施。目前的工作方針是,簡化整體工作,降低成本,同時保證按照進度要求完成“塔羅斯”。雖然這種新方法會帶來風險,但也能在技術突破方面獲得高回報。具體工作方法包括獎金挑戰(zhàn)、快速樣機競賽以及使用合作伙伴中間協(xié)議。

      通過政府組織獎金挑戰(zhàn),廣泛征集設計方案,加速解決創(chuàng)新難題。獎金挑戰(zhàn)不同于傳統(tǒng)的合作協(xié)議,其包括“按效付酬”的概念,許多風險投資由此也轉向成為方案候選者。

      “塔羅斯”外骨骼能夠承擔護甲的質量,提高使用者的機動能力

      由恐怖作戰(zhàn)技術支持辦公室聯(lián)合發(fā)起的護甲設計挑戰(zhàn)于2015年4月啟動。但令人遺憾的是,大部分挑戰(zhàn)者都集中在材料解決方案上,因此該護甲設計挑戰(zhàn)沒有取得太大的成功。

      下一個“塔羅斯”挑戰(zhàn)將關注實時視差修正,力圖尋求全數(shù)字夜視功能。軍方與國土安全局還共同主辦了可穿戴傳感器挑戰(zhàn),旨在驗證可穿戴集成傳感器的實用性。

      通過與行業(yè)、學術界和政府合作舉辦競賽,旨在解決非常復雜的設計和工程問題,提出未來作戰(zhàn)服的概念和評估技術可行性。通過采用多形式建模,包括泡沫切割、粘土造型、3D打印、玻璃纖維材料和基于計算機的建模,研發(fā)團隊能根據(jù)競賽結果快速提升“塔羅斯”的基本設計理念。

      目前,已組織了兩場“塔羅斯”快速樣機競賽,通過在SOFWERX(特種作戰(zhàn)部隊協(xié)作交流工作間)框架下合作,快速樣機設計能力正在穩(wěn)定發(fā)展。美國特種作戰(zhàn)司令部通過設立“SOFWERX”協(xié)作交流工作間旨在打破采辦流程中的壁壘。特種作戰(zhàn)司令部在2015年9月份開始使用該工作間。特種作戰(zhàn)需求廣泛且不斷變化,需要征集各種奇思怪想來解決碰到的難題。特種作戰(zhàn)司令部官員在坦帕的指揮中心附近設立一個開放的空間,便于在此與小供應商和創(chuàng)新者會面溝通,希望通過SOFWERX這一渠道,能夠將新的思維引入到特種作戰(zhàn)司令部的一些特別具有挑戰(zhàn)性的項目中,如“塔羅斯”作戰(zhàn)服。這個工作間的設立,能夠建立特種作戰(zhàn)真正需要的一個由供應商、合作商和用戶構建的廣泛網(wǎng)絡。

      SOFWERX是一個能孕育創(chuàng)新和合作,提供自由探索問題及解決方案的空間,具有提供最新數(shù)據(jù)的能力。獨特的會議和合作區(qū)域是小型團隊、會議和論壇的理想選擇,并為參與者提供財產(chǎn)和信息保管領域。該設施致力于搭建一個創(chuàng)新環(huán)境,將最聰明的大腦聚集在一起,合作并尋求棘手問題的解決方案?!八_斯”這一理想化難題在SOFWERX這里找到了解決途徑。

      除了為“塔羅斯”提供比賽場地,確保其樣機朝著穩(wěn)定的方向發(fā)展,SOFWERX還是“塔羅斯”的展示會場,向國防部許多高級官員進行了“塔羅斯”演示,包括國防部副部長羅伯特·沃克(Robert O. Work)和特種作戰(zhàn)司令部指揮官約瑟夫·沃特爾(Joseph Votel)上將。在“塔羅斯”最新的更新中,沃特爾說,“這一展示令人印象深刻。能看到“塔羅斯”過去的幾個月的進展,我感到非常滿意?!?/p>

      第4階段:

      通過合作推進樣機完成

      “塔羅斯”繼續(xù)保持一個擴展的關系網(wǎng)絡,包括定期訪問終端用戶,加強與學術界、行業(yè)和政府等相關合作伙伴的關系。由于沒有任何一家公司、一所大學或者個人能滿足“塔羅斯”的所有性能要求,因此軍方向全國精英尋求建議。目前,JATF團隊與公司、政府機構、大學和國家試驗室合作,采用非常規(guī)方法,建立了許多非傳統(tǒng)合作關系,甚至包括邀請好萊塢的服裝設計人員參與到生物仿真設計中。

      “塔羅斯”擴展關系網(wǎng)絡已經(jīng)成為團隊循環(huán)設計過程的關鍵。在建模工具設計的過程中,軍方與合作伙伴密切聯(lián)系。在樣機形成階段,則與來自工業(yè)界的制造商和裝甲材料科學家合作,在評估階段得到了來自NHRC(國家人權委員會)這樣的組織支持。在分析階段,需要來自于擴展關系網(wǎng)絡的專家意見,但最終的主導者是套裝終端用戶社團。

      通過與合作伙伴協(xié)作,降低了開發(fā)成本和縮短了新技術開發(fā)時間。這種獨特的合作方式非常關鍵,能加速技術開發(fā),確保2018年8月交付樣機。

      編輯/劉蘭芳

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