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士兵的负重 ——重也科技,轻也科技

士兵负重的累赘

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32千克!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,而是为了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36千克。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32千米。公元前100年,罗马军团的士兵在将军严格要求下,即使平时常规行动,也要负重高达45千克,还因此有了“骡子”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(她)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而拖累,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,但不是死于敌军炮火,而是因背负32千克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世纪阿富汗战争,美国士兵的平均负荷都在45千克上下。

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。今天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2倍,并且这也是医护兵退伍的主要原因。

因此,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,只希望在残酷战争中活下来的机率更大。

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9千克,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。

机器骡

美国波士顿动力公司(已被谷歌收购)研制出一款驮东西的机器骡,可以负重超过180千克,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14千米/时,比海军陆战队的行军速度还要快上3.2千米/时。

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16千克,大约相当于一位5岁孩童的体重。

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6~9千克。

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2.7千克,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,它极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。

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