可怕的未来军团：单兵系统揭秘

核心提示：为了更好地装备士兵，美国陆军正在开发一种先进的步兵套装，它将提供超常力量以及比迄今为止任何套装都要高的防弹性能。此外，借助广域网和随身计算机，士兵将更清楚周围态势和自己的身体状况。

美军陆军陆地勇士系统进行拐弯射击试验。

未来单兵作战系统受到内置在士兵套装中的流体护甲的保护。

美军已开始进行部分外骨骼试验，它使得单兵能轻易托举几百公斤的物品。

战争是不断演变的，每个新的冲突都会带来更强大和更先进的武器。在当前战场取得成功的武器可能在短短几年之后就变得过时和无效。战场的残酷现实迫使军方不断地对武器进行改良，以便领先敌方。

未来部队战士系统揭秘

为了更好地装备士兵，美国陆军正在开发一种先进的步兵套装，它将提供超常力量以及比迄今为止任何套装都要高的防弹性能。此外，借助广域网和随身计算机，士兵将更清楚周围态势和自己的身体状况。

在本文中，我们将来到未来战场，比较未来技术和当今技术，了解未来部队战士系统如何将士兵变成“行走中的F-16”。

高科技战衣基本组件

随着士兵仿生套装的发展，美国陆军正计划在战争后勤学方面进行一些改变。集成式生理监控、增强的通信能力和身体力量将给未来士兵提供战时生活所需的各种工具，他们只需穿上高科技战衣就可以战胜敌人。

未来部队战士系统计划分为两个阶段。第一个阶段是在2010年装备一种满足陆军短期需要的套装，但其中的一些可能提前就需要装备。据未来部队战士系统装备专家 Jean-Louis "Dutch" DeGay介绍，“陆军部已经制定出所谓的设计螺线，因此大约每隔两年，我们都会试着将某些已经成熟的技术投入使用，而不是等到2010年再配备整个系统”。到2020年，美国陆军将推出一套集成了纳米技术、外骨骼和流体身体护甲的战衣，但目前所有的这些技术仅处于概念阶段。

下面是该战衣最终型号的一些基本组件：

头盔：头盔中配有全球定位系统接收器、无线电以及广域网和局域网连接。

士兵生理状态监控系统：战衣的这一层最接近身体，其中配有各种传感器，用来监控士兵的生理指标，例如心率、血压和水合。这套战衣会将信息传递到军医和战地指挥官。

流体身体护甲：这种护甲所采用的材料为磁流变流体，这种流体在不施加磁场的情况下将保持液态。在施加电脉冲后，它会在千分之几秒内从软态变成固态。

外骨骼：外骨骼由轻质复合设备组成，这些设备连接到士兵腿部来增强力量。

未来战衣的感知技术

对敌侦查的价值取决于将侦查信息传递给战场中的士兵的快捷程度。与以往相比，未来的士兵将会即时获得更多信息。

美国陆军当前部署了一种称为蓝军跟踪（BFT）的系统，该系统使得指挥官能够从个人计算机中实时了解战场。之后，指挥官可以跟踪各个单位的移动情况并将该信息提供给友方。美国海军已经使用了BFT，但他们最初选择的是一种更便于携带和耐用的系统，称为增强型定位报告系统（ePLRS)。ePLRS和BFT具有的共同目标：实时跟踪友军。但这两种系统的弊端在于，它们的体积比较庞大，有点过时，并且操作人员因需要携带计算机而不能携带武器。

未来部队战士系统套装是对目前这些系统的重大改进。嵌入战衣并位于士兵背部下方的计算机将连接到局域网和广域网上，从而实现数据传输。

DeGay这样解释该战衣：

从本质上讲，这是我们所说的“博格”效应，也是从《星际漫游》借用的一个主题。战场中的一切都是传感器，包括车辆、旋转翼、固定翼、飞行器、地面车辆、单个士兵或无人操纵机器人平台。它们成为我可以跟踪以获取数据的传感器。我可以向它们发送数据或从它们获得视频或音频数据。

士兵无需放下武器即可利用头盔中的语音激活式下拉屏幕来访问信息，该屏幕嵌入在一副透明眼镜中，效果如同17英寸的屏幕。该屏幕可以显示前方侦查部队、卫星或飞机提供的地图和实时视频。据DeGay介绍，“我们正努力在计算机系统中使用图形用户界面，复制计算机图形用户界面，甚至Playstation 2/Xbox图形用户界面。”，因为今天的大多数士兵已经熟悉了这些系统的工作方式。

未来部队士兵系统不仅能够让士兵更多地了解同伴的信息，而且还可以更多地了解自己的生理状况。该套装的生理子系统紧贴着士兵皮肤，并配有传感器来监控士兵的核心身体温度、皮肤温度、心率、身体姿势（站或坐）以及水合级别。士兵自己以及数公里之外的军医和指挥官都可以监控这些统计数据。如果了解一个排的士兵状况，指挥官能够做出更好的战略决策。未来部队士兵系统中的头盔还装有全球定位系统接收器，可以给指挥官提供有关部队确切位置的数据。

战斗的另一个重要组成部分是士兵之间的通信。未来部队士兵系统将使用传感器来测量颅腔的振动，而无需使用外置麦克风。这种骨骼传导技术使士兵能够互相通信，而且它还控制通过下拉目镜可见的菜单，因为这种头盔具有360度态势感知和语音放大功能。

纳提克士兵系统研究中心作战部队交流组联络军士Robert Atkinson说：“这些功能使您能够知道狙击手或迫击炮来自何处，同时又能消除特定分贝的噪音以保护士兵的耳朵”。

利用这种态势感知技术，士兵还可以：

1.探测前方远至几公里之外的其他士兵。

2.聚焦某个声音并将它放大。

流体身体护甲

随着弹药技术的进步，陆军必须开发出性能更好的身体护甲。最初在20世纪60年代开发的一种现代身体护甲由先进的编织纤维制成，这些纤维可以缝制成防护衣和其他软服装。它通常称作杜邦防弹布纤（Dupont Kevlar），是美国军队当前采用的众多身体护甲解决方案之一。另一种类型的护甲SAPI板（“小口径防护”板）是插入士兵弹片防护衣的躯干前后袋的硬化陶瓷复合板。

现在，科学家们正致力于利用磁流变（MR）流体来制作新一代身体护甲，即流体身体护甲。

有一种MR流体用悬浮在硅油中的微小铁粒子制成。油可防止铁粒子生锈，受到磁场或电流作用时，这种流体在几毫秒内即从流体变换到固体。电流导致铁粒子固定为统一极性且互相堆叠，形成难以穿透的屏蔽。这些物质变得多硬取决于磁场或电流的强度，一旦电荷或磁场消除，粒子即被释放出来，物质会回到流体状态。

MR流体将填入未来部队士兵系统中的套装织物的口袋。该套装将布有电线以允许电流通过织物，电流将由随身携带的计算机系统控制，在出现弹药威胁时自动向MR流体加电。

正在开发流体身体护甲的麻省理工学院的科学家声称，将需要5到10年的时间来使得该物质完全能够防弹。

外骨骼

超人力量总是限于科幻小说，但是人体能力增强系统的进步将使士兵能够举起上百公斤的重物，而只需花费举起几公斤重物一样的力气。

未来部队士兵系统中的套装在肩部缝制了一块充满纳米机器的织物，它在受电脉冲激励时会模仿人类肌肉的动作而伸展和弯曲。这些纳米机器将以肌肉的方式产生举力，并将总举重能力增大25～35%。

Atkinson说：“想象您自己功力大增，想举多重就举多重，想举多长时间就举多长时间。它还可以让重量为40多公斤的男性或女性能够将重100多公斤的男性或女性抱离（或背离）战场，而且根本感觉不到他/她有100多公斤重”。

附在士兵下半身的外骨骼提供的力量甚至更加强大。整个外骨骼最多可将举起和搬运能力提高300%。

Atkinson说：“外骨骼与美国国防高级研究计划局（DARPA）研制的装备结合，将使士兵具有更大的稳定性。”“它将士兵变成一个武器平台”。

凭借这种增强力量，武器可以直接安装在套装系统上。在概念套装（右边）中，外骨骼是膝盖以下看到的突出复合材料。

外骨骼将融汇结构、能量、控制、促动和生物机械学等方面的尖端成就。下面是DARPA概括的一些挑战：

构造材料：外骨骼必须用坚韧、轻质且有弹性的复合材料制成。

能量源：补给能量之前，外骨骼具有的能量必须足以运行24小时。

控制：机器的控制必须是无缝的。使用者在穿上该设备后必须能够正常活动。

促动：机器的移动必须顺畅，这样穿上该设备的士兵才不会显得太笨拙。促动器工作时必须安静而高效。

生物机械学：外骨骼必须能够左右和前后移动，就像人在战斗中那样。开发人员必须设计出带有类似于人体关节的结构。

随着战争的变化，陆军在寻找能够击败潜在敌人的任何优势。未来部队战士系统中的战衣会将人体能力提升到前所未有的水平。设想如果面前站着一排士兵，穿着可以将普通人变成活生生的超级英雄的战衣，这场面该是多么令人激动。

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未来作战系统初探