中國單兵外骨骼系統

中國單兵外骨骼系統是由中國兵器集團202研究所研製的外骨骼系統，於2015年7月在中國軍民融合技術裝備博覽會上首次亮相。

基本介紹

• 中文名：中國單兵外骨骼系統
• 首次亮相：2015年7月
• 研製機構：中國兵器集團202研究所

技術指標

中國單兵外骨骼系統模擬 額定背負：負荷35公斤

額定搬運：負荷50公斤

額定背負負荷35公斤情況下，平地步速4.5公里/小時，平地行走續航里程20公里。

202所依託兵器集團研發實力，其外骨骼在系統完成度上明顯要略勝一籌。202所研製的外骨骼系統完成度較高，已經基本超越原理樣機和工程樣機的階段。202所的外骨骼系統能夠做出一些諸如地面匍匐等較為複雜的動作，在安裝上前向搬運輔助裝置後，還能舉起50公斤重物。

研發歷程

2013年4月，中國兵器集團202所外骨骼項目立項。

2015年7月，由兵器集團202所研製的國產單兵外骨骼亮相中國軍民融合技術裝備博覽會，被認為是該系統國內的首次正式曝光。

功能作用

中國單兵外骨骼系統可加裝輔助裝置，額定負荷平均平地步速為4.5公里每小時，平地行走續航里程為20公里；該新型外骨骼若裝備部隊，可提高高原部隊的單兵負重量，提升單兵偵查能力，可執行高原單兵巡邏、山地單兵巡邏、跨越障礙等任務。

研發難點

中國單兵外骨骼系統模擬 1、系統使用材料

單兵骨骼系統

早期的外骨骼是用鋼和鋁金屬製作的，但造成系統自重過大，使外骨骼的動力在驅動人體之外還要克服自重。因此研製都在降低自重，多使用複合材料、鈦合金等輕質材料來讓能量效率更高。

2、動作裝置

正是這一部分讓士兵獲得更大力量。以前，液壓動力筒因其動力輸出較大、動作執行準確獲認可，但其缺點是重量過大，而且液壓裝置有可能泄漏。“動作裝置”研發的重點轉向小型或微型的永磁伺服馬達。這種伺服馬達能夠組裝成微小的組件來實現大力矩和高回響度的運動。

3、關節的靈活度

涉及到外骨骼能夠完成更多的戰術動作，例如匍匐、跳躍等。這些動作對於人體關節來說輕而易舉，但對於模仿人體關節的外骨骼來說就難度較大了。尤其是人體肩關節、胯關節、脊柱等部位，都是外骨骼模仿的難點主流的外骨骼都是沿著人體的肩部、胯部和膝蓋，設定外部球形接頭，然後通過平行的連線桿實現連線。但在運動時，這些外部的人造關節和連線桿往往與人體的貼合度發生錯位。現有的外骨骼系統雖然不干擾步行，但對使用者的彎腰仍有較大影響。

4、控制系統

良好的外骨骼系統應該有一套精密的計算機人工智慧控制系統，來控制外骨骼對人體的動作進行回響。如果回響速度過慢，動作效率低；而回響速度過快，則有可能給使用者帶來傷害。

中國單兵外骨骼系統操作 由於人體不同關節動作速度有快有慢，外骨骼控制系統也必須能協調速度，讓使用者感到外骨骼是一種助力而不是阻力。而且先進的控制系統能夠發現並阻止使用者的錯誤動作，例如摔倒，這對於本身行動不便的傷殘人士很重要。

5、電源動力

像鋼鐵俠那樣擁有無所不能的反應堆，僅是電影中的幻想，現有動力輸出較強的內燃機由於噪音、隔熱等問題無法套用，主流外骨骼系統均使用電池來驅動電動機。高容量的燃料電池是研究的重點，但也只能勉強滿足需要。有些專家則構想，未來可以對外骨骼使用無線電能傳輸。

外國發展狀況

美國狀況

美軍提出，外骨骼裝備必須使用堅固、輕型且有彈性的結構材料，使之具有攜行重量為21千克的個人裝具、100千克以上的武器彈藥等物品的能力。自備的能源可使用24小時。持續行軍速度至少300米每分鐘，甚至達到400米每分鐘以上。美軍研製外骨骼裝備，主要目的是增強使用者的負重和運動能力。旨在提升單兵作戰能力。該裝備可以直接穿戴在單兵上，也能提高部隊的單兵負重量，提升單兵的偵察能力，使單兵在重負荷的情況下平均步速達到4.5公里每小時，另外，行走續航里程為20公里每小時，可以完成爬坡、跨障、深蹲、匍匐等動作。俄軍研製全稱為“外骨骼機器人”的新式作戰服——“士兵21”就是瞄準未來作戰使用。對未來作戰而言，城市中的巷戰將成為重要的作戰形式，更多的軍事任務將落在步兵身上，外骨骼裝備的出現為解決這個難題提供了最優解。這種機械作戰服，配有火力攻擊、防護、控制、生命和能源保障等系統，將有效提高單兵作戰能力和防護水平。

法國狀況

法軍稱“大力神”外骨骼的套用將涉及後勤與人道領域，包括：幫助消防隊員、特種部隊和步兵將重物運送至干涉地區；在醫療領域為病患者提供幫助；在建築和後勤領域用於運送重物等。就各國發展形勢看，單兵外骨骼裝備最有可能優先套用於後勤運輸、營房維護、裝備修理等非戰鬥場合。同時，對於受傷的士兵及非戰鬥減員的情況，外骨骼還能有效幫助他們恢復行動能力乃至戰鬥能力，已經出現了被稱作步行復原機器人的外骨骼。在民用領域，外骨骼還可廣泛套用於消防搬運、抗震救災等場合，也可以在殘疾人、老年人輔助行走等領域大顯身手。

總體評價

隨著軍事技術的發展以及作戰樣式的變化，未來戰爭已將作戰領域拓寬到陸、海、空、天、電、網等多維戰場。現代網路化的信息作戰模式越來越受到推崇，穿著外骨骼裝備的新型步兵將成為信息戰場發展的趨勢之一。在信息化條件下，與數位化單兵系統緊密結合、高度匹配，穿戴外骨骼裝備和配備“陸地勇士”系統的士兵將成為與整個作戰體系相融合的一個節點。每名戰士都與整個信息網路連線，並不斷將前方戰況實時傳回聯合作戰指揮中心。與此同時，每名單兵都能始終與上級和戰友保持聯繫，隨時了解周邊戰場態勢，作戰效能將大大超出機械化時代的單兵作戰效能。依靠這樣的節點，每名士兵都能夠時時洞察戰場各個區域的態勢，與傳統單兵相比較而言，其能夠更加迅速的適應各種戰場環境，連續完成各種高難度、高強度、高頻度的複雜任務。可以預見，隨著外骨骼裝備的不斷發展完善，及其與數位化單兵系統在更大範圍、更深層次的融合，未來的陸軍單兵和戰鬥班組將像“鋼鐵俠”一樣，以小目標、高機動、超靈活、全信息、強火力，以及形散神聚的優勢，使步兵的作戰與保障效能大幅提升。外骨骼裝備作為可以提高士兵戰場生存率的一種技術，或許因為它的出現，未來的戰爭形式將發生重要變化。外骨骼技術在國際上發展迅速，作為未來步兵的必備科技裝備，各國都在競相研發外骨骼技術，並大力促成其與數位化單兵系統相融合，通過提高單兵作戰能力使整個部隊的戰鬥力再上一個台階。而在未來的單兵作戰領域，外骨骼裝備發展最成熟並且最大範圍列裝軍隊的國家可能會占據較大的優勢。