美軍實驗室，或許是全球范圍內(nèi)擁有最多頂尖高新裝備的地方。當前，人們在日常工作與生活中已普遍使用的全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，簡稱GPS）以及互聯(lián)網(wǎng)等科學技術(shù)，最初均源自于美軍實驗室。不過，美軍實驗室同時也是全球最為神秘的地方之一。諸多科幻影視作品中出來的蜘蛛俠、鋼鐵俠等各類未來技術(shù)與新型裝備，在美軍實驗室中似乎均可以找到原型與出處。各類出自于美軍實驗室的高新裝備，不僅幫助美軍繼續(xù)鞏固自身的高科技優(yōu)勢，亦能在未來的民用領(lǐng)域中改變?nèi)藗兊娜粘９ぷ髋c生活。

為了滿足民眾對于美軍實驗室高新裝備的好奇心，當?shù)貢r間2015年5月14日，美國國防部在其總部五角大樓的大院內(nèi)，舉行了首屆“實驗室日”，面向美國國會議員、五角大樓雇員、高中理工科學生以及媒體開放，共展示了來自美軍60余個實驗室中所研發(fā)的100多種高新武器、裝備以及頂尖技術(shù)。據(jù)美國五角大樓官員介紹稱，美國現(xiàn)有的60多個實驗室分布在22個州，總共3.8萬名科學家與工程師，擁有強大的研發(fā)實力。這些實驗室的宗旨就是研發(fā)作戰(zhàn)人員所亟須的各類高新武器裝備，以應(yīng)對各類不確定的因素。

實驗室開放日當天的展覽按照美國海軍、陸軍、空軍、醫(yī)學與生化以及機器人和信息技術(shù)分為五個部分，從某種程度也可以反映出美國海陸空多軍種與兵種之間在武器裝備方面的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢。美國國防部負責技術(shù)、采購與后勤管理的副部長弗蘭克·肯德爾（Frank Kendall）表示，“美國國防部實驗室開放日要展示的，是當前國防部實驗中已取得突破性的各項工作與技術(shù)?！痹凇皩嶒炇胰铡碑斕煺钩龅母黜椄咝挛淦餮b備與技術(shù)中，以下裝備尤為吸引參觀者的眼球，并引起人們的高度關(guān)注。

難以炸穿車輛底盤的“駱駝”裝甲車

當前，在一些非對稱作戰(zhàn)中，實力明顯偏弱的一方往往采用簡易爆炸裝置（簡稱IED），即所謂的路邊炸彈來對敵方作戰(zhàn)人員與軍事裝備予以殺傷和破壞。路邊炸彈多采用廢舊手榴彈、炮彈或者民用雷管、炸藥中的爆炸物質(zhì)所組裝而成。其制作雖較為簡便，甚至頗為簡陋，但爆炸威力卻甚大。在諸如阿富汗戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭以及巴以沖突等非對稱作戰(zhàn)與沖突中，實力偏弱的一方武裝人員往往將IED隱藏在道路兩側(cè)。當對方作戰(zhàn)人員或裝甲車輛經(jīng)過時，即通過遙控方式予以引爆。由于IED的裝藥量一般均較大，引爆后能夠造成巨大的人員殺傷與裝備毀損。在一次巴以沖突中，曾有一輛自重達60余噸的以色列“梅卡瓦”（Merkava）重型主戰(zhàn)坦克被IED直接掀翻，巨大的爆炸氣流瞬間貫穿坦克底部，導(dǎo)致其底盤被炸穿，炮塔亦被炸飛十幾米之遠。

為應(yīng)對防不勝防的路邊炸彈（IED），且最大限度地提升作戰(zhàn)人員及技術(shù)裝備的戰(zhàn)場生存能力，美國陸軍實驗室對裝甲車輛的防護性能予以了重點攻關(guān)與研發(fā)。“實驗室日”當天的美國陸軍展臺中，一輛大型黃色裝甲車輛引起了參觀者的高度興趣。該輛由美軍坦克自動化研發(fā)工程中心研發(fā)的裝甲車輛被稱之為“駱駝”。該名稱的英文單詞“CAMEL”，系這一車輛全稱“先進減爆軍用概念型陸地展示車”的英文縮寫。展示裝甲車的車身側(cè)面寫著“四倍底部爆炸無損傷”，其研發(fā)的重點即是降低路邊炸彈爆炸對于車輛底盤所帶來的毀損性影響。

“駱駝”裝甲車的項目負責人約瑟夫·科特稱，該車輛可運送包括兩名駕駛員在內(nèi)的11名作戰(zhàn)人員，其設(shè)計的理念即增強作戰(zhàn)人員的戰(zhàn)場生存能力，將運兵的傷亡率降低一半以上。約瑟夫·科特同時表示，當前炸彈爆炸是士兵巡邏與兵力運輸中面臨的最大威脅。一般裝甲運兵車的設(shè)計重點往往是強調(diào)其運輸能力，而非對于內(nèi)部作戰(zhàn)人員的保護?！榜橊劇毖b甲車的設(shè)計重點，則是強調(diào)對于內(nèi)部作戰(zhàn)人員的保護，并提升其戰(zhàn)場生存能力。為此，美軍坦克自動化研發(fā)工程中心在“駱駝”裝甲車研發(fā)之初，即花費了大量人力、物力來考慮，如何對身材高大的男兵與身材嬌小的女兵進行全面保護。不過，“駱駝”裝甲車只是作為一個概念性平臺而存在，其自身并不會直接服役而介入作戰(zhàn)第一線，主要用于集成展示未來戰(zhàn)場上可能會應(yīng)用到的各類技術(shù)與裝備。

降低艦載機著艦難度的“魔毯”

美國國防部“實驗室日”所展示的“魔毯”，并非如同“一千零一夜”故事中所描繪的飛行器。其實質(zhì)是一種能夠幫助艦載飛機在航空母艦上降落的高新技術(shù)。該“魔毯”技術(shù)，系美國國防部在“實驗室日”當天推薦的必看項目之一。

在航空母艦的各項操作活動中，艦載機的航母著艦被公認為最為復(fù)雜且危險的環(huán)節(jié)之一。艦載機在航母甲板上的降落，其難度之大，風險之高，堪稱“刀尖上的舞蹈”！據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，美軍航空母艦上的各類飛行事故中，75%左右均發(fā)生于艦載機降落階段。誠然，航空母艦的長度一般均超過300米，寬度則在70～80米之間。整個飛行甲板的面積約等于三個足球場之大。但艦載機飛行員在著艦時，其從空中俯瞰到的航空母艦，猶如海面上漂浮的一片“小樹葉”。一方面，飛行員駕機要以300公里每小時的降落速度準確著陸至“樹葉大小”的飛行甲板區(qū)，其難度可想而知。另一方面，航空母艦在海面上并非保持絕對之靜止，海浪、風力以及艦尾氣流的存在，令航母時常呈現(xiàn)出上下浮沉以及縱橫擺動。飛行員要飛上時刻處于顛簸中且具有一定傾斜度的航母飛行甲板，亦極為考驗飛行員的高超技術(shù)。美軍自1949年在航母上大規(guī)模部署艦載機起，美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊已先后損失了1.2萬余架各類型號的飛機以及8000多名艦載機飛行員。

為了降低艦載機著艦難度，并強化飛行員以及飛行設(shè)備的安全保障能力，美軍實驗室研發(fā)了前述這款名為“魔毯”的飛行控制系統(tǒng)。設(shè)計者稱，“魔毯”系統(tǒng)作為幫助艦載機在航母上著艦的新型技術(shù)，可稱得上是艦載機著艦“游戲規(guī)則”的改變者。美國海軍航空系統(tǒng)司令部航空力學部高級經(jīng)理詹姆斯·德納姆介紹稱，“魔毯”技術(shù)利用了一系列飛行控制算法，以精確控制艦載機著艦時的飛行角度，并提升艦載機著艦環(huán)節(jié)中的可控性，進而有效降低飛行員駕駛飛機著艦的難度。有了“魔毯”技術(shù)后，飛行員只需改變飛機的飛行線路即可，并不需要在駕駛艙內(nèi)付出過多的人力勞動。艦載機著艦時的諸多操作與工具，均可以由“魔毯”這一飛行控制系統(tǒng)所自動完成。作為一項程序化的應(yīng)用方案，“魔毯”技術(shù)所擁有的能力遠遠強大于現(xiàn)有的手動操控方式，可以有效降低艦載機飛行員的日常訓(xùn)練負擔，并有效提升飛機著艦時的安全性與可控性。不過，“魔毯”技術(shù)并未使艦載體的著艦實現(xiàn)完全自動化。該系統(tǒng)并不知道航空母艦所處的方位，故艦載機在降落時，仍需飛行員來駕駛飛機。該系統(tǒng)的研發(fā)者同時介紹，“魔毯”技術(shù)最早在2018年時，即可投入實戰(zhàn)應(yīng)用。

提升作戰(zhàn)者單兵能力的人力增強系統(tǒng)

美國國防部“實驗室日”活動中，展出了各類用以提升作戰(zhàn)人員能力的新型武器裝備。其中，一款名為“人力增強系統(tǒng)”的軍用外骨骼裝備，吸引了大部分參觀者的眼球。

“軍用外骨骼系統(tǒng)”是一種模仿人體結(jié)構(gòu)特點而設(shè)計的外置性機械骨骼。該裝備研發(fā)的目的，主要是為了提升作戰(zhàn)人員的單兵能力以及全身力量?！败娪猛夤趋老到y(tǒng)”由鈦合金制成的機械手臂、腿、脊柱，控制計算機、驅(qū)動裝置、背部負重以及散熱單元等部分所組成。機械手臂與腿系按照人體仿生學原理所設(shè)計，不僅結(jié)構(gòu)簡單，其內(nèi)部亦裝有可像人體關(guān)節(jié)一樣彎曲轉(zhuǎn)動的專門結(jié)構(gòu)以及液壓傳動部件。“軍用外骨骼系統(tǒng)”雖有一定自重，但其幾乎不會對使用者的身體造成負擔。相反，該系統(tǒng)不僅幫助完成提舉重物、深蹲、爬行等各種動作，亦可消減作戰(zhàn)人員應(yīng)負重或提舉較重負荷而引發(fā)的疲勞之感。

根據(jù)“軍用外骨骼系統(tǒng)”的設(shè)計要求，作戰(zhàn)人員穿戴好“外骨骼”后，能夠背負100公斤的重物，且以10千米每小時的速度在多種地形上自由行進。同時，“外骨骼系統(tǒng)”的液壓裝置以及關(guān)節(jié)設(shè)計，能夠令作戰(zhàn)人員行動靈活，不僅可以背負重物高速奔跑，亦可蹲于掩體之后進行射擊。此外，穿著有“軍用外骨骼系統(tǒng)”的作戰(zhàn)士兵在戰(zhàn)場上可更為輕易且快速地轉(zhuǎn)移傷員，并可在撤退時輕松帶走眾多沉重之裝備。

“軍用外骨骼系統(tǒng)”的動力來源為兩塊鋰聚合物電池。一次充滿電后，電池能夠保證使用者背負100公斤重物，以4.8公里每小時的時速連續(xù)行走一個小時左右。當作戰(zhàn)人員身穿“軍用外骨骼系統(tǒng)”進行沖刺加速時，其最高時速可達到16公里每小時。研發(fā)人員測試顯示，“軍用外骨骼系統(tǒng)”能夠有效降低作戰(zhàn)人員對于氧氣的消耗量。眾所周知，人體對于氧氣消耗量越大，人就會感到越疲勞。根據(jù)測試結(jié)果，穿戴“軍用外骨骼系統(tǒng)”后負重約27公斤重物，并以3.2公里每小時的速度行進，其消耗氧氣量比不穿“軍用外骨骼系統(tǒng)”時減少15%左右。

“軍用外骨骼系統(tǒng)”的高度可自由調(diào)節(jié)，能夠滿足身高從1.6米-1.85米的士兵使用，且穿戴與脫卸均極為方便。穿用“軍用外骨骼系統(tǒng)”時，士兵只需將相關(guān)部件固定在肩部、腰部與腿部等位置。而脫下“軍用外骨骼系統(tǒng)”系統(tǒng)時，也僅僅只需要花費30秒時間?！败娪猛夤趋老到y(tǒng)”在研發(fā)時采用了模塊化的設(shè)計理念，其背部負重托盤可與系統(tǒng)主體部件分離。如作戰(zhàn)士兵無需背負重物時，即可將托盤取下，以便于進一步減輕系統(tǒng)重量。

“軍用外骨骼系統(tǒng)”的性能雖極為先進，且面向未來化作戰(zhàn)，但其操控卻較為簡便，并不需要依賴操縱桿或其他裝置予以控制。該系統(tǒng)內(nèi)置的微型計算機能夠令金屬骨骼與穿戴者完美匹配，并與其四肢活動保持協(xié)調(diào)一致。

“軍用外骨骼系統(tǒng)”的研發(fā)目的，即是通過人力增強，來提升作戰(zhàn)者的單兵戰(zhàn)斗能力。毫不夸張地說，“軍用外骨骼系統(tǒng)”一旦投入至實戰(zhàn)引用，即可使裝備其的士兵變化為“超級士兵”，不僅可擁有強大的力量支撐，其作戰(zhàn)能力亦將成倍提升。首先，士兵是否能攜帶更多的武器與彈藥，是提升單兵作戰(zhàn)能力的一大關(guān)鍵。但受制于人體負重的極限，普通士兵能夠攜帶的裝備往往比較有限，且過重的裝備一家加速消耗士兵的體力。為此，“軍用外骨骼”依靠體強大的人力增強系統(tǒng)，使得作戰(zhàn)士兵能夠攜帶更多的武器、彈藥與給養(yǎng)，從而提升作戰(zhàn)者的單兵打擊能力。其次，普通個體行進的時速約為6-10公里每小時。但作戰(zhàn)士兵攜帶各類武器裝備與給養(yǎng)后，很難以較快速度持續(xù)行進。而“軍用外骨骼系統(tǒng)”的負重能力，能夠幫助作戰(zhàn)士兵在負重的情形下，仍可保證11公里每小時的持續(xù)行進速度，并具有16公里每小時的最大爆發(fā)速度，進而大大提升作戰(zhàn)人員的單兵機動能力。再次，為了保證作戰(zhàn)士兵的戰(zhàn)場生存率，單兵防護能力的提升亦是需要考慮的一大重要方面?！败娪猛夤趋老到y(tǒng)”極為強悍的負重能力，能夠使其加裝適合于單兵防護的復(fù)合裝甲材料，進而令作戰(zhàn)者的防護能力得以有效提升。最后，“軍用外骨骼系統(tǒng)”的裝備，可以提升士兵在戰(zhàn)場中的感知能力。作為模塊化的裝備系統(tǒng)，“軍用外骨骼系統(tǒng)”可以加裝有關(guān)傳感器，以強化作戰(zhàn)士兵對于戰(zhàn)場局勢的感知能力。此外，“軍用外骨骼系統(tǒng)”亦可加裝有衛(wèi)星通信與定位裝置，從而令每一個士兵均成為獨立的網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點，能夠令指揮系統(tǒng)直接掌握每個士兵當前所處的具體位置。

編輯：黃靈 yeshzhwu@foxmail.com