скелети майбутнього

Солдати об'єднаної армії Землі з фантастичного бойовика «Грань майбутнього», одягнені в страхітливі бойові екзоскелети, незабаром можуть зійти з кіноекрана в звичайне життя. Точніше - в реальні війни.

Робокостюмів, скафандр і арсенал

Герой цього блокбастера, американський майор Кейдж у виконанні Тома Круза, бореться проти монстрів інопланетної раси в ефектному роботизованому каркасі, наче змальовані з популярних аніме і фантастичних коміксів. Однак, як обіцяють військові, протягом найближчих п'яти - десяти років в розпорядженні збройних сил США, країн Європи, Японії та Китаю може з'явитися ціла лінійка таких військових екзоскелетів - футуристичних пристроїв, які зроблять солдатів невтомними і невразливими.

Можливості робокостюмів, якщо вірити їх розробникам, в перспективі майже безмежні. Для початку, як передбачається, солдати недалекого майбутнього в екзоскелет зможуть піднімати тяжкості до 450 кг і переносити вантаж (в тому числі важке озброєння) вагою до центнера протягом декількох годин під час двадцятикілометрового маршу з середньою швидкістю понад 7 км / год і з можливістю короткочасних прискорень в 4 рази. А ще - перестрибувати через перешкоди висотою і довжиною в кілька метрів, витримувати атаки хімічної і біологічної зброї, радіацію, інше жорстке випромінювання і високі температури.

Кожен чудо-каркас буде обладнаний вбудованим комп'ютером, дисплеєм і захисним шоломом з можливістю огляду на 360 градусів, а спеціальна система кріплень дозволить встановлювати на екзоскелет броню, яка захистить людину від осколків бомб і снарядів, куль і ударів лазера. При бажанні на цю конструкцію можна буде навісити будь-які інші агрегати і пристосування, аж до ракет і станкових кулеметів ...

У перспективі ж військовий екзоскелет покликаний стати симбіозом захисного робокостюмів, скафандра астронавта і ходячого арсеналу. Крім інших бойових завдань, ці «костюми» зможуть використовуватися для бойових дій в умовах міста; там, де потрібна велика кількість боєприпасів, потужна вражаюча сила і «серйозна» бронезащита; в розвідувальних і диверсійних операціях по тилах супротивника - і взагалі скрізь, де звичайному солдатові не вижити. Система датчиків при цьому буде відстежувати стан здоров'я бійця, а також надавати йому першу допомогу при пораненнях і травмах.

Але і цього мало. Військові конструктори вже створюють екзоскелети для бойових дій не тільки на суші, але і в воді. А особливі надії розробники покладають на екзоскелет з двома реактивними Мікротурбіни і набором крил, керуючи яким солдати зможуть літати зі швидкістю понад 100 км / год, планувати в повітрі і зависати на висоті кілька тисяч метрів.

Від Залізної людини до «хутра» з «Аватара»

Як все це буде виглядати в натурі, можна побачити не тільки в «Грані майбутнього», а й багатьох інших фантастичних бойовиках - «Аватарі», «Зоряному десанті», «Районі N 9» і т.д. Хоча полковник Куоритч з «Аватара», строго кажучи, керує не екзоскелетом, а «хутром» - «крокуючим танком», бойовою машиною, яка пілотується з кабіни, розташованої в торсі або голові величезного механізму. А відважна Еллен Ріплі в фіналі «Чужих» бореться з королевою монстрів, перебуваючи всередині крокуючого навантажувача (чому не праекзоскелет?)

Ще в 1959 році американський фантаст Роберт Хайнлайн опублікував роман «Зоряний десант», згодом екранізований Полом Верховень, де вперше був описаний броньований скафандр, одягнувшись в який «зоряні рейнджери» могли бігати, стрибати і літати за допомогою ракетних двигунів. А найбільш знаменитими кінопрародітелямі солдата в екзоскелет стали Залізна людина і невтомний Халк з коміксів Marvel.

Складається враження, що придумали і почали використовувати екзоскелети на Заході, і саме армії ймовірних противників Росії незабаром переозброяться в нову екзоекіпіровку. Але чи так це?

«Перші бойові екзоскелети почали застосовувати ще на полях битв Другої світової війни, - розповів« Росбалту »полковник Анатолій Циганок, керівник Центру військового прогнозування Інституту політичного і військового аналізу, член-кореспондент Академії військових наук. - У багатьох промислово розвинених країнах такі розробки ведуться не один десяток років, і вже продемонстровані діючі зразки. Не є винятком і Росія. Ще 15 років тому «цивільні» екзоскелети активно використовували в структурах МНС для перевезення вантажів, розбору завалів і т.д. У МНС навіть придумали спеціальний пристрій «електронний ніс», яке на руїнах після катастроф може «відчути», чи живий похований під уламками людей, краще пошукової собаки. До 1991 р і СРСР, і США перебували в цій сфері приблизно на одному рівні. Після розвалу Радянського Союзу російське виробництво екзоскелетів було припинено, зате американці змогли використати свої розробки дуже грамотно. Але з 2011 р в російських збройних силах з'явилося абсолютно нове покоління екзоскелетів. Ми почали наздоганяти Америку, Японію, Францію - і дуже швидко. Ще через 5-8 років цього розриву вже не буде ... »

Однак поки відставання є. Екзоскелет (від грецького έξω - зовнішній і σκελετος - скелет) - пристрій, призначений для розширення фізичних можливостей людини за рахунок зовнішнього каркаса. Ще на початку 1960-х Пентагон оцінив по достоїнству всі переваги суперсолдатів в роботизованою оболонці. На перших порах їх планували використовувати на складах боєприпасів і на авіаносцях при завантаженні бомб і ракет.

За два роки появи коміксів про Залізній людині, в 1961-му, американські військові приступили до розробки механічної уніформи для «людини-танка». Класичний принцип, який тоді взяли на озброєння розробники, відтворюється і сьогодні: екзоскелет відстежує рухи користувача і, багаторазово посилюючи, повторює їх за допомогою вбудованих сервоприводів. Чутливі сенсори суперкостюм реєструють м'язові скорочення і передають сигнали на електродвигуни, які, в свою чергу, збільшують силу в кінцівках людини, а комп'ютери і датчики забезпечують всій конструкції баланс і орієнтування. При цьому, хоча мотори реагують на сигнали, що надходять досить швидко, людина в екзоскелет все ж відчуває помітну затримку рухів.

В кінці 2000-х в Японії створили екзоскелет, який приводиться в рух електричними сигналами, які надходять через сенсори, закріплені на шкірі, а не в результаті скорочень м'язів. А в майбутньому, як обіцяють ті ж японці, екзоскелети будуть управлятися і за допомогою думки.

Головне - щоб не сіла батарейка

Поки ж розробки такого плану викликає масу питань. Які ключові проблеми ще не вирішили творці військових екзоскелетів? Коли вони надійдуть у серійне виробництво? Чи зміниться після цього сценарій воєн?

«У жодній країні світу реальний бойовий екзоскелет ще не створили. І це не випадково, - розповіла «Росбалту» Олена Письмова, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник НДІ Механіки МГУ, науковий керівник в області робототехніки російського проекту «ЕкзоАтлет» зі створення екзоскелета. - Десь є в наявності діючі екзоскелети для вантажно-розвантажувальних робіт, а й тільки. Все інше - в кращому випадку поодинокі експериментальні екземпляри. А серійне виробництво екзоскелетів для військових цілей - це поки на рівні фантастики. Чому так відбувається? Тому що дуже високі вимоги у військових. Їм потрібно, щоб солдату в екзоскелет було не гірше, а краще. Але ми, на жаль, поки не володіємо настільки досконалими приводними системами ».

«Людина може висловити свої бажання зовсім по-різному. Ми своєю апаратурою всі ці рухи тіла реєструємо і розуміємо, наприклад, що обстежуваний хоче стрибнути. Але забезпечити стрибок йому може тільки приводний система. А вона не в змозі за короткий час, видати енергію, достатню для вирішення завдання. Вченим поки не вдається зростити »живий організм з неживої конструкцією в одне ціле. Це науково-технічна задача завтрашнього, або навіть післязавтра дня. І самий «заважає» елемент тут - сама людина », - зазначила Олена Письмова.

Ще одна проблема - джерело енергії. Яким він повинен бути? У вигляді акумулятора, двигуна внутрішнього згоряння, сонячної батареї, передачі енергії на відстань? Термін дії будь-якого, навіть самого наверненого, екзоскелета жорстко обмежується межею служби його батарей. Без портативного і одночасно потужного джерела живлення людина в ньому буде вічно шукати розетку, до якої можна підключитися.

Більшість експериментальних екзоскелетів, які створили військові, страждають саме цим недоліком: вони з'єднані зі стаціонарним джерелом енергії пуповиною толстенного електричного кабелю. Обрубати кабель - і привіт. Ряд дослідних зразків екзоскелетів здатний працювати на літій-полімерних батареях і літій-іонних акумуляторах вагою в кілька кілограмів і з терміном дії від кількох годин до однієї доби. Планується оснастити екзоскелети і іншими джерелами живлення: наприклад, на реактивному або водневому паливі, однак збільшення потужності стає спричинити проблеми вже для людського організму.

«Ємність має кордон, після якого батарея перетворюється на бомбу», - попереджають особливо передбачливі розробники. Як ви будете почуватися - тягати на собі ядерний реактор?

«Надійного, потужного і одночасно безпечного для людини універсального переносного джерела живлення теж ще немає, - констатувала Олена Письмова. А без нього екзоскелет - просто панцир з металу. Людина-то створений по-іншому! Він за тарілку супу буде цілий день бігати ... А у екзоскелета мотивації немає, йому потрібна енергія і досить потужні двигуни дуже невеликого розміру і ваги, які наука ще не створила. Звичайно, можна навісити на кожну руку і ногу солдата по 5-кілограмового мотору, але чи багато він так навоюет? А шум від нього якою буде під час руху? І потім, якщо двигун не досконалий, то не дай бог, щось загориться в ньому або протече. Що в такому випадку робити людині? Кидати екзоскелет і воювати без нічого? Віддавати його в ремонт? »

Окреме питання - чи не буде масове виробництво екзоскелетів занадто витратним? Сьогодні комерційні версії цих пристроїв коштують на ринку від $ 70 тис. До $ 150 тис. Один вдалий постріл або підрив міни противника - і дорогущая суперсистема, в яку стільки вклали, буде знищена.

«Це, звичайно, накладно. Ось чому американці, наприклад, не поспішають зі своїм багатоцільовим літаком 5-го покоління Raptor: він виявився надмірно навантажений технологіями і доріг - $ 411,7 млн. І в результаті, хоча спочатку планувалося зробити 384 таких літака, випустили всього 187. Однак в майбутньому екзоскелети можуть істотно подешевшати, якщо їх почнуть робити з менш витратних матеріалів ... », - прогнозує Анатолій Циганок

«Безумовно, не варто сподіватися на одні лише екзоскелети, - вважає експерт. - В першу чергу, треба готувати не тільки «залізо», а офіцерів і солдатів, які зможуть грамотно управляти новітніми системами. А коли вони все-таки надійдуть на озброєння? Чи зміниться сам сценарій воєн? Напевно - так. Перша світова війна була суцільними фронти, майже нерухомі від моря і до моря. Під час Другої світової з'явилися танки - і фронти прийшли в рух. Сьогодні, судячи з оперативну обстановку на Україні, в Сирії та інших гарячих точках світу, на фронтах вже не спостерігається загальної конфігурації інженерних споруд. Очевидно, що в війнах майбутнього противники будуть діяти в більшій мірі розвідувально-диверсійними групами і бойовими загонами за підтримки артилерії і авіації. В таких умовах екзоскелети виявляться незамінні. До сих пір енергії їх батарей не вистачало, комп'ютери були занадто повільними, а штучні м'язи дуже слабкими і не могли повною мірою імітувати рухи людини. Але вже через 10-15 ситуація може докорінно змінитися ».

У 2013 р в рамках Дня інновацій Міністерства оборони РФ в Москві один з підрозділів проекту «ЕкзоАтлет» представило перший діючий зразок суперкостюм, адаптований для штурмових загонів і призначений для зняття навантаження з бійців при перенесенні штурмового щита. Велика частина ваги щита - 35 кг - лягала на конструкцію екзоскелета, яка була забезпечена пристроєм для фіксації і швидкого зняття щита, що дуже важливо під час бойових дій. У спецназівця при цьому звільнялися руки для ведення бою або, скажімо, розмінування території.

Звичайно, це ще не літаючий костюм Залізної людини, але, у всякому разі, хоча б щось конкретне. Російські роботизовані системи для потреб збройних сил удосконалюються. Хто знає - можливо, подібно до того як мобільнікі- «цеглини» дев'яностих за двадцять років перетворилися в нинішні смартфони, екзоскелети скоро теж стануть легкими і зручними.

Джерело: Володимир Воскресенський, rosbalt