[原创]新武备志(14):军功章里有机械一半[玉龍追梦]

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导读: 机械应该说很古老了,连锄头都可以算是一种。但当今机械的绝大部分应用成果是在最近半个世纪发明的。在单片机等微型设备发明后,这一速度还在提升。有的机械带给我们震撼,比如德国,早在二战时期就发明了1.5万吨级水压机,后来被美国拆除运走,促进了美国的相关技术(当时美国只能造0.5万吨级的),很多机械已经达到了巧夺天工的地步,这方面当属瑞士的钟表为最。 而机电技术的发展,使得机械有了新的提高手段。更为灵巧就成了追求方向,当然机械本身性能的提升也很重要。由于在初期,相关技术设备体积较大,在军事上的运用

机械应该说很古老了,连锄头都可以算是一种。但当今机械的绝大部分应用成果是在最近半个世纪发明的。在单片机等微型设备发明后,这一速度还在提升。有的机械带给我们震撼,比如德国,早在二战时期就发明了1.5万吨级水压机,后来被美国拆除运走,促进了美国的相关技术(当时美国只能造0.5万吨级的),很多机械已经达到了巧夺天工的地步,这方面当属瑞士的钟表为最。

而机电技术的发展,使得机械有了新的提高手段。更为灵巧就成了追求方向,当然机械本身性能的提升也很重要。由于在初期,相关技术设备体积较大,在军事上的运用主要集中在主战平台上,而且由于良好的与传统机械技术的融合特点,应用发展非常迅速。发展到现在的机械非常讲究人机“互动”,而相关苗头在大型平台上表现得很明显。

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美军的炫耀,F-18加油不用人操作

比如飞机的电传操作系统,最早可以追溯到全助力操作系统,二战结束后不久就实现了。追重要的特点就是操纵杆直接与动作器的伺服阀相连,不于操作面相联系。这样就直接免去了在跨音速飞行时,操纵面的很大的非线性力变化,而且这时所需的力是难以被人所接受的。但这样一来就造成了飞行员无法直接感受飞机在不同飞行状态下的状态,所以还需要用一些力学反馈装置来提供这种感受,虽然这些力并不作用于操纵面,但确实的飞行员很容易在逻辑上顺利的从一种飞行状态转入另一种飞行状态。说到这里,相信敏感的读者已经发现,这里已经有一点用装置“补偿”人工操作的味道。

后来随着飞机的加工性能和气动布局有了很大进步,飞机的操纵面控制更为复杂,为了适应这一点,增稳系统开始运用,为后来的电传操纵铺平了道路。大家都知道,飞机的飞行品质是由很多个方面构成的,所以增稳系统亚由不同的种类。比如横向稳定,俯仰,航偏等等,都需要相对应的增稳系统。各个系统通过协同,各自控制好操纵面,就可以控制飞机的稳定飞行。这一系统与驾驶杆和脚蹬是脱离的,不影响飞行员施加影响。当然,设计之初就有一个容限设计,保证飞行状态在飞行包线内,而且飞行员肯定也是受过严格理论和实践锻炼的,从这里我们就不难理解为什么飞行员普遍要求高素质了。

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这张空中加油有点不同哦

而后就是辉煌的电传操纵!实际上说起来并不算复杂,除了增稳系统本身技术改进,提高品质外,就是加一个装置,如离合器,使得机械操纵在不用时断开,这时候就由稳定系统来包揽了。2004年告别历史的协和超音速客机就用过。把机械备份完全去掉就是全电传操纵。听起来简单,但大家略思索一下就会想到,这对系统的操作精度要求比较高,要不然咱们国家也不会在歼十上才第一次实现自主掌握了,当然咱们一上来就是较高级的四余度电传操纵。四余度电传操纵系统主要进步在于,他解决了增稳系统导致飞机机动性下降的缺陷,加装了控制增稳系统,还采用了余度技术,由此飞机进入高机动时代,第一个吃螃蟹的是F-16,最变态的是苏-27系列。由此飞机实现了自动限制的精确化,毫无顾忌的操作也不会导致飞机失速,当然,对飞行员的素质要求高。这也是为什么有试飞员说飞歼十是一种享受。后来技术进一步发展,电传操纵后来还把推力矢量发动机结合,进一步提升了飞机战斗力。F-22已经从高机动性跨入超机动性。举个例子,眼镜蛇机动名噪一时,但苏-27系列做这个动作是有限制的,而且不能在中途改出,否则可能会导致失速等风险,但F-22在做这个动作时可以随时改飞其他动作!所以从这个角度看,俄系战机的机动性是否高于F-22,还真不好说。

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飞机操纵系统人机界面还有简化空间

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打开弹仓大幅机动并不是那么简单

上面通过电传操纵,我们可以感受到控制技术的先进性,技术成熟后的发展使得系统除了品质提升,在体积上也可以做得很小。而且后来相关技术在材料进步以及结构优化的推动下,很多以前电子技术吃得下,但机械性能做不到的实现不了的也能实现,比如德国的PHZ2000自行炮,2.5分钟20发的射速曾经羡煞国人,由此相关技术开始扩散到到各个平台。

美军下一代航母卡特级,很重要一点就是采用了先进的地面后勤机械,以前要很多人实现的装弹,以后一个人就行,像反辐射导弹,1,000磅的激光制导炸弹都可以由机械手安装,另外加油,拆飞机等工作也有机械大幅参与。这对战机的快速出动很有好处,而且可以减少人员编制。据评估,只要后勤充足,相关设备可以使每日出动率比现在提高20%。美军自己介绍,相关机械臂的扭矩是以前同类设备的50倍(也不知是否有所夸大)!

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挂蛋蛋何必劳师动众,雄猫的待遇很高啊

另外战场上的士兵,所需背负装备越来越重,比如下一代单兵射击武器OICW达到8KG以上,还有头盔,防弹衣,战术背心,电脑,以及各种奇怪玩意。负担不轻。另外还有很多体力活,如果有机械帮助,可能会有好的效果。相关的外骨骼研制层出不穷。比如HULC外骨骼,最小力气提升200磅物体,最大负重可达90.7KG,而且由于微机电技术的帮助。该系统对人的动作有很好的适应速度和反馈力精度。像奔跑,跨域壕沟,攀爬等复杂动作也可实现跟随。戴上HULC并背负36.7千克重的物资以每小时3.2公里的速度行进时,对氧气的消耗量可比不穿时减少大约15%。有利于减少疲劳,而且美军正在寻求更为优秀的型号,目前投标中较为抢眼的有XOS-2。在公开视频里,使用该机械液压臂作拳击练习,可以打碎了3英寸的松木板,而且据介绍可以轻松举起60KG炮弹数百下,套外骨骼能将其力量扩大17倍,一名搬运兵可以做以前二到三个人的工作,对炮兵尤其适用。

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本人固然觉得这一技术是人类智慧的结晶,但如果用于外骨骼之类的领域,除了医疗目的,可能会使人们心里产生某种不正常的自信膨胀和暴力欲望增长,尽管这些机械可能造就军功章里最有含金量的一半。



本文内容于 2010/11/25 11:15:06 被军刀扩张编辑

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