近年来，美军面临的作战环境和作战任务日益复杂，这使美军士兵承担的负重量和工作量也不断增大。为了减轻单兵的工作负荷，防止他们受到过劳损伤，并大幅提高其工作效率和作战效率，美军一直致力于研发能够增强单兵能力的机械装备。这种人体外部机械装备，将使单兵获得超人般力量和耐力，既可增强士兵的后勤工作能力，也可增强它们的作战能力。

　　此前类似的项目，如通用电气和美国军方共同研制的“人类助力”（Handiman）项目，曾因为重量和机动性等方面的重大缺陷而遭到取消。不过随着新材料和新技术的发展，洛克希德•马丁公司和“雷神”公司又重新开始了相关项目的研制。

“人类通用负重运输器”（HULC）

　　HULC是由洛克希德•马丁公司为单兵研制的外骨骼装备。这种HULC由液压驱动，可使士兵真正做到“举重若轻”，减少士兵由于负重造成的肌肉和骨骼损伤。目前，HULC可以举起91公斤的重物，而这些重量将主要由外骨骼装备承担，确保了士兵的身体不会因为受到重压而行动迟缓。这种外骨骼装备能够适应各种地形。

研制历程

　　2008年，伯克利仿生公司启动了HULC项目，洛克希德•马丁公司于2009年从该公司获得了设计许可。

　　同年2月，洛克希德•马丁公司在弗罗里达劳德代尔堡举行的美国陆军协会冬季座谈会上展示了HULC系统。

　　2010年7月，洛克希德•马丁公司与马萨诸塞州纳提克市的陆军纳提克士兵中心签订了价值110万美元的合同，开始对加固型的HULC设计进行试验与鉴定。根据合同，纳提克士兵中心对HULC进行了试验，测试了其对士兵效能的影响，测量了士兵使用系统时耗费的能量，考察了系统在不同负重和以不同速度运动时的适应性。合同还约定了系统现场试验样品的供应问题。

　　2010年10月，洛克希德•马丁公司对加固型HULC系统进行了升级以提高对不同用户的灵活性和适应性。此后，HULC进行了实验室试验，包括生物机械试验、动态负重试验和环境试验。

　　此外，踏板运动试验也测量到系统使用者的新陈代谢有明显减缓。而系统的可维护性则通过沙尘、吹风、淋雨、温度和湿度等环境试验进行了鉴定。

　　2011年6月，纳提克士兵中心开始对HULC进行试验。

系统设计与灵活性

　　HULC采用了人形设计，主要使用钛金属材料。系统无缆线束缚，使用者可灵活的进行下蹲、匍伏和上肢举重。系统不带电池时重24公斤，设计可调节高度适用于身高约为1.62米至1.87米的用户。

　　这种外骨骼装备可通过系统内装的微型计算机进行控制，无需外部控制机制。HUCL可通过这种微型计算机感知使用者的需求并作出相应的调整。

　　HULC系统可在30秒时间内脱下并打包。系统具备可替换的模块化部件，能够帮助使用者在遭遇敌人时快速脱离危险。

系统特色

　　HULC前后皆可负重，可在水平地面以4千米/小时的速度行进20千米，持续最大速度为11千米/小时，爆发最大速度为16千米/小时。系统具有多种任务附件，可携带装甲、保暖、制冷和传感器等集成系统。

电源供应

　　HULC外骨骼装备使用锂聚合电池，系统节能特性可确保在电池电量低的情况下承受最大负重。

　　2010年1月，洛克希德•马丁公司与普罗通内克斯技术公司签订了合同，开始研制供HULC使用的燃料电池供电系统，计划将其任务时间增加到72小时。配备了可充电电池的HULC使士兵在长时间遂行任务时携带的电池数量减少。

电子和液压系统

　　HULC通过封闭空间内的柔性、可延伸单板微电子系统进行支持。驱动装置可吸收微型计算机和其它电子设备产生的热量，无需使用风扇。系统的高压液压系统使用的是标准液压油。

XOS2 “第二代外骨骼装备”

　　“雷神”公司于2010年9月展示了自行研制的外骨骼装备，即“第二代外骨骼装备”（XOS 2），并强调这种装备与《钢铁侠》系列电影中的钢铁盔甲能力相似。当年，时代杂志将这一装备评选为2010年“最具震慑力”的发明。

　　“雷神萨科斯”公司 在研制XOS 2时注重减少系统能源消耗，试图更有效的利用液压能量。这种尝试在确保系统能力可增强的同时显著减低了能源消耗。据称，XOS 2将比此前作为概念验证的XOS 1减少50%的能量消耗。

　　XOS 2可以使单兵的工作速度加快，工作时间延长，工作能力提高了1到2倍。虽然目前的系统还需要缆绳供电，但无需缆绳的系统已经在研制中了。系统采用了结构传感器、传动器和控制器，可对使用者的行动做出响应，无需使用操纵杆进行控制。

　　XOS 2可以轻松进行踢足球和击打沙袋等灵巧动作，而且右手的吊钩可以击穿墙壁。目前，XOS 2主要有两种型号：一种是“战斗型”，只包括外骨骼的腿部和腰部附件，与HULC类似；另一种是“后勤型”，具备完整的身形。

发展趋势

　　美军研发外骨骼装备的主要目的是减少从事繁重体力工作的人数，因此，只有不断的提高其效能，外骨骼装备才能获得更多的研究经费。目前，HULC和XOS两种外骨骼装备都已经通过概念验证，开始进行试验和研制。洛克希德•马丁公司由于已经开始在纳提克士兵研究中心进行HULC试验，可以说暂时领先竞争对手“雷神”公司。

　　虽然两种外骨骼装备将主要用于后勤用途，但是也需要进行大量的防护设计工作以确保使用者的安全，而这些防护措施又难免会增加系统的重量，从而给整个系统研制带来障碍。采用钛金属材料和铸造碳纤维装甲板可以减轻系统的重量并为使用者提供轻型防护，不过这两种材料相对比较昂贵，经济可承受性不高。

　　未来，上述两种外骨骼装备系统都将摆脱电缆的束缚以实现完整的能力，不过届时电源供应问题仍需得到解决。电气化学和固态氧化物燃料电池可能成为合适的选择。

　　此外，两种外骨骼装备还存在非安全性或无效动作和行动，只有解决的类似问题才能避免士兵遭受意外碰撞伤害，才能确保系统运动不会超出士兵的身体极限。虽然通过关节限制，可以解决部分类似问题，但是只有不断增强传感器的分辨能力，才能避免打喷嚏和肌肉痉挛等无意动作带来的风险。

　　虽然目前美军的外骨骼装备研制主要针对后勤用途，但是考虑到其潜在的能力巨大，不排除其在将来成为单兵武器平台的可能性。洛克希德•马丁公司和“雷神”公司相信，只要能过获得持续的经费支持，外骨骼装备将在5年内列装美军部队。

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美重金打造陆地勇士系统 单兵战斗力可提高20倍

“陆地勇士”

　　就在其他国家竞相开发各自的数字化单兵系统时，美国的数字化单兵系统——“陆地勇士”已经在伊拉克、阿富汗战场投入使用。2007年，200套“陆地勇士”系统首装美驻伊机步旅、空中突击队和特种作战部队。在经过5年战火检验之后，美国国防部士兵计划执行办公室做出一项综合评估：该系统能够提高单兵作战能力20倍。

　　重金打造的“陆地勇士”，由武器子系统、综合头盔子系统、计算机/无线电子系统、软件子系统以及防护服系统等5个子系统整合而成，目的是提高士兵的攻击力、生存力和目标捕获能力。虽然许多防务专家认为美军的评估结果夸大了“陆地勇士”的实际效能，但是也对它所代表的数字化单兵系统的发展方向给予了充分肯定。

从“战场孤点”到“体系节点”

　　一个时期以来，人们常常讨论：陆军“老大哥”是否真的在现代战争中功能弱化了？纵观从1991年的海湾战争到2003年的伊拉克战争，美国陆军似乎少有作为，甚至在科索沃战争中坐了78天的“冷板凳”。

　　其实，不是陆军自身陆战功能在弱化，而是海军、空军这帮“小老弟”，在拥有制海权、制空权的情况下，对地作战功能在强化。同时，国内外政治形势对战争的可控性要求日益提高，确实导致陆军的使用越来越受到政治顾虑的掣肘。

　　因此，不再谋求“老大哥”地位，突出与海空力量联合、融合，逐渐成为陆军转型的明确方向。而把陆、海、空、天、电、网等不同维度的力量一体化，并延伸至陆战的单兵，正是其突破口。美军的“陆地勇士”因此应运而生，其配备的单兵信息系统，就是由班长和班组电台及配套的便携计算机结合在一起，形成具有通信、导航、定位、信息处理及火控计算等功能的综合系统。

　　在“陆地勇士”作战单元内，班长电台的工作频率在30-88兆赫，通信距离约5公里。士兵电台的工作频率在1775-1850兆赫，通信距离约1.3公里。班长的信息系统既能接入战术互联网，对上收发统一的战场态势图、行动计划表、火力支援计划书等信息，还能对下进行班组内广播或点对点保密通话。这样，班组内的所有人员，实际上已经融入由战术互联网组织的联合作战体系，其作战能力随着联合的增强而倍增。

　　2007年9月，一个在巴格达外围执行清剿任务的小分队，遭遇大批武装分子伏击。这些士兵没有像先前那样向自己直接上级请求支援，而是立即向战地联合指挥官发出增援请求。从战地联合指挥官收到请求到在临近空域飞行的F-16战机接到命令实施凌空轰炸，整个流程用时不到5分钟。用时之短，显然不是传统作战方式所能比拟的。

　　原因其实很简单，装备数字化单兵系统的“单兵”，已不再是传统意义上的战场孤点，而是融合于整个作战体系中的一个节点。这样的节点，有各种各样的“眼睛”帮他看，有各种各样的“耳朵”帮他听，有各种各样的“脑子”帮他算，有各种各样的“能手”帮他干，当然能“神奇”地打败数倍于己的敌人。

从“打得狠”到“打得准”

　　陆军“老大哥”的地位之所以受到质疑，还有一个重要的原因，那就是陆军武器弹药的制导化远远落后于海空军。

　　以美军第4机步师为例，步兵班一级行动，自持的武器是M-16或M-4步枪及7.62毫米、12.7毫米轻重机枪，外加40毫米枪榴弹发射器。能够给步兵班一级行动提供火力支援的，除了“阿帕奇”直升机挂载的反坦克导弹和连排级集中使用的“标枪”反坦克导弹，其他如107毫米迫击炮、155毫米自行榴弹炮和多管火箭炮等，均不具备制导功能。这样的火力，可谓“打得狠”有余，“打得准”不足。

　　于是，陆军的转型，除了依托信息系统实现与海空力量一体化之外，还特别强调在火力使用上要与海空对地火力相互补充、相互衔接。而要做到这一点，就要求陆战力量特别是步战力量，在对点状目标和有生力量近距攻击的同时，要对面状目标、时敏目标和掩体性目标进行近距指示定位，以集成陆、海、空不同维度的火力，确保打击效果。

　　因此，美军的“陆地勇士”系统中的武器子系统，就是依托M-4和M-16枪族，通过组配热成像仪、数字摄像机、激光测距瞄准器、可装定弹药而成。其中，热成像仪和数字摄像机可以对近距目标实施红外成像拍照或录像，图像可在头盔显示器上显示或通过单兵信息系统上传至战术互联网。激光测距瞄准器，可对2500米距离内的目标进行测距定位。单兵信息系统还能根据对目标的测定，自动解算弹道、自动装定灵敏弹药、自动跟踪瞄准，进而选择动能杀伤或凌空爆破杀伤。这种即时装定的灵敏弹药，几乎都能使普通射击手变成战场“狙击手”。同时，数字化单兵系统的网络化功能，还为标定目标方位、集成其他打击火力提供了精确的信息支持。

　　有调查显示，2010年美国中央情报局在巴基斯坦发起的118次无人机对地攻击，多数都是由“陆地勇士”战斗小组上传目标信息并协助指挥的。显然，装备了数字化单兵系统的“单兵”，已不再是传统意义上的陆军，而是联合作战力量的有机组成。

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美海军成功试射新型舰载电磁炮 可媲美中程导弹

电磁炮样炮全貌，该炮已初具实用型火炮的外形。

　　在《变形金刚2》中的最后大战里，美军动用了一种国家机密级的神秘武器，从游弋在大洋上的战舰发射，击中了金字塔顶的组合金刚“大力神”，将其摧毁，快速、精准又破坏力十足，这种武器就是电磁炮。美国军方官员2月28日宣布，美海军工程师在弗吉尼亚州的达尔格伦对地作战中心成功试射第一部由军工企业制造的电磁轨道炮原型。美国海军研究局说，上周至今，这门炮试射6次。现阶段，研发人员重点测试炮管寿命和结构完整性。这是美国军方测试首台舰用电磁轨道炮，预计2017年可以供海军使用。这种新武器的炮弹由于速度极高，射程可以媲美中程导弹，引起世界各国军事专家的关注。

　　根据美国海军公布的信息，电磁炮的炮弹初速可达每小时7000千米至8000千米，能够打击90千米至180千米外的目标。与传统火炮不同，电磁炮依靠电磁力而不是火药发射炮弹。这门电磁炮原型由英国航空航天系统公司制造，1月30日运抵海军水面作战研究中心位于弗吉尼亚州达尔格伦对地作战中心，进行为期两个月的测试。海军先前仅在实验室中开发电磁炮技术。按照设计，电磁炮炮弹最高速度将达每小时9010千米，是音速的7倍以上。

另一样炮4月测试

　　电磁炮项目经理罗杰·埃利斯说，这次试射的主要目的是评估原型炮的炮管寿命和整体结构。相比现有舰炮，电磁炮的射程“大大增加”。美军现有127毫米口径舰炮射程大约为24千米，而电磁炮初期设计目标为大约185千米，最高超过400千米。如果开发成熟，电磁炮将能大大加强海军的多任务能力。其远超普通舰载火炮的初速与射程，意味着海军可为陆上军事行动实施精确远程火力支援，拦截来袭的敌方巡航导弹或弹道导弹，以及攻击敌方舰只等。

　　英国航空航天系统公司研制的电磁炮原型大约12米长，发射能量为32兆焦耳。美国通用原子能公司是另一家电磁炮原型研制商，定于今年4月向海军交付样炮供测试。

　　美国海军2005年开始研发电磁炮，打算2017年完成，于2020年左右将电磁炮装备军舰。今后5年，研发课题为确保电磁炮连续发射和炮管冷却。海军希望电磁炮射速能达到每分钟10发。另外，研发人员还需确保弹丸能承受发射时的高温和强大作用力，不至于解体，弹丸内的全球卫星定位系统及其他电子装置必须能正常工作。

性能远超传统武器

　　电磁炮以其独特的发射方式，在高初速、远射程和快速打击等方面显现出无可比拟的优势，可承担海上火力支援、陆上远程火力压制、反坦克（装甲）和打击临近空间作战平台等使命任务，其应用范围涉及到海、陆、空三军。

　　目前，利用传统导弹防御系统仍不能有效地拦截助推段飞行的战术弹道导弹，主要是因为战术弹道导弹典型的助推段飞行时间是50—150秒。要实现助推段拦截，防御系统由探测到发射的反应时间一般不应超过10—20秒，这对于传统防御系统几乎不可能做到。

　　在美国海军看来，电磁炮的近期应用主要体现在战术弹道导弹防御和低空近程防空上，它的应用将大大加强战术反导能力。

　　电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾，也不产生冲击波，不易被敌人发现。同时，可部署在远离主战场的地方。正如美国海军研究部门负责人所说：“海军可在至少200千米的距离发射炮弹，让水手远离险境。”

　　另外，电磁炮只发射弹丸，省去了炮弹壳和火药，降低了成本和污染。还可根据目标性质和射程长短快速调节电磁力的大小，从而控制弹丸的发射能量。

　　普通舰炮的射程只有20千米，而且准确度很差，巡航导弹的有效射程虽然超过了300千米，但它们造价昂贵，而且一艘舰艇最多只能携带数十枚，由于无法在海上装卸，补充时还必须返回港口。

　　电磁炮则以射程远、成本低、运输补充便利等多项优势被美国国防部寄予厚望，甚至还被美国陆军看成是2020年后陆军战车主要武器的候选技术方案。

　　军事专家认为，电磁炮可以完成反舰、对陆攻击、防空、反导等一系列的任务。装备了这种电磁炮的战舰，可在一夜之间让其他战舰变得过时，这对整个世界战略平衡的影响无疑有着深远意义。

空天战场作用巨大

　　1980年，美国西屋公司为“星球大战”计划建造了实验电磁炮，若将这座电磁炮放在太空，它能把质量为300克的炮弹加速到8—10千米/秒。面对这种近30倍音速的电磁炮弹打击，太空中所有的航天器，小到几十千克的卫星，大到几百吨的空间站，都将被撞击成为太空碎片。

　　2004年7月，美国海军成功进行了电磁炮的海上发射试验，下一步便将建造飞行速度2500米/秒，射程达370千米的电磁炮。

　　美军实验数据显示，用炮弹初速为1300米/秒的高射炮打飞行速度为250米/秒或500米/秒的飞行器，其成功率分别是60%和20%，而用初速为4000米/秒的电磁炮打，成功率可达100%。

　　自2005年开始，研究人员便一直致力于延长电磁炮炮筒寿命、炮口能量及尺寸的研究。而这些努力将最终助推64兆焦耳、射程350千米的电磁炮的问世。

　　而就在2010年12月10日，美国海军宣布成功试射初始动能达到33兆焦耳，弹丸初速达到5倍音速，射程远达200千米电磁炮。据美国媒体报道，美国海军计划在2020—2025年内实现电磁炮64兆焦耳的初能。

　　7.5倍音速的炮弹打击365千米远的目标只需飞行6分钟，炮弹撞击目标的速度可达5倍音速，释放出的动能可穿透到12米深的地下掩体目标。而打击海上视距内的目标，炮弹只需6秒钟的时间，这些快速性指标已经超过对陆攻击巡航导弹和反舰导弹的指标。可以预见，电磁炮将很快成长为现代战场强有力的杀伤武器。

　　目前，美国在电磁炮研究方面一直走在其他国家的前面。美国海军认为，电磁炮是以接近常规火炮的成本而达到高超音速导弹作战效能最有希望的选择。