前文傳送門(我是死也想不到這水文還有第二章節(jié))
寫作動機(jī)來源于與FractureRain的談話赁遗。
1.總領(lǐng)
大型人形機(jī)動兵器一直以來都是科幻題材作品中對未來戰(zhàn)爭幻想的一項(xiàng)重要元素曼追。人類渴望增強(qiáng)自己的身體強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)刀槍不入短条、所向無敵的戰(zhàn)爭神話导匣。那么,以現(xiàn)在的技術(shù)水平出發(fā)茸时,大型機(jī)甲贡定,未來可能登上戰(zhàn)場嗎?
機(jī)甲的硬件和軟件構(gòu)成可都,可以闡釋為十大系統(tǒng):能源系統(tǒng)缓待,傳動系統(tǒng)蚓耽,骨架系統(tǒng),裝甲系統(tǒng)旋炒,武器系統(tǒng)步悠,插件系統(tǒng),感知系統(tǒng)瘫镇,總控系統(tǒng)鼎兽,操控系統(tǒng),維生系統(tǒng)汇四。依照材料接奈、動力、駕駛?cè)?xiàng)通孽,我們將十大系統(tǒng)分為三大類:骨架序宦、裝甲隸屬于材料;能源背苦、武器互捌、傳動隸屬于動力;插件行剂、感知秕噪、總控、操控厚宰、維生隸屬于操控腌巾。依托這三大類,開始探討大型機(jī)甲的可能性铲觉。
2.比對
1.AV-98“英格拉姆”——《機(jī)動警察》
AV-98英格拉姆是《機(jī)動警察》中虛構(gòu)的一種大型巡邏機(jī)器人澈蝙,全稱“先進(jìn)載具98式”,日文:発達(dá)代號“機(jī)動地面裝甲交通工具撵幽,簡稱“英格拉姆”灯荧。
該機(jī)型由日本篠原重工株式會社開發(fā)制造,于1998年4月投入生產(chǎn)盐杂,英格拉姆機(jī)型性能優(yōu)良逗载,并首次采用了高度近似人形的機(jī)體,一方面增加了機(jī)體的靈活性链烈,另一方面也使它看上去更具有威懾力厉斟。理論上只要人類能做出的動作,英格拉姆也能做到强衡。
全機(jī)高度 :8.02米
全機(jī)寬度 :4.37米
空機(jī)重量 :6.02噸
武備重量 :6.62噸
手臂負(fù)荷 :2.40噸
動力源:常溫超導(dǎo)電池(輸出馬力不詳)材質(zhì):碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料捏膨、鋁鋼合金
武器:電磁警棍、37毫米左輪手槍、90毫米霰彈來復(fù)槍
英格拉姆系列機(jī)體并不能算作是嚴(yán)格意義上的兵器号涯,機(jī)體在當(dāng)年動畫上映構(gòu)想之時目胡,就被定位成為21世紀(jì)可以得到實(shí)際應(yīng)用的民用機(jī)甲,在作品中也是類似于警車的行動單位链快,是擔(dān)任駕駛的警員的肢體擴(kuò)展型武器誉己。
武器方面,英格拉姆使用的武器多為現(xiàn)代警用裝備的放大擴(kuò)展版域蜗,有說法稱現(xiàn)代槍械的機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)趨近于完美巨双,且英格拉姆機(jī)體體積不大,槍械進(jìn)行等比例放大后結(jié)構(gòu)強(qiáng)度損耗較小霉祸,因此這種設(shè)計(jì)較為合理筑累。
動力源方面,常溫超導(dǎo)概念在科學(xué)界一直是炙手可熱的話題丝蹭,也是《機(jī)動警察》這一平民向機(jī)戰(zhàn)作品中最具科幻性和前沿性的元素了慢宗。前些時日某國稱常溫超導(dǎo)研究取得重大突破,但在超導(dǎo)性質(zhì)所具備的兩大前提中奔穿,該國超導(dǎo)材料表現(xiàn)出的邁斯納效應(yīng)尚有爭議镜沽,所以在這里按下不表,不予評價贱田,暫且認(rèn)為能源動力是英格拉姆成為現(xiàn)實(shí)的一條門檻缅茉。
材料方面,碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)過一系列熱處理轉(zhuǎn)化而成男摧,含碳量高于90%的無機(jī)高性能纖維蔬墩,是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,而碳纖維復(fù)合材料是一系列無機(jī)非金屬材料的統(tǒng)稱耗拓,常見代表為石墨烯拇颅。
碳纖維復(fù)合材料及其概念是上世紀(jì)為應(yīng)用于航天領(lǐng)域而誕生,其優(yōu)點(diǎn)包括高強(qiáng)度帆离、抗熱沖擊性、耐熱性结澄、密度小哥谷、低熱膨脹系數(shù)等,自20世紀(jì)50年代面世以來麻献,已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟们妥,2022年12月7日,中國成功發(fā)射的快舟十一號固體運(yùn)載火箭勉吻,全箭就采用了碳纖維復(fù)合材料监婶。
鋁鋼合金則是一系列鋁合金材料的統(tǒng)稱,如今在民間也可以以較為實(shí)惠的價格購入相當(dāng)數(shù)目的鋁鋼材料,材料方面,英格拉姆的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)不存在技術(shù)難關(guān)。
2.Arx-7“強(qiáng)弩”——《全金屬狂潮》
ARX-7強(qiáng)弩是以M9為基礎(chǔ)加以修改并以實(shí)戰(zhàn)為前提設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)機(jī)三娩,秘銀部隊(duì)投入“黑科技”的試作機(jī)體提岔,作品中秘銀首架擁有搭載λ-Driver并參加實(shí)戰(zhàn)的主從機(jī)甲,之后原計(jì)劃搭載于M9 D型 FALKE(鷹式)霜运,但由于種種因素因而未進(jìn)行。
全高:8.5米
總重:9.8噸
機(jī)體動力來源:Ross & Hambelton APR 2500c常溫核融合爐(冷鈀聚變反應(yīng)堆)
主要材質(zhì):不詳
最大作戰(zhàn)行動時間:100小時
最高時速 :290km/h
最高跳躍高度 :49m
機(jī)體固定武裝:ECS光學(xué)隱身系統(tǒng)、12.7mm 機(jī)槍 ×2报破、XM 18 電線槍 ×2、彈射索鉤×2
標(biāo)準(zhǔn)攜帶武裝
Otto-Melala “Boxer” 57mm 霰彈炮
Royal Ordnance M-1108 反坦克匕首
GeoTron Electronics GRAW-2 單分子切割刀
Alliant Techsystems M1097對AS用手榴彈×2
雖然機(jī)設(shè)由日本人操刀千绪,但《全金屬狂潮》作品中的機(jī)體處處充滿美式硬核武器的線條充易。與英格拉姆類似,強(qiáng)弩的行動方式也是將人體動作放大化荸型,這樣的姿態(tài)控制可以為總控系統(tǒng)和操作系統(tǒng)省下許多編制動作預(yù)設(shè)和識別微操動作的功夫盹靴,但相應(yīng)的,對駕駛員的技術(shù)要求會相應(yīng)提高帆疟。
《全金屬狂潮》中的機(jī)甲體積同樣小巧鹉究,駕駛員在其中的駕姿接近站立,四肢也是向機(jī)體四肢方向上的套筒延伸踪宠,因此自赔,包括強(qiáng)弩在內(nèi)的本系列機(jī)體,都可以看作是大型化的外骨骼柳琢。
要讓這樣小巧的機(jī)體具備能夠支持長時間行動的動力源绍妨,設(shè)計(jì)者考慮了小型化核聚變反應(yīng)堆(并且是常溫下的核聚變反應(yīng)堆)。有關(guān)冷核聚變最著名的事件是1989年的弗萊西曼-龐斯實(shí)驗(yàn)柬脸,由于這個當(dāng)時引起轟動的實(shí)驗(yàn)沒能夠重現(xiàn)他去,20年來一直被視作科學(xué)研究的反面典型之一。
1989年3月23日倒堕,美國猶他大學(xué)的彭斯和英國南安普敦大學(xué)的弗萊西曼舉行新聞發(fā)布會灾测,宣稱在實(shí)驗(yàn)室的小型裝置上,用鈀作陰極電解重水垦巴,實(shí)現(xiàn)了常溫常壓下的“冷核聚變”媳搪。但是,世界各地1000多個實(shí)驗(yàn)室始終沒有人成功地重復(fù)出彭斯和弗萊什曼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果骤宣,最終否定了這一成果秦爆。他們的故事也就成了科學(xué)界幾乎人人皆知的反面教材。這個科學(xué)史上的丑聞是科學(xué)發(fā)展過程中操之過急以及過度炒作的典型例證憔披。
2008年等限,日本知名科學(xué)家爸吮,大阪大學(xué)名譽(yù)教授荒田吉明在媒體前公開展示了他最新的研究成果——在常溫條件下將氘氣變成氦。將氘氣壓入鈀鋯氧化物后望门,反應(yīng)容器的溫度上升到70攝氏度形娇,并且長期處于遠(yuǎn)高于室溫的狀態(tài)達(dá)50個小時。據(jù)稱這些熱量便是來自冷核聚變反應(yīng)怒允。只不過后續(xù)對此實(shí)驗(yàn)的復(fù)刻均以失敗告終埂软。
目前對冷核聚變的主流觀點(diǎn)為否定,盡管科學(xué)界從未停止對冷核聚變的探索纫事,但時至今日勘畔,冷核聚變的發(fā)展和研究已經(jīng)幾乎停滯,極致的高溫仍然是實(shí)現(xiàn)核聚變不可逾越的障礙丽惶。
系統(tǒng)方面炫七,強(qiáng)弩最值得稱道的,應(yīng)當(dāng)是ECS光學(xué)隱身系統(tǒng)钾唬。據(jù)劇中稱万哪,ECS展開時,可以聞到明顯的臭氧味道抡秆,因此推斷ECS的運(yùn)作原理與臭氧的光學(xué)性質(zhì)有關(guān)奕巍,但具體原理不詳。
可見光隱身技術(shù)的目的就是通過減少目標(biāo)與背景之間的亮度儒士、色度和運(yùn)動的對比特征的止,達(dá)到對目標(biāo)視覺信號的控制,以降低可見光探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率着撩,具體的措施有:
1)改進(jìn)目標(biāo)外形的光反射特征诅福;
2)控制目標(biāo)發(fā)動機(jī)噴管的火焰和煙跡信號;
3)控制目標(biāo)照明和信標(biāo)的燈光亮度拖叙;
4)控制目標(biāo)運(yùn)動構(gòu)件的閃光信號氓润;
5)控制目標(biāo)表面的亮度和色度。
實(shí)際上薯鳍,能夠或者說已經(jīng)實(shí)現(xiàn)上述光學(xué)隱身效果的主流方式就是與環(huán)境相似的迷彩涂裝咖气,而ecs系統(tǒng)卻是像變色龍一樣,使機(jī)體時刻適應(yīng)周遭環(huán)境在表面生成光學(xué)迷彩挖滤,且隱身效果幾乎是近距離目視不可見(劇中多次出現(xiàn)隱形機(jī)體潛伏在城市街道上的情節(jié))崩溪,這項(xiàng)技術(shù)對目前的我們來說還是遙遙無期。
武器方面壶辜,納粹德國在二戰(zhàn)期間使用過的萊茵金屬公司開發(fā)的LeGrW 36型50毫米輕型迫擊炮長度不到半米悯舟,重量14千克担租,證明57毫米的手持型發(fā)射器實(shí)現(xiàn)并非不可能砸民。但在劇中能夠削鐵如泥般切開AS裝甲的單分子切割刀,卻未找到任何技術(shù)相關(guān)介紹,這里只能引入EVA中類似的武器概念“高粒子振動刀”試進(jìn)行解釋岭参。猜想反惕,所謂單分子切割刀,是通過刀身的高頻振動演侯,向被切割物體輸入能量姿染,達(dá)到破壞分子間作用力,從而宏觀上能夠更輕易地實(shí)現(xiàn)切割的效果秒际。
現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)上已經(jīng)有振動切割器得到廣泛運(yùn)用悬赏,但要在軍事層面上同時實(shí)現(xiàn)小型化和長時間續(xù)航,以及確保刀身強(qiáng)度娄徊,難度還是未知數(shù)闽颇。如此看來,強(qiáng)弩最基本的參數(shù)寄锐,現(xiàn)有技術(shù)都無法滿足兵多,更別提那宛如修仙小說一般的,將使用者的戰(zhàn)斗意志作用于因果鏈的拉姆達(dá)驅(qū)動器了橄仆。
3.Rx-78-2“高達(dá)”——《機(jī)動戰(zhàn)士高達(dá)》
rx-78-2是日本動漫《機(jī)動戰(zhàn)士高達(dá)0079》出現(xiàn)的第一臺高達(dá)剩膘。這臺元祖高達(dá)在因緣際會之下由阿姆羅·雷駕駛,是V計(jì)劃里RX-78系列的二號機(jī)盆顾,并在一年戰(zhàn)爭中后期創(chuàng)造了奇跡般的戰(zhàn)果怠褐,被吉翁軍稱為“白色惡魔”。
頭頂高:18.0米
全高:18.5米
本體重量 43.4噸
全備重量 60.0噸
裝甲材料及結(jié)構(gòu):高達(dá)尼姆合金(月神鈦合金)
發(fā)動機(jī)功率:1380KW
推進(jìn)力:24000KG×2+3750KG×2=55500KG
加速度:0.93G
地上速度:165千米/時
裝備及設(shè)計(jì)特征 特殊系統(tǒng):核心戰(zhàn)機(jī)系統(tǒng)椎扬;學(xué)習(xí)型電腦
傳感器探測有效半徑:5700米
180°姿勢變換所需時間:1.5秒(使用磁氣覆膜技術(shù)后需1.1秒)
固定武裝 光束軍刀×2(額定輸出功率0.38MW)惫搏;頭部60mm火神炮×2
選用手部武器 專用光束步槍(可下掛四聯(lián)裝發(fā)射器,發(fā)射器可發(fā)射凝固汽油彈)蚕涤;火箭筒×2筐赔;高達(dá)錘;超級錘揖铜;專用盾牌
動力源方面茴丰,是高達(dá)系列作品的第一個神棍設(shè)定。包括高達(dá)在內(nèi)的宇宙世紀(jì)MS均采用米諾夫斯基核融合爐天吓,利用I力場拘束靜止質(zhì)量接近0的特殊粒子“米諾夫斯基粒子”形成擬似原子贿肩,讓擬似原子進(jìn)行聚變,再用I力場加以拘束和控制龄寞,實(shí)現(xiàn)無污染的可控核聚變汰规。
但這其中很明顯存在一個機(jī)設(shè)制定之初對未來科技的想象力有限的問題。雖然使用的是米諾夫斯基原子進(jìn)行核聚變物邑,但終歸也是核聚變溜哮,可高達(dá)的輸出功率(1380kw)甚至比不上絕大多數(shù)民航客機(jī)的單個引擎出力(40000kw以上)滔金;推進(jìn)器的推進(jìn)力甚至也低于民航客機(jī)創(chuàng)下的世界紀(jì)錄(56900kg)。
第二個神棍設(shè)定茂嗓,就是高達(dá)尼姆合金餐茵。高達(dá)尼姆合金于宇宙世紀(jì)0064年在月面被首次制造出來 因此得名“月神鈦合金”,而“高達(dá)尼姆合金”制造的機(jī)體則得名“高達(dá)”述吸。高達(dá)尼姆合金α被用于制造RX-78-2忿族,其能彈開扎古的120mm機(jī)槍榴彈的優(yōu)秀性能為高達(dá)提供了在一年戰(zhàn)爭時期無可匹敵的防御力。直到后來高達(dá)尼姆合金開發(fā)到第三代γ合金蝌矛,不僅補(bǔ)強(qiáng)了初代較弱的韌性道批,成本還大大降低,使得高達(dá)的造價大幅縮減入撒。
綜上屹徘,高達(dá)尼姆合金違反了現(xiàn)代戰(zhàn)爭中攻擊力相較防御力永遠(yuǎn)會溢出的鐵則,如果不能制造出防御力出眾的武裝搭載平臺衅金,讓大型人形機(jī)動兵器去沖鋒陷陣屬實(shí)沒有必要噪伊。將目光下移到宇宙世紀(jì)中常見的另外一種裝甲,鈦陶瓷復(fù)合材料裝甲上氮唯,不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在低端鈦陶瓷已經(jīng)在民間廣泛使用鉴吹,但在沒有米諾夫斯基干擾的情況下,現(xiàn)實(shí)世界中用這種材料制作的機(jī)體面對超視距火力打擊惩琉,下場只會比高達(dá)中的雜兵機(jī)更慘豆励。
武器方面,高達(dá)系列的粒子兵器大多基于米諾夫斯基物理學(xué)設(shè)計(jì)瞒渠,在現(xiàn)實(shí)中具有的參考價值較小良蒸。這樣來看,除非第二個愛因斯坦誕生伍玖,否則現(xiàn)實(shí)世界永遠(yuǎn)也等不到類高達(dá)大型機(jī)甲的實(shí)現(xiàn)嫩痰。
3.構(gòu)想
在參考了以上三臺機(jī)甲之后,或許我們可以嘗試構(gòu)想現(xiàn)實(shí)世界技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的機(jī)甲窍箍。骨架方面串纺,中國已經(jīng)具備制造出半米以上的完整碳納米管,驗(yàn)證了高強(qiáng)度機(jī)械結(jié)構(gòu)制造的可能性椰棘;傳送系統(tǒng)方面纺棺,航天引擎和液壓傳動技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟;武器方面邪狞,將現(xiàn)代武器大型化到滿足10m左右頂頭高度級別人形兵器使用標(biāo)準(zhǔn)并非難事祷蝌;倘若降低標(biāo)準(zhǔn),制造出類機(jī)甲器械已經(jīng)不是難題帆卓。
4.反思
盡管軍工科技發(fā)展的速度很快巨朦,但機(jī)甲很可能永遠(yuǎn)不會到達(dá)我們身邊乡翅。
首先,能源和傳動不是同一樣?xùn)|西罪郊。機(jī)甲或許能被設(shè)計(jì)成足以容納航天引擎的大小,但想要再裝上相應(yīng)的油箱或者電池就不可能了尚洽。目前所能窺見的唯一集儲能與輸出為一體的機(jī)械就只有小型化的聚變反應(yīng)堆悔橄。
第二,現(xiàn)實(shí)中找不到符合要求的裝甲材料腺毫⊙⑴保《機(jī)動警察》中的機(jī)甲被設(shè)計(jì)來打擊城市犯罪,裝甲級別停留在應(yīng)對輕武器潮酒,但在充斥著超視距重火力武器的現(xiàn)代戰(zhàn)場上睛挚,沒有裝甲能夠抗過巡航導(dǎo)彈或集束炸彈〖崩瑁《全金屬狂潮》中的機(jī)甲是作品世界觀下坦克的替代品扎狱,防御力和坦克相當(dāng),劇中也毫不避諱地承認(rèn)了主從機(jī)甲在穿甲彈頭面前是脆皮包子的本質(zhì)勃教;《機(jī)動戰(zhàn)士高達(dá)》宇宙世紀(jì)系列作品中淤击,機(jī)甲出現(xiàn)的契機(jī)是戰(zhàn)場上無處不在的米諾夫斯基電磁干擾,使雷達(dá)設(shè)備不可用故源,機(jī)甲因此被派遣到前線戰(zhàn)場污抬,通過目視進(jìn)行交戰(zhàn)。在現(xiàn)實(shí)世界中绳军,遠(yuǎn)距離打擊印机、電子信息戰(zhàn)已經(jīng)逐漸成為主流,機(jī)甲足以沒有踏上戰(zhàn)場的資本门驾。
第三射赛,關(guān)于機(jī)甲制造成人形的合理性。機(jī)甲被設(shè)計(jì)成人形首先是出于商業(yè)化的考量奶是,人形機(jī)甲外形無疑更為大眾接受咒劲,但其實(shí)人形本身是非常優(yōu)秀的結(jié)構(gòu),只要姿態(tài)制御系統(tǒng)的運(yùn)算能力夠強(qiáng)诫隅,人形就能在無需變換形態(tài)的前提下同時腐魂,適應(yīng)水陸空乃至無重力環(huán)境。現(xiàn)代重型機(jī)動兵器之所以沒有采用人形逐纬,首先是出于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的考量 其次是因?yàn)闆]有足夠強(qiáng)大的姿態(tài)控制系統(tǒng)蛔屹。《全金屬狂潮》中有雙邊角系統(tǒng)豁生,《機(jī)動戰(zhàn)士高達(dá)》中有AMBAC姿態(tài)制御系統(tǒng)兔毒,而現(xiàn)實(shí)中則存在因缺少硬件而不研發(fā)相應(yīng)軟件漫贞,沒有軟件而不開發(fā)相對硬件的死循環(huán)。
5.總結(jié)
結(jié)合現(xiàn)代戰(zhàn)爭的情況和現(xiàn)有軍工技術(shù)水平育叁,機(jī)甲大概率是不會來到我們身邊了迅脐,更有可能出現(xiàn)的類似兵器應(yīng)該是單兵無源外骨骼,其次是一些異形化非人形無人機(jī)豪嗽。畢竟現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊體系相當(dāng)發(fā)達(dá)谴蔑,讓戰(zhàn)士坐在空鐵殼的駕駛艙里奔赴前線風(fēng)險太大,無人機(jī)更容易控制成本龟梦,實(shí)現(xiàn)集成設(shè)計(jì)的應(yīng)用隐锭。如果想看到英雄化的機(jī)甲對轟場面,或許只能祈禱下輩子托生在機(jī)甲動漫的異世界了吧计贰。