无人尖兵
计划在未来的作战中,赋予无人地面车辆侦察、运输、排弹、医疗撤运(后送)和直接攻击目标等多种功能。而豪氏科技公司的产品正是众多生产机器人企业中的佼佼者。
豪氏科技公司简介
豪氏科技公司是由来自缅因州的双胞胎兄弟迈克·豪和杰夫·豪共同建立的专业设计制造装甲车和军用级车的高科技公司。其中迈克是总裁兼总工程师,而杰夫是CEO兼公司经理。他们的妻子Tracy和陈怡蓉照顾办公和营销。两兄弟手下有一个具有创新思维的技术熟练的机械师团队,专门设计先进的特种小型车辆和机器人。
他们的产品包括世界上最小的装甲突击车“獾”,Thermite机器人、世界上最快的双履带机器人车辆“粗齿锯”等。其客户包括美国陆军、特警和好莱坞的导演。
该公司的技术诀窍之一是充分使用SolidWorks设计软件来设计无人车。该是世界上第一个基于Windows开发的专业三维CAD系统,在节约成本、缩短周期、追求更好机械装配效果等方面有不错的效果。它遵循易用、稳定和创新三大原则,大大缩短了设计时间。
SWAT BOT
SWAT BOT是一种机器人防护车辆,可以为12名战斗人员提供保护。它的结构采用高品质材料制成,包括A440F不锈钢钢板和航空级铝合金。
A440F钢板为高强度刃具钢,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。A440F较易加工,最常见的产品就是剃须刀片。
有了高强度的材料,SWAT BOT能,能用高分辨率摄像机近距离探查爆炸装置,也能当做防护盾来阻挡7.62毫米等口径的枪弹、榴霰弹片或其它碎片。有了它的保护,特警可以接近那些带着武器,或是藏在车辆后面、建筑物里面的武装人员。SWAT BOT采用远程控制,并且可以折叠,便于运输。
此外,SWAT BOT还配备有一个2200千克的绞车、机械臂等。其采用的附件如破门器可以瞬间击倒大铁门;配备的带有矛头刺绞链可以刺穿汽车轮胎或者刺入汽车车体并将其迅速拖走;其灯光阵可发出16000流明的强光,能够将处于黑暗中的罪犯眼睛致盲。目前SWAT BOT的售价约9.8万美元。
“獾”突击车
“獾”是世界上最小的载人装甲突击车,于2007年问世。这是一种城市特警的专用装备。“獾”具有超强的机动性,适合在电梯、楼梯、学校走廊等特殊的场合开展作业。它长213.36厘米,宽137.16厘米,高81.28厘米。车体能撞倒坚固的墙体,穿过成堆的瓦砾和残骸,能适应恶劣的气候条件。“獾”的质量只有1497千克,由输出功率为22千瓦是柴油静压系统驱动。它可以实现中枢转向,最高时速为9.656千米每小时。由于车身小,“獾”仅可载一人,操作者的视野良好,从左侧后到右侧后的270度范围内都能覆盖。
“獾”有PAV1和PAV1.2两个型号,前者的人员舱门在车顶;后者的舱门在侧面,车辆翻倒时,人员更容易逃生。
这两款车都具有防弹装甲,内衬有凯夫拉纤维,具备4级弹道防护能力。在测试中,9毫米鲁格弹、史密斯·韦森12.7毫米手枪弹、M-16自动步枪所用的M-193式5.56毫米枪弹等都无法穿透“獾”的防护装甲。此外新设计更能够对付小口径火炮的攻击。目前,其售价在7~12万美元之间,根据客户的需要,可以增加额外的装备,如空调和机械臂。
“粗齿锯”无人战车
2000年,豪氏兄弟萌发了设计制造世界上最快履带式无人车设计理念。两人将它命名为“粗齿锯”。2005年,豪氏兄弟将样车从缅因州的工厂拖到华盛顿,参加美国下一代“无人驾驶地面车辆”(UGV)的概念车展。在车展上,美国军方对性能超群的“粗齿锯”产生了浓厚兴趣,专门拨出125万美元资助其研制。
从外形来看,“粗齿锯”高速履带车就像是一个缩小版的履带式步兵战车,比载人型履带式步兵战车小得多,车身也呈低矮的多面体。
2009年11月初,美国陆军对“粗齿锯”进行测试,证明它可以97千米/小时的速度在凹凸不平的泥泞路面上行驶,而且从零加速到81千米/小时只需要5秒。该车可以爬上45°左右的山坡,而传统履带式车辆的爬坡能力无法超过35°。
“粗齿锯”之所以具有如此高的机动性,除了不用考虑载员的相应系统和传统战车的厚重防护装甲层外,其功率强大的发动机和精心设计的行走系统也是重要原因。“粗齿锯”装有一台最大输出功率为478千瓦的Duramax6.6LV8柴油发动机,最大输出扭矩可达1221牛·米。
该车独特的行走系统值得特别说明。履带在不同路面上行驶时,预张紧度是不一样的。在柏油马路等硬化路面上行驶时,履带紧一点;在沙漠等较软的地面上行驶时履带松一点。预张紧力太小,容易发生脱带的情况;预张紧力太大,履带和主动轮磨损就会加大,从而严重降低系统寿命,这在战车高速行驶时显得尤为突出。因此传统的履带式车辆主要靠改变诱导轮相对于主动轮的距离来改变履带的预张紧度。但这种措施对于“粗齿锯”并不合适。
为解决这一难题,豪氏兄弟独辟蹊径,发明了一种液压减震装置与弹簧车轮相结合的方式,为“粗齿锯”的悬挂结构配备了行程长达356毫米的悬架式液压减震装置,能自动、实时调整履带的预张紧度。为了防止当悬架收缩时履带脱落,还在“粗齿锯”的底盘前端设计了一种弹簧车轮,可以保证履带始终处于应有的拉紧状态。这样,“粗齿锯”即使从4米高的沟坎一跃而下,履带也不会滑落。
另外,豪氏兄弟专门为“粗齿锯”设计了一种结构独特的履带板,比坦克的履带板质量轻约90%。履带板上有微电脑芯片控制的差速动力传输系统,先进传动设备能自动将适当大小的动力依次传输给每一块履带板。试验中“粗齿锯”从未发生过履带断裂和脱落等故障,也从未发生过高速行驾中倾覆的故障。
在“粗齿锯”MS1方案中,由一名操作员坐在一辆M-113装甲运输车改装的遥控指挥车中向“粗齿锯”发出指令。“粗齿锯”车身上部一共安装有6个摄像头,能将周围360°范围内的情况实时传回遥控指挥车,并分别显示在6个大液晶显示终端上。
该车顶部加装美国了里康光学公司的PLRWS轻型遥控武器站。该遥控武器站是美军“斯特赖克”旅目前大量使用的XM101式通用遥控武器站的轻量化改进型号。其主要武器为装有皮卡汀尼导轨的M-240B型7.62毫米通用机枪。由于大量采用轻型复合材料,PLRWS加上M-240B机枪后总质量不超过78.5千克。而且M-240B的后坐力也较小,车顶比较容易承受。
PLRWS上有激光测距仪、红外观瞄装置、可见光摄像机和微光夜视仪等先进设备,遥控人员操作界面非常直观。不过安装PLRWS后,该车要增加一名负责武器系统的控制员。
2009年下半年之后,豪氏兄弟在MS1的基础上又研制出MS2。MS2在车体上部进行了重新设计并加装了钢管式结构,进一步提高了重点部位的防护能力。其最大有效载荷能力高达900多千克。有消息称,MS2的遥控武器站将装备美国加伍德工业公司最新研制的M-134G型7.62毫米“电子米尼岗”转管机枪。同M-240B相比,M-134G的结构更加复杂,射速也更快,其最高战斗射速可达到4000发/分。另有消息称,豪氏兄弟正在测试将威力更大的GAU-19/A型12.7毫米“加特林”机枪安装在MS2上,测试的主要内容是MS2能否承受GAU-19/A的后坐力。
美国军方人士认为,“粗齿锯”在战场上遇到障碍物时无须躲避,借助其超强的机动性可以直接从障碍物上面越过,这将极大提升美军的战斗力。豪氏兄弟则认为,“粗齿锯”可以充当美军在地面小规模军事行动中的开路先锋。早在2001年,美军就将MS1派往伊拉克执行任务。
在未来的战场环境中,美军考虑将2辆或2辆以上“粗齿锯”车编成一个小组,实现协作式防护和联合火力。这种小组可以和传统的载人作战车辆一起执行作战任务,也可以单独作战。据豪氏兄弟估算,定型后的“粗齿锯”每辆售价约为76万美元,在小型无人作战车辆中算得上便宜。而迄今为止,“粗齿锯”项目的所有研发费用加起来也不超过300万美元,可以称得上是21世纪以来美国陆军造价最低的新一代军事机器人项目。
Thermite遥控机器人
豪氏公司于2012年公布了名为Thermite RS1-T2的遥控机器人,是一种消防机器人。该机器人也采用了履带式底盘,可以让消防人员在安全区域进行远程侦察并实施灭火工作。
该机器人控制范围在400米之内,外形尺寸为长187.96厘米、宽88.9厘米、高139.7厘米,重量约743.89千克。这样的体积和重量可方便地用消防卡车运输。据称,美国消防队常用的“牛头”消防车正好可容下两辆Thermite。
它个头虽小,但动力却并不含糊,采用18.64千瓦的柴油发动机,可以牵引576千克的物品。加上采用了航空级铝合金材料,可以穿越崎岖的地形实施侦察。它主要的灭火工具是一个全方位喷嘴,由一个流速2271.25升/分钟的泵驱动。
Thermite可以装备机械臂或者相机,也可以配置成推土机。通过两台机器人组合的协作,消防人员就可以在远处进行灭火救援工作,评估火势、搜寻幸存者或者清理废墟。它一般应用在极端危险的领域,如飞机火灾、炼油厂、化工厂、核反应堆等环境中。其售价为98500美元。
豪氏机器人与好莱坞
“粗齿锯”不仅得到了美军的订单,还在好莱坞大片中秀了一把。在由布鲁斯·威利斯主演的《特种部队2》中,我们看到了“粗齿锯”的身影。这显然是豪氏科技公司的软广告,但也反映出这种机器人的性能优良,特别适用于特种作战,是特警和陆军的好帮手。
美国成功的军事电影背后,都有军方的大力支持。实际上,五角大楼和好莱坞的合作已经有上百年的历史了,参与拍摄的军事电影至少有上千部,五角大楼专门设置了与好莱坞配合的机构,甚至将租用美军装备进行明码标价。9·11事件之后,小布什的白宫办公厅主任就把好莱坞的老板们召集在一起,要求他们为反恐战争出力。此次“粗齿锯”在大片中现身,也有为美国的全球反恐战争拉赞助、以争取更多资金投入的意味。
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