Космо-десант зародится в России: прорыв в создании экзоскелета (5 фото)
Фантастические фильмы, снятые по оригинальным сценариям, комиксам или книгам, уже давно пробудили в нас интерес к экзоскелетам. Приспособлению, способному максимально усилить человеческие способности. Кто из нас хоть раз не грезил о том, чтобы прыгать на гигантские расстояния, переносить неподъёмные грузы или бегать, аки Флеш из вселенной Marvel? Всё это способно дать человечеству применение экзоскелетов.
Конечно, подобный «гаджет» заинтересует людей с ограниченными возможностями и путешественников, которые не любят бороздить нашу планету налегке. Однако не стоит забывать о том, что в первую очередь данное произведение человеческого интеллекта, конечно же, будет интересно военным. Точнее сказать, оно их уже давным-давно заинтересовало. Учёные со всего мира ведут работы в данной области, но самыми успешными разработками на сегодняшний день, а также действующими прототипами, могут похвастаться лишь специалисты из России, Японии, Израиля и США. Да, у американцев была огромная фора более чем в десятилетие, ибо после Перестройки Советский Союз свернул все наработки в области экзоскелетов. Однако сегодня российские учёные семимильными шагами догоняют своих коллег из Соединённых Штатов. И очень может быть, что совсем скоро уйдут далеко вперёд. Исконно русское изобретение просто обязано быть лучшим именно в России.
Николай Ягн и его эластипед
Мало кто знает, но отцом современных экзоскелетов является русский инженер-механик Николай Ягн. В конце XIX века этот гениальный учёный-самоучка предоставил научному сообществу своё самое новаторское и необычное изобретение – эластипед. Изобретение представляло собой систему пружин, способных усиливать прыжки при движении человека вверх, а также предназначенных для ускорения и упрощения ходьбы. Ягн запатентовал это изобретение в американском Бюро патентов ещё в 1890 (!) году.
Не сказать, чтобы учёные со всего мира стали сразу же бредить созданием подобного костюма. Основную роль в популяризации этого изобретения, как это часто бывает, сыграли писатели-фантасты. Впервые концепция брони с экзоскелетом была изложена в романе «Том Свифт и его реактивный морпех» в 1954 году. Эстафету перехватил русский писатель Иван Ефремов в своём романе «Туманность Андромеды» (1957 год). Но по-настоящему учёные и военные заинтересовались экзоскелетами, благодаря научно-фантастическому роману Роберта Хайнлайна «Звёздный десант», который появился на прилавках магазинов в 1959 году. Видимо, именно из-за этого произведения использование экзоскелетов в военных целях ассоциируется у нас с космическим десантом. Правда, против гигантских жуков нам вряд ли придётся сражаться.
20-й век. Век громоздких конструкций
Уже в 60-ых United States Military и General Electric разработали первый экзоскелет, получивший имя Hardiman. Он позволял поднимать вес тяжестью в 110 кг при усилии, требуемом для поднятия 4,5 кг. Правда, любая попытка использования этого изобретения заканчивалась неконтролируемым движением, что могло привести к весьма печальным последствиям, потому экземпляр никогда не тестировался с человеком внутри. Плюс конструкция весом в 680 кг была крайне непрактичной, поэтому проект сочли не успешным, решив сконцентрироваться на создании одной лишь механической руки. Но и с одной только конечностью у инженеров возникла всё та же проблема, что и с полноценной конструкцией. Рука должна была поднимать вес тяжестью в 340 кг, но весила 750 кг. Учёные сочли применение стали и алюминия непрактичным. Было необходимо облегчить конструкцию. Сегодня при создании экзоскелетов используется углеводородное волокно и титан, несмотря на то, что применение этих материалов значительно повышает стоимость конечного продукта.
В Советском Союзе первые разработки в области экзоскелетов начались несколько позже. Старт изысканиям дал доклад югославского учёного из Белграда Миомира Вукобратовича на Всесоюзном Конгрессе теоретической и прикладной механики в Москве. Вукобратович представил советским коллегам метод управления движением двуногого человекоподобного робота. Советских учёных метод, конечно же, заинтересовал. Начались разработки, о которых мало что известно, так как они были засекречены. Свои взоры к методу Вукобратовича обратили и учёные из Японии, правда, применить его на практике японцы решились лишь в 1984 году.
Советские разработки, как я уже говорил, были свёрнуты после Перестройки, а возобновлены лишь в 2011 году в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы». Однако за пять лет российские специалисты умудрились нагнать американских и японских коллег, а уже к 2020 году даже «рискуют» обогнать их.
«ЭкзоАтлет» и российские военные разработки
Уже в 2016 году, всего через 5 лет после начала активных исследований, должна стартовать массовая продажа экзоскелета российского производства «ЭкзоАтлет». Данное изобретение российских учёных предназначено для реабилитации и социальной адаптации людей с нарушениями локомоторных функций нижних конечностей, но в 2011 году экзоскелет начали разрабатывать исключительно для нужд сотрудников МЧС России. Переключиться на медицинскую область применения данного чудо-приспособления российским изобретателям удалось только в 2013 году, когда и стартовал проект «ЭкзоАтлет».
Что касается военного применения, то у русских учёных нет задачи создать машину для убийства, этакого неуязвимого киллера. Основной целью наших военных разработок в области применения экзоскелетов, как всегда, является оборона. Так, сегодня ведутся активные исследования по уникальному проекту МВД России – экзоскелет для взрывотехника. В отличие от американской мечты создать броню, в которой солдат будет носиться со скоростью Lamborghini, вдобавок бегать по лесам, лазать по горам, стрелять в негодяев, да ещё и несколько сотен килограммов груза с собой тащить, российским учёным требуется всего лишь защитить человека в костюме от взрыва. Поэтому многие параметры, учитываемые американскими учёными, были исключены, что, конечно же, упростило разработки.
Штатам же пока не очень везёт…
В США уже выходили боевые экзоскелеты «XOS» и «HULC», однако, учитывая многозадачность, батареи хватало максимум на 30 минут. А «XOS» вообще мог работать только от сети. Это неудивительно, ведь для того чтобы делать всё то, что требует Пентагон, американским экзоскелетам понадобится батарея весом в тонну. Тупик. Российские учёные утверждают, что экзоскелет для взрывотехника способен обходиться без подзарядки в течение 12 часов. Как? Пока тайна. Однако, если американцам проект «XOS» из-за проблем с автономным источником питания пришлось приостановить, то российская ОПК продолжает разработки.
В данный момент ведутся активные исследования в области управления экзоскелетом силой мысли. Для этого российским учёным необходимо научить компьютер быстро считывать посылаемые оператором мысли. Так же стоит проблема мощной автономной батареи. Но, судя по всему, нашим учёным удалось её решить, ведь Минобороны планируют начать снабжать армию боевыми телепатическими экзоскелетами уже в 2020 году. Правда, до сих пор остаётся загадкой – каким образом нашим исследователям удалось решить проблему питания? Остается лишь ждать первой демонстрации военных экзоскелетов, чтобы получить ответ.