TALOS special ops exoskeleton today and plans for exoskeleton divisions in 2030s
US Special Operations have built prototypes of the TALOS exoskeleton. Jest on przeznaczony do osłony komandosów przed ostrzałem, gdy są w ciężkiej walce miejskiej. Ten system egzoszkieletu do zadań specjalnych będzie pierwszym systemem zastosowanym w walce.
W ciągu pięciu lat pojawią się egzoszkielety dolnej części ciała, które pomogą żołnierzom nosić ich ciężkie ładunki. Żołnierze amerykańscy noszą sprzęt o wadze 50-80 funtów.
Pierwsze poważne wdrożenia egzoszkieletów wielozadaniowych potrwają dziesięć lat.
Prototypowe modele TALOS to zasilane bateryjnie hydrauliczne sztywne egzoszkielety z kuloodporną powłoką zewnętrzną.
Mają one więcej twardego pokrycia pancerza. Są jak nowoczesna wersja średniowiecznej zbroi. Nowoczesny pancerz ceramiczny i kevlar oferują pięciokrotnie większą ochronę niż stal wagowo.
Monitorują użytkownika za pomocą zaawansowanej technologii medycznej. Czujniki ostrzegają o odwodnieniu lub niskim poziomie cukru we krwi.
Egzoszkielety uwalniają piankę krzepiącą rany w przypadku wystąpienia rany.
Eksoszkielety są same w sobie nośne. Pomagają żołnierzom przenosić więcej i zwiększają ich mobilność.
Jest to jedyna technologia o długoterminowym potencjale zwiększenia ochrony i poprawy mobilności zdemontowanych żołnierzy.
Posiadanie egzoszkieletów, które mogą działać dłużej niż 8 do 16 godzin, jest główną przeszkodą w szerszym przyjęciu. Martwią potencjalne awarie zasilania.
Potrzebne są ulepszenia w zarządzaniu zasilaniem, aby zmniejszyć zużycie energii. Wytrzymałość egzoszkieletu uległa znacznej poprawie w ciągu ostatnich kilku lat. Egzoszkielet całego ciała firmy SARCOS może pracować przez 8 godzin ciągłego chodzenia po równej powierzchni przy obciążeniu 160 funtów. Umożliwiają one szybsze poruszanie się przy zmniejszonym zmęczeniu. Nośność kombinezonu SARCOS TALOS jest o 40 funtów większa niż przeciętne obciążenie przenoszone obecnie przez zdemontowane oddziały.
Akumulatory ważą 30 funtów. Żołnierz mógłby nosić zapasowy zestaw baterii. To podwoiłoby wytrzymałość kombinezonu. Niektórzy członkowie oddziału mogliby mieć egzoszkielety z silnikami spalinowymi. Byłyby one głośniejsze i mogłyby ładować baterie kombinezonu lub przenosić dodatkowe baterie.
Modułowe egzoszkielety ONYX mogłyby być operacyjne w 2021 roku
W 2018 roku armia rozpoczęła testy egzoszkieletu ONYX firmy Lockheed Martin. ONYX augmentuje stawy kolanowe podczas przenoszenia ciężkich ładunków po nierównym terenie. Zużywa mniej energii niż egzoszkielet całego ciała. Obecna konstrukcja jest w stanie osiągnąć od 8 do 16 godzin pracy w realistycznym terenie. Urządzenie mogłoby zostać wprowadzone do użytku już w 2021 roku.
Miękkie egzoszkielety
Miękkie egzoszkielety mogą pomóc żołnierzom przenosić 30 procent masy ciała przy 14-procentowym zmniejszeniu mocy metabolicznej.
Ciągle pracują nad osiągnięciem wartościowej poprawy zdolności przenoszenia przy jednoczesnym zmniejszeniu zmęczenia.
Obecne kombinezony zużywają od 50 do 100 watów mocy. Prototypy egzokombinezonów ważą 5,5 kilograma i mają mniejsze baterie zapewniające do 4 godzin wytrzymałości.
Korzyści różnią się w zależności od użytkownika. Niektórzy mogą zobaczyć zyski w wysokości 15 do 20 procent, podczas gdy inni nie widzą żadnych zysków. Naukowcy muszą ustalić, jak dostosować kombinezony dla każdego, aby zobaczyć zyski.
Lepsze silniki
Liquid Piston opracował nowatorski projekt silnika obrotowego o obniżonym poziomie hałasu. Ich zamierzony dojrzały projekt komercyjny byłby 3-funtowym silnikiem, który generuje 3,7 kW mocy.
Hybrydowy gazowo-elektryczny system zasilania może być najlepszym rozwiązaniem. Silnik o dużej wytrzymałości byłby wykorzystywany w większości sytuacji, a użytkownik przełączałby się na tryb wyłącznie akumulatorowy, kiedy musiałby być cichy.
DARPA przyznała firmie LiquidPiston dodatkowe 2,5 miliona dolarów na kontynuację prac nad prototypem obrotowego silnika wysokoprężnego X4 o mocy 30kW, zwiększając łączne finansowanie technologii silnika przez DARPA do 6 milionów dolarów.
Po zakończeniu prac nad w pełni skonfigurowanym silnikiem oczekuje się, że silnik X4 o mocy 30kW będzie ważył zaledwie 30 funtów i zmieści się w 10-calowym pudełku, osiągając przy tym 45% sprawności cieplnej hamowania – jest o rząd wielkości mniejszy i lżejszy od tradycyjnych tłokowych silników wysokoprężnych, a także o 30% bardziej wydajny. Wydajny, lekki i mocny silnik rotacyjny Diesel/JP-8 X4 oferuje przełomowe rozwiązanie dla bezpośredniego i hybrydowego napędu elektrycznego oraz wytwarzania energii.
* będzie około 4-30 razy mniejszy objętościowo i wagowo niż istniejące silniki
* będzie około dwa razy bardziej wydajny
Może być wykorzystany do przełomowych rozwiązań z zakresu dronów, robotyki i egzoszkieletów.
Lekki i kompaktowy
Wysoka gęstość mocy – do 2 KM/Lb (3.3 kW/kg)
30% mniejszy i lżejszy dla silników benzynowych z zapłonem iskrowym (SI)
Do 75% mniejszy i lżejszy dla silników wysokoprężnych z zapłonem samoczynnym (CI)
Cichy
Bez zaworów grzybkowych
Turbulencje spalin zminimalizowane przez nadmierne rozprężanie; nie wymaga tłumika
Low-Vibration
Tylko dwie podstawowe części ruchome, optymalnie wyważone, co skutkuje niemal zerowymi wibracjami
High-Efficiency
20% spadek zużycia paliwa możliwy dla silników benzynowych SI
50% spadek zużycia paliwa możliwy dla silników wysokoprężnych CI
Multi-Fuel Capable
Diesel, benzyna, gaz ziemny, JP-8
Skalowalne
Od 1 KM do ponad 1000 KM
.