TALOS-exoskelett för specialoperationer idag och planer för exoskelettdivisioner på 2030-talet
US Special Operations har byggt prototyper av TALOS-exoskelettet. Det är utformat för att skydda kommandosoldater från skottlossning när de befinner sig i tunga strider i städer. Detta exoskelettsystem för speciella situationer kommer att vara det första systemet som används i strid.
Om fem år kommer det att finnas exodräkter för underkroppen som hjälper soldater att bära sina tunga laster. Amerikanska soldater bär 50-80 pounds av utrustning.
Det kommer att ta tio år innan de första för större insatser av multi-missions exoskeletter.
Talos prototypmodellerna är batteridrivna hydrauliska styva exoskeletter med ett skottsäkert yttre skal.
De har mer hård pansartäckning. De är som en modern version av en medeltida rustning. Moderna keramiska pansar och kevlar ger fem gånger mer skydd än stål i vikt.
De övervakar bäraren med avancerad medicinsk teknik. Sensorer ger varningar om uttorkning eller lågt blodsocker.
Exoskeletten släpper ut sårkoagulerande skum om det finns ett sår.
Exoskeletterna är själva bärande. De hjälper soldaterna att bära mer och ökar deras rörlighet.
Det är den enda tekniken med långsiktig potential att öka skyddet och förbättra rörligheten för demonterade soldater.
Att ha exoskeletter som kan fungera i mer än 8-16 timmar är det största hindret för ett bredare införande. Det finns oroliga potentiella strömavbrott.
Det har krävts förbättringar inom strömhantering för att minska strömförbrukningen. Exoskelettets uthållighet har förbättrats dramatiskt under de senaste åren. Exoskelettet för hela kroppen från SARCOS kan fungera i åtta timmars kontinuerlig gång på en plan yta samtidigt som det bär en last på 160 pund. De möjliggör snabbare rörelser med minskad trötthet. Belastningskapaciteten hos SARCOS TALOS-dräkten är 40 pund större än den genomsnittliga belastning som bärs av avsittande trupper idag.
De uppladdningsbara batterierna väger 30 pund. En soldat kan bära en extra uppsättning batterier. Detta skulle fördubbla dräktens uthållighet. Vissa medlemmar i truppen skulle kunna ha exoskelett med förbränningsmotorer. De skulle vara högre och skulle kunna ladda dräktens batterier eller bära extra batterier.
Onyx modulära exoskelett kan vara operativa 2021
Under 2018 började armén testa Lockheed Martins exoskelett ONYX. ONYX förstärker knälederna när man bär tunga laster i ojämn terräng. Det använder mindre kraft än ett helkropps exoskelett. Den nuvarande konstruktionen kan uppnå 8 till 16 timmars drift i realistisk terräng. Anordningen skulle kunna tas i bruk redan 2021.
Mjuka exodräkter
Mjuka exodräkter kan hjälpa soldater att bära 30 procent av sin kroppsmassa med en 14-procentig minskning av den metaboliska kraften.
De arbetar fortfarande för att nå värdefulla förbättringar av bärkapaciteten samtidigt som de minskar tröttheten.
De nuvarande dräkterna använder 50 till 100 watt ström. Prototyper av exodräkter väger 5,5 kilo och har mindre batterier för upp till 4 timmars uthållighet.
Fördelarna varierar mellan användarna. Vissa kan se vinster på 15 till 20 procent medan andra inte ser några vinster. Forskarna måste fastställa hur man ska anpassa dräkterna så att alla kan se vinster.
Bättre motorer
Liquid Piston har utvecklat en ny design av en roterande motor med minskat buller. Deras tänkta mogna kommersiella konstruktion skulle vara en 3-pundsmotor som genererar 3,7 kW effekt.
Ett hybridsystem för gas- och elkraft kan vara den bästa lösningen. Motorn med lång uthållighet skulle användas i de flesta situationer och användaren skulle byta till batteriläge när de behöver vara tysta.
DARPA har beviljat LiquidPiston ytterligare 2,5 miljoner dollar för att fortsätta utvecklingen av prototypen av den roterande X4-dieselmotorn med 30 kW, vilket innebär att DARPA:s totala finansiering av motortekniken uppgår till 6 miljoner dollar.
När utvecklingen av den helt paketerade motorn är avslutad förväntas 30kW X4-motorn väga endast 30lbs och rymmas i en 10-tums låda, samtidigt som den uppnår 45% bromsvärmeeffektivitet – ungefär en storleksordning mindre och lättare än traditionella kolvdieselmotorer, och även 30% effektivare. Den effektiva, lätta och kraftfulla Rotary Diesel/JP-8 X4-motorn erbjuder en banbrytande kraftlösning för direkt och hybrid elektrisk framdrivning och kraftgenerering.
* den kommer att ha ca 4-30 gånger mindre volym och vikt än befintliga motorer
* den kommer att vara ungefär dubbelt så effektiv
Den kan användas för genombrott från drönare, robotteknik och exoskelett.
Lättviktig och kompakt
Hög effekttäthet – upp till 2 HP/Lb (3.3 kW/kg)
30 % mindre och lättare för bensinmotorer med gnisttändning (SI)
Upp till 75 % mindre och lättare för dieselmotorer med kompressionständning (CI)
Stilla
Ingen ventiler med klaffventiler
Avgasturbulens minimeras genom överexpansion; Ingen ljuddämpare krävs
Låg vibration
Bara två primära rörliga delar, optimalt balanserade, vilket resulterar i nästan noll vibrationer
Hög effektivitet
20% minskad bränsleförbrukning möjlig för SI- bensinmotorer
50% minskad bränsleförbrukning möjlig för CI-dieselmotorer
Förmåga att använda flera bränslen
Diesel, bensin, naturgas, JP-8
Skalerbart
Från 1 hk till över 1000 hk
