TALOS-Exoskelett für Spezialeinheiten heute und Pläne für Exoskelett-Abteilungen in den 2030er Jahren
US-Spezialeinheiten haben Prototypen des TALOS-Exoskeletts gebaut. Es soll Kommandotruppen bei schweren Gefechten in Städten vor Schüssen schützen. Dieses Exoskelettsystem für besondere Situationen wird das erste System sein, das im Kampf eingesetzt wird.
In fünf Jahren wird es Exoskelette für den Unterkörper geben, die den Soldaten helfen, ihre schweren Lasten zu tragen. US-Soldaten tragen 50-80 Pfund Ausrüstung.
Es wird zehn Jahre dauern, bis die ersten Exoskelette für mehrere Einsätze zum Einsatz kommen.
Die TALOS-Prototypmodelle sind batteriebetriebene hydraulische starre Exoskelette mit einer kugelsicheren Außenhülle.
Sie haben eine härtere Panzerung. Sie sind wie die moderne Version einer mittelalterlichen Rüstung. Moderne Keramikpanzer und Kevlar bieten fünfmal mehr Schutz als Stahl nach Gewicht.
Sie überwachen den Träger mit fortschrittlicher Medizintechnik. Sensoren warnen vor Dehydrierung oder niedrigem Blutzucker.
Die Exoskelette geben im Falle einer Wunde wundheilenden Schaum ab.
Die Exoskelette sind selbst lasttragend. Sie helfen den Soldaten, mehr zu tragen und erhöhen ihre Mobilität.
Es ist die einzige Technologie, die langfristig das Potenzial hat, den Schutz zu erhöhen und die Mobilität der abgesessenen Soldaten zu verbessern.
Das Haupthindernis für eine breitere Akzeptanz sind Exoskelette, die mehr als 8 bis 16 Stunden arbeiten können. Es gibt besorgniserregende potenzielle Stromausfälle.
Es hat Verbesserungen im Energiemanagement gebraucht, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Die Ausdauer von Exoskeletten hat sich in den letzten Jahren drastisch verbessert. Das Ganzkörper-Exoskelett von SARCOS kann 8 Stunden lang ununterbrochen auf einer ebenen Fläche laufen und dabei eine Last von 160 Pfund tragen. Sie ermöglichen schnellere Bewegungen bei geringerer Ermüdung. Die Tragfähigkeit des SARCOS TALOS-Anzugs ist um 40 Pfund höher als die durchschnittliche Last, die heute von abgesessenen Soldaten getragen wird.
Die wiederaufladbaren Batterien wiegen 30 Pfund. Ein Soldat könnte einen Satz Ersatzbatterien mit sich führen. Dies würde die Ausdauer des Anzugs verdoppeln. Einige Mitglieder der Truppe könnten Exoskelette mit Verbrennungsmotoren haben. Sie wären lauter und könnten die Batterien des Anzugs aufladen oder zusätzliche Batterien mit sich führen.
Onyx modulare Exoskelette könnten 2021 einsatzbereit sein
Im Jahr 2018 begann die Armee mit der Erprobung des ONYX-Exoskeletts von Lockheed Martin. ONYX unterstützt die Kniegelenke beim Tragen schwerer Lasten in unebenem Gelände. Es verbraucht weniger Energie als ein Ganzkörper-Exoskelett. Das derzeitige Design ermöglicht einen 8- bis 16-stündigen Betrieb in realistischem Terrain. Das Gerät könnte bereits 2021 zum Einsatz kommen.
Weiche Exosuits
Weiche Exosuits können Soldaten dabei helfen, 30 Prozent ihrer Körpermasse zu tragen, bei einer 14-prozentigen Reduzierung der metabolischen Leistung.
Es wird noch daran gearbeitet, die Tragfähigkeit zu verbessern und gleichzeitig die Ermüdung zu verringern.
Die derzeitigen Anzüge verbrauchen 50 bis 100 Watt Strom. Exosuit-Prototypen wiegen 5,5 Kilogramm und haben kleinere Batterien für bis zu 4 Stunden Ausdauer.
Die Vorteile sind je nach Benutzer unterschiedlich. Manche sehen einen Zuwachs von 15 bis 20 Prozent, während andere keinen Zuwachs sehen. Die Forscher müssen herausfinden, wie die Anzüge so angepasst werden können, dass jeder davon profitiert.
Bessere Motoren
Liquid Piston hat einen neuartigen Rotationsmotor mit geringerem Geräusch entwickelt. Ihr geplantes ausgereiftes kommerzielles Design wäre ein 3-Pfund-Motor, der eine Leistung von 3,7 kW erzeugt.
Ein hybrides gas-elektrisches Antriebssystem könnte die beste Lösung sein. Der Langstreckenmotor würde in den meisten Situationen zum Einsatz kommen, und der Benutzer würde in den reinen Batteriebetrieb wechseln, wenn er leise sein muss.
DARPA hat LiquidPiston weitere 2,5 Millionen Dollar für die weitere Entwicklung seines 30-kW-Prototyps des X4-Dieselmotors zugesprochen, womit sich die DARPA-Finanzierung der Motortechnologie auf insgesamt 6 Millionen Dollar beläuft.
Wenn die Entwicklung des vollständig verpackten Motors abgeschlossen ist, wird der 30kW X4-Motor voraussichtlich nur 30 Pfund wiegen und in eine 10″-Box passen, während er einen thermischen Bremswirkungsgrad von 45% erreicht – etwa eine Größenordnung kleiner und leichter als herkömmliche Kolbendieselmotoren und auch 30% effizienter. Der effiziente, leichte und leistungsstarke Rotationsdiesel/JP-8 X4-Motor bietet eine bahnbrechende Energielösung für den direkten und hybriden Elektroantrieb und die Stromerzeugung.
* er wird etwa 4-30 mal weniger Volumen und Gewicht haben als bestehende Motoren
* er wird etwa doppelt so effizient sein
er kann für bahnbrechende Entwicklungen von Drohnen, Robotik und Exoskeletten eingesetzt werden.
Leicht und kompakt
Hohe Leistungsdichte – bis zu 2 PS/Lb (3.3 kW/kg)
30% kleiner und leichter für Ottomotoren mit Fremdzündung
bis zu 75% kleiner und leichter für Dieselmotoren mit Selbstzündung
Leise
Keine Tellerventile
Abgasturbulenzen durch Überexpansion minimiert; kein Schalldämpfer erforderlich
Schwingungsarm
Nur zwei bewegliche Hauptteile, optimal ausgewuchtet, dadurch nahezu keine Vibrationen
Hoher Wirkungsgrad
20% weniger Kraftstoffverbrauch bei Ottomotoren möglich
50% weniger Kraftstoffverbrauch bei Dieselmotoren möglich
Multi-Fuel-fähig
Diesel, Benzin, Erdgas, JP-8
Skalierbar
Von 1 PS bis über 1000 PS
