ЭКЗОСКЕЛЕТ

экзоскелет своими руками

Экзоскелет – это устройство повторяющее биомеханику человека и пропорционально увеличивающий усилия при движениях. Произошло название устройства (Каркаса? Костюма? Доспеха? Скафандра?) от двух греческих корней: έξω — внешний и σκελετος — скелет.

Впервые концепция брони с экзоскелетом была представлена в цикле произведений об авантюристе Томе Свифте, а именно в романе «Том Свифт и его «Джетмарин», вышедшим в 1954 году. Автор романа Джон Элмквист.

В 1957 году в романе Ивана Ефремова «Туманность Андромеды» герои оказываются в плену «железной звезды». Для передвижения по планете, где царила сила тяжести, превышающую земную в несколько раз, использовались экзоскелеты:

«В шлюзовой каюте у выхода были заранее приготовлены биологические скафандры и «прыгающие скелеты» – стальные, обшитые кожей каркасы с электродвигателем, пружинами и амортизаторами для индивидуального передвижения при увеличенной силе тяжести, которые надевались поверх скафандров.»

Два года спустя, после Ефремова, выходит в свет роман Роберта Хайнлайна «Звездный десант», где экзоскелет использовался в военных целях. В романе экзоскелет соединен с бронескафандром, и позволял нести все тяжелое вооружение:

«Именно благодаря бронескафандрам (а также звездным кораблям, которые доставляют нас в нужное место Вселенной, и капсулам, в которых десантируемся) мы и зовем себя Мобильной Пехотой, а не просто пехотой. Скафандр дарит нам острое зрение и острый слух, крепкую спину (чтобы нести тяжелое вооружение и броню) и быстрые ноги. Он даже прибавляет ума («ума» в военном смысле слова), а также снабжает нас значительной огневой мощью, стойкой защитой.»

Вот как работает бронескафандр с экзоскелетом:

«Внутри доспехов находятся сотни рецепторов, реагирующих на давление. Ты двигаешь рукой, возникает давление на рецепторы. Скафандр чувствует его, усиливает и двигается вместе с твоей рукой, чтобы снять давление с отдавших приказ рецепторов. Скафандр запрограммирован на такую обратную связь и не только точно повторяет каждое твое движение, но и значительно усиливает его.

Однако сила его «мышц» контролируется. Самое главное, что при этом совершенно не приходится заботиться об этом контроле. Ты прыгаешь, прыгает и скафандр — конечно, гораздо выше, чем ты прыгнул бы без него: в момент прыжка включаются реактивные двигатели, многократно усиливающие импульс, полученный от «ножных мышц» скафандра. Этот мощный дополнительный толчок придается по линии, проходящей через твой центр тяжести. И таким образом ты спокойно перепрыгиваешь через стоящий рядом дом.»

Ну, а вслед за писателями идею экзоскелета взяли на вооружение кинематографисты. Персонажи фильмов «Бросок Кобры», «Чужой», «Железный человек», «Район №9» щеголяют в подобных устройствах. Экзоскелет появляется и в компьютерных играх, таких как StarCraft, Fallout, STALKER, Crysis.

Шагающий погрузчик Caterpillar Р-5000 из фильма «Чужой»

А в действительности как обстоит дело с разработкой экзоскелетов? Есть ли действующие прототипы? Оказывается есть!

Первая попытка создать



экзоскелетную конструкцию была предпринята в 1960-х годах. Созданный компанией «Дженерал Электрик» совместно с минобороной США прототип «Hardiman» имел собственную массу 680 кг. Благодаря экзоскелету оператор мог поднимать грузы массой до 340 кг. Планировалось использовать экзоскелет для работы на военных арсеналах, работы с крупнокалиберными авиационными боеприпасами, для осуществления работ под водой и в космосе, а также для эксплуатации на атомных электростанциях. Увы, на испытаниях в 1965 году костюм показал себя не с лучшей стороны и в серию не пошел.

Прототип «Hardiman»

В 2010 году опять минобороны США совместно с компанией Raytheon разработала экзоскелет военного назначения XOS 2. Экзоскелет первого поколения был выпущен в 2008 году и значительно уступал XOS 2, поэтому расскажем только о второй попытке. Если верить конструкторам костюма в переноске и погрузке тяжестей один оператор в таком экзоскелете заменяет трёх солдат. Костюм столь совершенен, что позволяет играть с мячом. Весит XOS 2 всего 88,5 килограммов. По замыслу солдаты в экзоскелетах существенно ускорят и облегчат погрузку и разгрузку воды, топлива и боеприпасов, как в тылу, так и на поле боя. Для второй версии экзоскелета большим минусом является его привязанность к источнику питания, который располагается вне костюма. Может XOS 3 будет больше походить, скажем, на тот же костюм «Железного человека»? [ссылка]

Костюм XOS 2.

В 2013 году в Японии представлен робот-экзоскелет Power Loader .Разработала прототип дочерняя компания корпорации Panasonic. Согласно задумке конструкторов:

"Экзоскелет Power Loader с помощью датчиков усилия измеряет силу, прикладываемую человеком-оператором к органам управления роботом, и усиливает ее многократно с помощью своих серводвигателей. Это снабжает тело человека поистине "нечеловеческими" возможностями, а окружение человека частями и деталями робота ограждает его и создает ему безопасную среду для работы".

Прототипы подобных экзоскелетов применялись при ликвидации аварии на Фукусиме. Неудачно, к сожалению.

Экзоскелет Power Loader

Это только несколько из разрабатываемых моделей экзоскелетов. Существуют ещё экзоскелет HULC, российский боевой костюм с элементами экзоскелета Боец-21, PISCES и POWERSWIM — экзоскелеты для аквалангистов и т. д.

Российский экзоскелет БОЕЦ-21 [ссылка]

Скажу только, что, к счастью, экзоскелеты востребованы не только военными, но и гражданскими лицами. Существует, к примеру, экзоскелет специально для сбора фруктов предназначенный для лиц преклонного возраста, экзоскелеты для медсестер «Пауэр Ассист Сьют», которые облегчают их труд, связанный с перекладыванием больных, экзоскелеты для людей с двигательными нарушениями… [ссылка]

jpgHAL - экзоскелет для медицинской реабилитации

Источник:

И.Ефремов «Туманность Андромеды» Издательство: Амфора 2013 г. Серия: Классическая фантастика

Starship Troopers. Роберт Энсон Хайнлайн Издательство: Эксмо. Серия: Золотой фонд мировой фантастики

Источник: old.popmech.ru

Другие товары