Подлодки Корабли Карта присутствия ВМФ Рейтинг ВМФ России и США
Сколько военных выставок вы посещаете за год?
Две-три российских
    37,04% (40)
Две-три российских и хотя бы одну зарубежную
    22,22% (24)
Одну российскую
    21,30% (23)
Ни одной
    19,44% (21)

Поиск на сайте

Подводный экзоскелет копирует черепах и дельфинов


Напомним, что в воде лишь около 3% наших усилий преобразуется в поступательное движение. Если надеть обычные ласты, то эффективность можно повысить до 10-15%. У дельфинов же, к примеру, коэффициент полезного действия при перемещении вперёд составляет около 80% (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Повышение индивидуальной эффективности солдата специального назначения за счёт объединения нескольких технических подсистем в одном роботизированном костюме становится всё более популярным у военных. Изучив существующие сухопутные наработки, Министерство обороны США заказало учёным подводную версию экзоскелета под кодовым именем PISCES – "Рыбы".

Масла в огонь подлил недавний доклад Национального исследовательского совета американской Академии наук (National Research Council), посвящённый возможностям военного применения достижений современной физиологии.

В этом докладе, в частности, утверждалось, что наиболее перспективное направление развития тактических средств на поле боя – "разработка устройств, способных усилить природные возможности человека", то есть экзоскелетов.


Американским "морским котикам" (Navy SEALs) часто приходится выполнять боевые задачи на значительном расстоянии от места высадки и в условиях повышенной активности противника. Именно поэтому военные заинтересованы в эффективных и как можно менее заметных средствах доставки подводных диверсантов – таких как PISCES. Кстати, жёлтая гирлянда – это не пояс шахида, это батареи (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Выводы, прозвучавшие в докладе, основывались в том числе на результатах исследований Питера Нойхауса (Peter Neuhaus) и Джерри Пратта (Jerry Pratt) из Института когнитивных способностей человека и машин (Institute for Human and Machine Cognition).

Им военные и поручили разработку девайса, тем более что кое-какой опыт у специалистов по двигательным функциям человека и животных уже имелся: ещё в 2004 году они разработали прототип индивидуального средства передвижения под водой – правда, не боевого, а скорее спортивного применения.


Одна из ранних разработок американских учёных – на бёдрах и икрах закреплены моторчики, которые питаются от батарей на спине. Принцип отношения осевого усилия (thrust force) к угловому отклонению ласт-плавников перекочевал оттуда на PISCES (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Новая перспективная конструкция получила имя PISCES – "Вспомогательный самодостаточный экзоскелет для плавания" (Performance Improving Self Contained Exoskeleton for Swimming). В основу концепции положена подражательная физиология – копирование механики движения дельфинов и морских черепах с последующим закреплением соответствующих паттернов "в металле". И наложением их на биомеханику человека.

Обычно под экзоскелетом подразумевают нечто вроде облачения "Железного человека" (Iron Man), однако его подводная версия выглядит не столь захватывающе. По сравнению с недавним костюмом Raytheon, умножающим силу человека в 20 раз, "Рыбы" — достаточно скучная с виду вещь.

С другой стороны, у морских "подражательных" экзоскелетов могут открыться совершенно неожиданные преимущества и перспективы боевого применения.


Слева – обычная гражданская "торпеда" (DVP – Diver Propulsion Vehicle), которую может приобрести любой любитель подводных исследований. Справа – наша совершенно секретная разработка "Протей-5". У обоих буксировщиков общий недостаток – их легко обнаружить (иллюстрации с сайтов cortezdivers.com, wikipedia.org).

Во-первых, это относительная невидимость – в отличие, например, от подводных буксировщиков с винтовой тягой, которых при желании можно вычислить по шуму или турбулентным возмущениям.

Во-вторых, это небольшая нагрузка на водолаза, с телом которого костюм образует как бы симбиотический организм (а-ля гибрид дельфина, черепахи и человека), – под водой свобода движений очень важна.

В-третьих, это возможность действовать "без рук", поскольку "Рыбы" управляются при помощи нижней части туловища – по "принципу русалки".

В своём нынешнем виде костюм PISCES позволяет поддерживать крейсерскую скорость около одного метра в секунду. Эта тяга достигается на серебряно-цинковой батарее весом в 2,4 килограмма.


Гребки руками не являются естественным для человека способом передвижения в водной среде, и от "пингвиньих движений" пришлось отказаться. Но и с ножной тягой, по уверениям изобретателей, всё получается достаточно неплохо (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Движение вперёд обеспечивается чем-то вроде обычных ласт или плавников, но только с электрическим приводом и специально подобранной в ходе наблюдений за морской живностью амплитудой, которая усиливает естественные движения пловца.

Военные ожидают, что такая технология позволит подводным диверсантам быстро, бесшумно и с минимальными энергозатратами подбираться к объектам противника.

Именно в угоду эффективности армейские заказчики, по всей видимости, отказались от более причудливых ранних конструкций с "пингвиньими" крыльями. Причём в буквальном смысле этого слова – принцип их действия был поначалу позаимствован у этих отлично плавающих морских птиц. Но впоследствии оказалось, что оптимальными "донорами" являются дельфины и черепахи.


Питер Нойхаус проводит испытания аппарата (иллюстрация Neuhaus, Pratt/IHMC).

Хотя подводный костюм всё ещё проходит предварительные испытания, в будущем на его использование могут рассчитывать не только военные – учёные параллельно проводят исследования поведения "русалочной" конструкции на суше.

Питер Нойхаус уверен, что на базе PISCES вполне реально создать устройство, которое будет способствовать реабилитации людей с повреждёнными конечностями или даже поможет им опять научиться ходить. Источник: membrana.ru


Главное за неделю