• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  science >> Scienza >  >> Altro
    Come funzionerà il futuro guerriero della forza?
    Soldati della Forza del Futuro Foto per gentile concessione dell'U.S. Army Natick Soldier Center

    Le guerre sono evolutive, con ogni nuovo conflitto che porta armi più potenti e avanzate. Le armi che oggi producono successo sul campo di battaglia moderno possono diventare rapidamente obsolete e inefficaci in pochi anni. La realtà del campo di battaglia richiede continui cambiamenti nell'inseguimento per stare un passo avanti al nemico.

    Per equipaggiare meglio i suoi soldati, l'esercito degli Stati Uniti sta sviluppando un'uniforme di fanteria avanzata che fornirà una forza sovrumana e una maggiore protezione balistica rispetto a qualsiasi uniforme fino ad oggi. Anche, utilizzando reti geografiche e computer di bordo, i soldati saranno più consapevoli dell'azione intorno a loro e del proprio corpo.

    In questo articolo, salteremo sul campo di battaglia del futuro, guarda come la sua tecnologia si confronta con quella di oggi e scopri come il Future Force Warrior trasformerà un soldato in un "F-16 su gambe".

    Grazie

    Grazie a Primo tenente John H. Frushour, USMC, 24a unità di spedizione marina , per il suo aiuto con questo articolo.

    Contenuti
    1. Prepararsi per la battaglia
    2. Consapevolezza del campo di battaglia
    3. Armatura liquida
    4. Esoscheletro

    Prepararsi per la battaglia

    Foto per gentile concessione dell'U.S. Army Natick Soldier Center

    Con lo sviluppo di un'uniforme bionica per i suoi soldati, l'esercito degli Stati Uniti sta pianificando un cambiamento nella logistica della guerra. Monitoraggio fisiologico integrato, una comunicazione potenziata e una maggiore forza fisica daranno ai soldati del futuro gli strumenti di cui hanno bisogno per sopraffare i loro avversari semplicemente indossando una tuta hi-tech.

    Ci sono due fasi per il programma Future Force Warrior. La prima fase prevede il dispiegamento di un'uniforme nel 2010 che soddisferà le esigenze a breve termine dell'Esercito, anche se pezzi dell'uniforme possono essere schierati prima. Secondo lo specialista dell'equipaggiamento Future Force Warrior Jean-Louis "Dutch" DeGay, "Il Dipartimento dell'Esercito ha costruito le cosiddette spirali di design, quindi circa ogni due anni, se un pezzo di tecnologia è maturato, cerchiamo di metterlo in campo, piuttosto che aspettare il 2010 per mettere in campo l'intero sistema." Nel 2020, l'esercito degli Stati Uniti lancerà una tuta che integra la nanotecnologia, esoscheletri e armature liquide, tutto ciò esiste solo nel concetto ora.

    Ecco i componenti base della versione finale della tuta:

    • Casco - Il casco ospita un ricevitore GPS, radio e le connessioni di rete geografica e locale.
    • Sistema di monitoraggio dello stato fisiologico del guerriero - Questo strato della tuta è il più vicino al corpo e contiene sensori che monitorano gli indicatori fisiologici, come la frequenza cardiaca, pressione sanguigna e idratazione. La tuta trasmette le informazioni ai medici e ai comandanti sul campo.
    • Armatura liquida - Questa armatura liquida è fatta di fluido magnetoreologico, un fluido che rimane allo stato liquido fino all'applicazione di un campo magnetico. Quando viene applicato un impulso elettrico, l'armatura passa da uno stato morbido a uno stato rigido in millesimi di secondo.
    • Esoscheletro - L'esoscheletro è realizzato in materiale leggero, dispositivi compositi che si attaccano alle gambe e aumentano la forza del soldato.

    Insieme, questi sottosistemi si combinano per creare un'uniforme che informa, protegge e migliora le capacità di chi lo indossa. Ora prendiamo ciascuno di questi componenti separatamente.

    Consapevolezza del campo di battaglia

    Vista posteriore di una tuta Future Force Warrior Foto per gentile concessione dell'U.S. Army Natick Soldier Center

    Il valore della ricognizione nemica dipende dalla velocità con cui tali informazioni possono essere trasmesse al soldato sul campo di battaglia. I soldati del futuro avranno immediatamente a disposizione più informazioni che mai.

    L'esercito degli Stati Uniti attualmente impiega un sistema chiamato Blue Force Tracker (BFT). Il sistema consente a un comandante di ottenere un'immagine in tempo reale del campo di battaglia dal proprio personal computer. Il comandante può quindi tenere traccia del movimento delle singole unità e fornire queste informazioni alle unità amiche. I marines statunitensi hanno usato BFT, sebbene inizialmente abbiano optato per un sistema più portatile e robusto chiamato Enhanced Position Location Reporting System, o "ePLRS." Sia ePLRS che BFT condividono lo stesso obiettivo:il monitoraggio in tempo reale delle forze amiche. Il lato negativo di entrambi i sistemi, però, è che sono ingombranti, un po' datato e richiedono computer con operatori che altrimenti potrebbero portare un'arma.

    La configurazione Future Force Warrior è un miglioramento significativo su questi sistemi attuali. Un computer incorporato nella tuta e situato alla base della schiena del soldato sarà collegato a una rete locale e geografica, consentendo il trasferimento dei dati.

    DeGay lo spiega in questo modo:

    Essenzialmente, è quello che chiamiamo effetto "borg", per prendere in prestito un tema da Star Trek. Tutto nello spazio di battaglia è un sensore, se quello è un veicolo, ala del rotore, ala fissa, veicolo aereo, veicolo terrestre, singolo soldato o piattaforma robotica senza equipaggio. Questo diventa un sensore che posso tracciare per i dati. posso inviare dati ad esso o prendere dati, video o audio da esso. Casco Future Force Warrior Foto per gentile concessione dell'U.S. Army Natick Soldier Center

    I soldati utilizzeranno un comando vocale, schermata a discesa nel casco per accedere alle informazioni senza dover deporre le armi. Incastonato in un paio di bicchieri trasparenti, il display apparirà al soldato come uno schermo da 17 pollici. Questa schermata può visualizzare mappe e video in tempo reale forniti da una squadra di scout posizionata in avanti, satellite o aereo. Secondo DeGay, "Stiamo lavorando per avere l'interfaccia utente grafica all'interno dei sistemi informatici per replicare le interfacce utente grafiche per computer o persino le interfacce utente grafiche per Playstation 2/Xbox, " perché la maggior parte dei soldati di oggi ha già familiarità con il funzionamento di quei sistemi.

    Non solo i Future Force Warriors sapranno di più sui loro commilitoni, ma sapranno anche di più sulla propria condizione fisiologica. Il sottosistema fisiologico dell'uniforme giace contro la pelle del soldato e include sensori che monitorano la temperatura corporea interna del soldato, temperatura della pelle, frequenza cardiaca, posizione del corpo (in piedi o seduti) e livelli di idratazione. Queste statistiche sono monitorate dal soldato e da medici e ufficiali in comando che potrebbero essere a miglia di distanza. Conoscere le condizioni di un plotone di soldati consente ai comandanti di prendere decisioni strategiche migliori. Il casco Future Force Warrior include anche un ricevitore GPS, fornendo ai comandanti dati esatti sul posizionamento delle loro truppe.

    Un'altra componente vitale della battaglia è la comunicazione tra i soldati. Il Future Force Warrior utilizzerà sensori che misurano le vibrazioni della cavità cranica, eliminando la necessità di un microfono esterno. Questa tecnologia a conduzione ossea consente ai soldati di comunicare tra loro, e controlla anche i menu visibili attraverso l'oculare a discesa. Il casco ha una consapevolezza della situazione a 360 gradi e un'amplificazione della voce.

    "Ciò che ti permetterà di fare è sapere da dove viene quel colpo da cecchino o da mortaio, ma allo stesso tempo annullerà il rumore ad un certo decibel in modo da non arrecare danni alle orecchie del soldato, " ha detto Robert Atkinson, sergente di collegamento, gruppo di interfaccia delle forze operative, Centro Soldati Nati.

    La tecnologia di consapevolezza della situazione consente inoltre ai soldati di:

    • rilevare altri soldati davanti a loro fino a un paio di chilometri di distanza
    • concentrati su un suono particolare e amplificalo

    Ad alimentare l'intera tuta c'è un generatore di microturbina da 2 a 20 watt alimentato da un idrocarburo liquido. Una cartuccia plug-in contenente 10 once di carburante può alimentare l'uniforme del soldato per un massimo di sei giorni. Le patch della batteria incorporate nel casco forniscono tre ore di alimentazione di riserva.

    Armatura liquida

    Il Future Force Warrior è protetto da un'armatura liquida incorporata nella sua uniforme. Foto per gentile concessione dell'U.S. Army Natick Soldier Center

    Con i progressi della balistica, gli eserciti devono sviluppare una migliore armatura. Un tipo di armatura moderna, sviluppato per la prima volta negli anni '60, è realizzato con fibre tessute avanzate che possono essere cucite in gilet e altri indumenti morbidi. Più comunemente noto come Dupont Kevlar®, questa è una delle tante soluzioni di armatura attualmente impiegate dalle forze armate statunitensi. Un altro tipo di armatura, piastre SAPI, o piastre "inserto protettivo per armi di piccolo calibro", sono piastre composite di ceramica indurita inserite in un giubbotto protettivo di frammentazione di un soldato in entrambe le tasche del busto anteriore e posteriore.

    Ora, gli scienziati stanno lavorando a una nuova generazione di armature realizzate con fluidi magnetoreologici (MR) - liquido armatura del corpo.

    Un tipo di fluido MR è costituito da piccole particelle di ferro sospese in olio di silicio. L'olio impedisce alle particelle di arrugginirsi. Il fluido si trasforma da liquido a solido in pochi millisecondi quando gli viene applicato un campo magnetico o una corrente elettrica. La corrente fa sì che le particelle di ferro si blocchino in una polarità uniforme e si accumulino l'una sull'altra, creando uno scudo impenetrabile. La durezza della sostanza dipende dalla forza del campo magnetico o della corrente elettrica. Una volta rimossa la carica o il campo magnetico, le particelle si sbloccano, e la sostanza torna allo stato fluido.

    Il fluido MR riempirà le piccole tasche nel tessuto dell'uniforme Future Force Warrior. Le divise saranno cablate per consentire il passaggio di corrente elettrica attraverso il tessuto. La corrente elettrica sarà controllata dal sistema informatico di bordo e caricherà automaticamente il fluido MR quando è presente una minaccia balistica.

    Gli scienziati del MIT che stanno sviluppando l'armatura liquida affermano che ci vorranno dai cinque ai dieci anni per rendere la sostanza completamente resistente ai proiettili.

    Esoscheletro

    Foto per gentile concessione dell'U.S. Army Natick Soldier Center

    La forza sovrumana è sempre stata confinata alla fantascienza, ma i progressi nei sistemi di aumento delle prestazioni umane potrebbero dare ai soldati la capacità di sollevare centinaia di libbre usando lo sforzo che normalmente userebbero per sollevare una frazione di quel peso.

    Sulla spalla dell'uniforme Future Force Warrior c'è un tessuto pieno di nanomacchine che imitano l'azione dei muscoli umani, flettendosi aperto e chiuso quando stimolato da un impulso elettrico. Queste nanomacchine creeranno il sollevamento come fanno i muscoli e aumenteranno la capacità di sollevamento complessiva del 25-35%.

    "Pensa a te stesso con gli steroidi, tenendo tutto il peso che vuoi per tutto il tempo che vuoi, "Ha detto Atkinson. "Permetterà anche a un maschio o una femmina di 90 libbre di trasportare un maschio o una femmina di 250 libbre fuori dal campo di battaglia e non sembrerebbe che trasportassero 250 libbre di persona".

    L'esoscheletro attaccato alla parte inferiore del corpo del soldato fornirà ancora più forza. L'esoscheletro complessivo fornirà fino al 300 percento in più di capacità di sollevamento e carico.

    "L'esoscheletro, che è in collaborazione con DARPA, darà al soldato più stabilità, " Ha detto Atkinson. "Fa diventare il soldato una piattaforma di armi".

    Con questa forza in più, le armi possono essere montate direttamente sul sistema uniforme. Nel concetto uniforme (a destra), l'esoscheletro è il materiale composito sporgente che vedi sotto il ginocchio.

    L'esoscheletro fonderà la struttura, potenza, controllo, attuazione e biomeccanica. Ecco uno sguardo ad alcune delle sfide che DARPA ha delineato:

    • Materiali strutturali - L'esoscheletro dovrà essere realizzato con materiali compositi resistenti, leggero e flessibile.
    • Fonte di energia - L'esoscheletro deve avere una potenza sufficiente per funzionare per almeno 24 ore prima del rifornimento.
    • Controllo - I controlli per la macchina devono essere senza soluzione di continuità. Gli utenti devono essere in grado di funzionare normalmente mentre indossano il dispositivo.
    • Azionamento - La macchina deve essere in grado di muoversi agevolmente in modo da non essere troppo imbarazzante per chi lo indossa. Gli attuatori devono essere silenziosi ed efficienti.
    • Biomeccanica - Gli esoscheletri devono essere in grado di spostarsi da un lato all'altro e da davanti a dietro, proprio come una persona si muoverebbe in battaglia. Gli sviluppatori dovranno progettare il telaio con giunti simili a quelli umani.

    Mentre la guerra cambia, gli eserciti sono alla ricerca di qualsiasi vantaggio possano ottenere contro potenziali nemici. La nuova tuta Future Force Warrior porterà le prestazioni umane a livelli senza precedenti. Immagina un plotone di soldati che indossano abiti che trasformano una persona normale in una persona reale, supereroe dal vivo.

    Per ulteriori informazioni su Future Force Warrior e argomenti correlati, controlla i link nella pagina successiva.

    Molte più informazioni

    Articoli correlati a HowStuffWorks

    • Come funziona l'armatura?
    • Come funzioneranno gli esoscheletri?
    • Come funziona la nanotecnologia
    • Come funzionano le strutture intelligenti
    • Come funziona il vetro antiproiettile?

    Altri ottimi link

    • Servizio stampa delle forze americane:Future Force Warrior esibisce i super poteri - 27 giugno 2004
    • Natick Soldier Center dell'esercito degli Stati Uniti:Future Force Warrior (FFW)
    • General Dynamics:Future Force Warrior
    • MIT:Istituto per le nanotecnologie del soldato (ISN)
    • ScienCentralNews:armatura istantanea

    Fonti

    • Future Force Warrior (FFW) - Natick Soldier Center dell'esercito americano http://www.natick.army.mil/soldier/wsit/
    • Dinamica generale http://www.generaldynamics.com/
    • Istituto per le nanotecnologie dei soldati (ISN) del MIT http://web.mit.edu/isn/
    • Future Force Warrior esibisce i super poteri (Servizio stampa delle forze americane, 27 giugno 2004) http://www.defenselink.mil/news/Jul2004/n07272004_2004072705.html
    • Armatura istantanea (ScienCentralNews) http://www.sciencentral.com/articles/view.php3?article_id=218392121&language=english
    • Scienziati dell'esercito, ingegneri sviluppano giubbotti antiproiettile (Army News Service, 21 aprile 2004) http://www.military.com/NewsContent/0, 13319, usa3_042104.00.html
    • Primo tenente John H. Frushour, USMC, 24a unità di spedizione marina
    © Scienza https://it.scienceaq.com