1. WSTĘP

Jedną z najbardziej radujących rzeczy w Falloucie jest możliwość zdobycia i używania Wspomaganego Pancerza Bojowego Piechoty (Powered Infrantry Combat Armour). W kolejnych częściach gry dostępne są różne wersje tego urządzenia - jednak wszystkie działają na tej samej zasadzie. Człowiek jest "zamknięty" w szczelnym, wytrzymałym okryciu - zabudowanym egzoszkielecie ("egzo" - czyli "zewnętrzny"). Zapewnia to ochronę przed różnymi niebezpieczeństwami pola walki, a także zwiększa siłę i udźwig osoby go noszącej.

Rozpatrzmy więc całościowy aspekt techniczny, budowy takiego urządzenia. Rozdzielmy fikcję od naukowej rzeczywistości.

2. UWARUNKOWANIA HISTORYCZNE

Zapewnienie ochrony żołnierzom na polu walki było zawsze ważnym czynnikiem określającym prowadzenie działań wojennych. Niestety - wojna ma to do siebie, że "musisz zabić ty - aby to nie zabito ciebie". Ofiary, co oczywiste, na wojnie są nieuniknione. Jednak mimo tej świadomości, wraz z rozwojem coraz to nowocześniejszych środków walki trwał też rozwój środków ochrony osobistej walczących. Wystarczy tutaj spojrzeć na prostą ewolucję - wyprawione skóry, tarcze, kolczugi, a wreszcie zbroja płytowa średniowiecznego rycerza.

Środki te straciły swoją wartość wraz z pojawieniem się poręcznej i lekkiej broni palnej. Salwa z kilkudziesięciu muszkietów z łatwością mogła zmieść zmasowane uderzenie ciężko opancerzonej jazdy konnej. Aż do początków XX wieku działania wojenne prowadzone były z użyciem dużych mas piechoty, uzbrojonej w coraz nowocześniejszą broń palną. Ataki piechoty wspierane były przez artylerię, natomiast konnica została zredukowana do roli działań rozpoznawczych i wspomagających.

Pierwsze próby wprowadzenia samobieżnej broni pancernej - czołgów - w I wojnie światowej pokazały jak będą przebiegać przyszłe konflikty zbrojne. Coraz bardziej będzie się liczyło użycie dużej ilości sprzętu wojskowego, natomiast człowiek jeśli sam nie będzie obsługiwał takiej maszyny, to w bezpośrednim starciu z nią nie będzie miał większych szans. II wojna światowa to już użycie na szeroką skalę samobieżnej broni pancernej i zmechanizowanej, ale także problemy z zapewnieniem paliwa do napędu tychże maszyn.

3. WSPÓŁCZESNY TEATR DZIAŁAN WOJENNYCH

Szczególnie uwidacznia się to w dzisiejszym - strategicznym - planowaniu działań wojennych. Głównym celem jest tu przede wszystkim uzyskanie i utrzymanie przewagi w powietrzu. Lotnictwo ma za zadanie wykonać większość uderzeń na cele przeciwnika - resztą zajmują się wojska pancerno - zmechanizowane. Jednak konflikty zbrojne to nie tylko działania na szeroką skalę.

W tzw. "konfliktach o ograniczonej intensywności", rolą wojska będą głównie działania stabilizacyjne. Użycie dużej ilości sprzętu mija się tam z celem. Nowoczesne (i kosztowne) czołgi, transportery opancerzone czy samoloty mogą być łatwym celem dla "bandy obdartych dzikusów" wyposażonych w nawet prymitywne (ale skuteczne) środki ich niszczenia. Dlatego bardzo ważne staje się tu wysłanie na "pierwszą linie" walki - człowieka - odpowiednio wyszkolonego i wyposażonego żołnierza. Żołnierz taki mając przy sobie środki komunikacji, obserwacji i rozpoznania pola walki może w odpowiedni sposób wykonywać powierzone mu zadania. Jednak człowiek jest tylko człowiekiem. Nie można go obładować i obwiesić różnymi zabawkami bo zawsze pojawi się element zmęczenia, a co za tym idzie spadek "wydajności bojowej".

Warto zwrócić uwagę na wyposażenie żołnierzy z oddziałów specjalnych. Posiadają oni tylko najpotrzebniejszą broń - a jedynym środkiem ochrony osobistej jest kamizelka kuloodporna.

Tutaj powoli dochodzimy do sedna. Dzisiaj w każdej nowoczesnej armii świata, która prowadzi działania bojowe, na porządku dziennym jest stosowanie kamizelek kuloodpornych. Jej używanie daje przede wszystkim noszącemu "wsparcie psychologiczne", choć nie można zaprzeczyć, że zabezpiecza też przed odłamkami, rykoszetami i - niestety tylko - przed pociskami wystrzelonymi z broni małokalibrowej. Chroniony jest więc korpus człowieka - miejsce gdzie znajdują się wszystkie najważniejsze organy. Natomiast nieosłonięte pozostają ręce i nogi.

I tu pojawia się koncepcja budowy oraz użycia Wspomaganego Pancerza Bojowego Piechoty.

4. FALLOUTOWE FAKTY I MITY

Przenieśmy się na razie do świata Fallouta...

Rok 2077, styczeń... Wydarzenia zapoczątkowane ogólnoświatowym kryzysem energetycznym z 2051 roku zaczynają dobiegać końca. Armia Stanów Zjednoczonych odzyskuje pełną kontrolę nad wielkimi złożami ropy, które od 2066 roku były opanowane przez wojska chińskie. W toczącym się od kilku lat konflikcie z Chinami armia amerykańska zaczyna odnosić coraz większe sukcesy. A wszystko to dzięki wprowadzeniu od roku na wyposażenie wojska Pancerza Bojowego (Power Armour).

Już w roku 2065 zapada decyzja o rozpoczęciu badań nad tą konstrukcją. W kręgach wojskowych panuje pełna świadomość, że w zaistniałej sytuacji przy wyczerpujących się złożach ropy naftowej, nie będzie możliwe prowadzenie "konwencjonalnych" działań operacyjnych z użyciem dużej ilości sprzętu jeżdżącego i latającego. Badania zostają zakończone sukcesem w roku 2076, a wiele egzemplarzy Pancerzy Bojowych zostaje wysłanych do działań wojennych na froncie w Chinach, gdzie armia amerykańska zadaje olbrzymie straty wojskom chińskim. Na razie toczy się jeszcze konwencjonalna wojna. Na razie...

Wspomagany Pancerz Bojowy Piechoty T-51b jest w rzeczywistości skomplikowanym układem hydraulicznym, zasilanym nowo opracowanym źródłem energii - ogniwem termojądrowym. Wynalezienie ogniw jest również efektem rozpoczętych badań nad projektem pancerza. Pancerz Bojowy chroni żołnierza przed skutkami wybuchów, strzałów z broni palnej, a także co też jest nowością - minimalizuje obrażenia zadane bronią laserową.

Gdy w październiku 2077 roku dochodzi do Ataku (Wielkiej Wojny), świat przestaje być tym czym był dawniej. Ale pozostałości po jego technice będą jeszcze przez długi czas później stosowane...

5. CEL STOSOWANIA WPBP

Czy dzisiaj byłoby celowe użycie takiego pancerza na współczesnym polu walki? Na pewno tak. Działania polegające na uzyskaniu przewagi militarnej są nadal wykonywane przy użyciu lotnictwa i broni pancernej. Jednak potrzeba prowadzenia działań stabilizacyjnych na zajętych terenach wymaga użycia w bezpośrednim działaniu człowieka. Taką sytuacją możemy zaobserwować obecnie w Iraku, śledząc wysiłki wojsk koalicyjnych w przywracaniu tam bezpieczeństwa i porządku.

Patrolowanie ulic, kontakty z ludnością cywilną, działania prewencyjne, ochrona konwojów z zaopatrzeniem - to zadania gdzie wymagana jest fizyczna obecność żołnierzy. Schowanie się za pancerz supernowoczesnego (i superdrogiego) czołgu powoduje, że traci się to co jest najważniejsze - rozeznanie sytuacji i rozpoznanie potencjalnego zagrożenia. Jednak dla żołnierza wysłanego na pierwszą linię zagrożeniem może być nawet jeden człowiek - z nożem - czy też dzieci rzucające granatami. Uwidacznia się to zwłaszcza przy prowadzeniu działań zbrojnych na terenie zabudowanym - w miastach (działania armii izraelskiej na terenach palestyńskich). Konieczne jest więc w takim przypadku zapewnienie całkowitej i pełnej ochrony dla żołnierzy wykonujących zadania stabilizacyjno - bojowe.

6. ASPEKTY TECHNICZNE BUDOWY WPBP

Najważniejszym problemem przy budowie takiego pancerza jest zapewnienie wydajnego źródła zasilania. Źródło to żołnierz będzie nosił przecież ze sobą - a nie prowadził na wózku obok. Ale kwestię zasilania na razie pomińmy. Skupmy się za to na ogólnej koncepcji budowy i zasadzie działania takiego pancerza.

Wspomagany Pancerz Bojowy Piechoty, mimo zadań jakie są przed nim stawiane, powinien być konstrukcją w miarę lekką. Ważny jest tu oczywiście aspekt transportu żołnierzy mających na sobie takie urządzenie (udźwig śmigłowca, pojemność transportera opancerzonego). Jednak przede wszystkim ważne jest to, aby podczas ewentualnej awarii czy uszkodzenia podczas działań w warunkach bojowych, człowiek nie został w takim pancerzu trwale unieruchomiony. Bezwzględnie wykluczyć należy również możliwość uszkodzenia ciała w wyniku takiej awarii. Zakres sterowalności elementami pancerza powinien być z góry ograniczony. Chodzi o to, aby w przypadku zajścia poważnej awarii, układ hydrauliczny wykonując nieskoordynowane ruchy nie złamał zamkniętemu wewnątrz człowiekowi ręki, bądź też nie skręcił mu karku. Układ pancerza powinien być samonośny - rolą człowieka ma być tylko zapewnienie stabilizacji i odpowiedniego wysterowania kończynami. Najważniejszym układem będzie układ sterowania kończynami dolnymi. Stanowić one będą podstawę całej konstrukcji - a głównym celem jest jak największe odciążenie kręgosłupa człowieka od przenoszenia ciężaru. Pancerz jednak powinien stawiać też pewien określony - minimalny opór dla człowieka - z uwagi na prawidłowa pracę układu kostno - mięśniowego.

Zapewnienie większej siły człowiekowi noszącemu na sobie taki pancerz, wykonane jest przez użycie systemu hydraulicznego. Moc całego układu ma wpływ na szybkość działania, jednak jest to związane z wielkością zastosowanych urządzeń hydraulicznych jak pompa, silnik czy przede wszystkim siłowniki.

7. ZASTOSOWANIE UKŁADU HYDRAULICZNEGO DO WPBP

Dlaczego do budowy WPBP powinien być zastosowany układ hydrauliczny, a nie na przykład elektryczny bądź też pneumatyczny?

Głównymi powodami będzie:

• możliwość uzyskania dużych mocy przy względnie małych gabarytach układu,
• duża łatwość zamiany ruchu obrotowego na prostoliniowy,
• bezpośrednia i ciągła kontrola obciążenia przez pomiar ciśnienia,
• łatwość sterowania obciążeniem i obrotami przez zastosowanie prostych elementów dławiących - w przypadku użycia sterowania elektrycznego konieczne byłoby zastosowanie przekładni mechanicznych,
• użycie układu pneumatycznego wymaga dużej czystości czynnika roboczego - powietrza, konieczne są więc zamontowanie w obwodzie elementów do jego uzdatniania (odolejacze, odwadniacze).

• przede wszystkim możliwość wystąpienia wycieków czynnika roboczego,
• wpływ temperatury zewnętrznej na działanie układu, związany z występującą silną zależnością na lepkość czynnika roboczego.

8. DZISIEJSZE OSIĄGNIECIA

Trzymając się falloutowej chronologii, na pierwsze egzemplarze Pancerzy Bojowych musimy poczekać jeszcze z 60 lat. Państwa "zbójeckie" na pewno z tego powodu się cieszą, żołnierze z państw stojących na straży światowej demokracji raczej nie... ;-) Ale nie wszystko jest jeszcze przesądzone.

Na Uniwersytecie Berkeley w Kalifornii w Laboratorium Robotyki i Inżynierii Ludzkiej (bleex.me.berkeley.edu) prowadzi się szereg badań i eksperymentów nad urządzeniami służącymi do wspomagania pracy ludzkich mięśni. Ważną częścią prowadzonych tam badań, jest też dogłębne poznanie mechaniki ruchu, która tak doskonale działa u żywych zwierząt, jak choćby ryb czy węży. Oprócz badań teoretycznych wykonano tam też szereg działających modeli, jak choćby wspomagane hydrauliczne ramię, maszynę kroczącą czy też coś jest dla poruszanych tu problemów najważniejsze. Czyli Egzoszkielet Berkeley (Berkeley Lower Extremity Exoskeleton - BLEEX Project).

Urządzenie na pierwszy rzut oka nie wygląda imponująco - zdecydowanie nie przypomina Pancerza Bojowego z Fallouta. Jednak już sam fakt zbudowania takiego mechanizmu świadczy, że rzeczywistość dogania to co jeszcze niedawno uważano za fantastyczną fikcję.

Projekt wykonania BLEEX'a został rozpoczęty w 2000 roku. Zleceniodawcą jest Agencja Badania Zaawansowanych Projektów Obronnych (DARPA) będąca częścią Departamentu Obrony (DoD) rządu Stanów Zjednoczonych. Jest to więc jak najbardziej poważny projekt badawczy, a nie jak by to się mogło komuś wydawać - próba przeniesienia falloutowej fikcji w rzeczywisty świat.

Celem tego projektu, który w listopadzie zeszłego roku zakończył się sukcesem, było wykonanie działającego egzoszkieletu. Jest to mechanizm, który założony na człowieka umożliwi mu sprawne poruszanie się, a jednocześnie zwiększy siłę i zapewni możliwość przenoszenia dużych ciężarów. Wykonane urządzenie to tak naprawdę układ mechanicznych nóg wspomaganych hydraulicznie. W skład całości wchodzi też duża liczba sensorów, które kontrolując układ nerwowy człowieka wysterowywują urządzenie tak, aby jak najlepiej rozłożyć ciężar przenoszonego ładunku. Cytując jednego z prowadzących projekt naukowca - Homayoona Kazerooni, urządzenie to: "Nie ma joysticka, klawiatury, żadnych przycisków do jego sterowania". Tym procesem zajmuje się wysokozintegrowany układ sterujący. Całość pracuje w wydajnej sieci służącej do szybkiego przesyłania danych z sensorów kontrolujących ruch kończyn. Cały egozszkielet waży około 45 kilogramów plus masa plecaka wynosząca 30 kilogramów.

Dostępne dane i informacje na temat BLEEX'a są bardzo szczupłe. Świadczy to, że projekt nadal jest w fazie prób. Jako, że jest to przedsięwzięcie rządowe, choć współrealizowane przez cywilny ośrodek, całość siłą rzeczy musi być więc okryta tajemnicą.

© 2004 Marek 'Squonk' Rauchfleisch