[004]-黑色科技最好的体现--AS“强袭机兵”的简要发展史和周边技术

我们看机器人动画的时候肯定想过:为什么现实里没有这种酷炫的机械巨人呢?当我们对理工和机械了解更深入的时候也会疑问:为什么机战作品里不制造同等技术水平的坦克,飞机或者舰艇,而一定要执着于并不算高效、重心偏高、结构复杂不易整备,前投影面积大的吓人的大机霸呢?高达系列有“米诺夫斯基物理学”和“AMBAC理论”,环太平洋有“钝器击打内出血”的奇特思路,其他机战作品都在或多或少的回避这个问题试图证明人形机甲在特殊环境中的优越性,而全金属狂潮直面了这个问题并坦然的承认了人形兵器的诸多弊端,以一种极特殊的方式将人形兵器的存在合理化,这也是我如此喜欢这部作品的原因之一。
本篇只做简单介绍,更详尽的技术发展史请移步查阅《MASTERFILE M9》这本官方设定集,若有出现本文与该设定集的冲突请以设定集为准。

ArmSlave,全称为Armored Mobile Master-Slave System,译作“主从追随式机甲系统”(以下简称as)。as是借助“黑色科技”而迅速发展崛起的技术领域之一,但是其as的发展最早起源于有关“动力外骨骼”的概念,最初的构想是一吨以下的班级支援装备,目标是增强单兵作战能力,将步兵的力量、速度与防御力极大地增强,并非是最终发展出的两层半楼高的机械巨人。
这项装备开发计划由美军所领导,一直到开发代号为M3的机体为止还保持着最初预想的“单兵动力盔甲”的框架,但是因为火力,续航能力,防御力等诸多因素难以平衡,并没有达到预想的目标。这样大小的机体不能携带大型的动力源, 难以兼顾续航和爆发力;动力问题也同样限制了能携带的武器和防御装甲板,其搭载的武器装备只能对付步兵和轻装甲单位,但是其机动能力和灵活性又远不如后者,装甲也只能抵挡一般的轻武器;让它和步兵部队一起行动难以协调,和装甲部队同行又显得很脆弱鸡肋,既不足以对付地方的装甲力量,在反步兵能力上也并不突出,于是便成了高不成低不就的设计。
在某个时间点,黑色科技开始出现在世界上,并带动了材料学,电子工程,计算机科学等诸多领域的迅猛发展,这些先进技术恰到好处的成为了as发展的助力。
率先打破传统思维框架的是杰欧特伦公司(即geotron电子公司)的试做机体M4,他们抛弃了原本计划的动力盔甲理念,将机体大型化以搭载更优秀的动力源,口径更大的武器和防御性能更好的装甲板,用机械的手脚代替士兵的手脚,让士兵在被装甲保护的机体内部操控机体,这种思路反而使得这个开发计划以最开始并未预想的方式得以延续,综合了驱动方式的承受力,动力源的功率,能使用的武器等多方面的考虑,as的大小最终被限定在了八米到九米这个区间内。最终,M4变成了接近三层楼高的机械巨人而非最开始设想的步兵班组武器,但是也获得了能够与敌方步兵战车,坦克甚至武装直升机交战的能力。作为用双足行走的兵器,as比轮式或者履带载具转向更快,更能适应复杂地形,在堵塞的街道和房屋间的通过性也更优越,能够弯曲折叠以缓解冲击的双足也让其拥有可以从直升机上空投下来加入战场的可能,最终变成了可以全地形部署、“出现在哪里都不奇怪”的武装力量。到此为止的as被认为是第一代as,为之后as的全面发展验证了可行性。

as这个名称的由来源于其操纵方式,ArmSlave可以被直译成“武装奴隶”,其全称中也含有“Master-Slave”这样的词汇,是因为as的操作方式就是机体用机械的身躯来模仿驾驶员的动作,机体是奴隶slave听命于驾驶员mater来行动,复现他们的动作,所以才有这样的命名。这其中涉及到一个被称作“双边角”或者是“双向回馈角”(英文缩写为BMSA)的名词,这个名词的来源不可考,其具体意义是as肢体对驾驶员动作的放大倍率,“双边角3.5”的意思便是“当驾驶员的手臂弯曲30度时,机体的手臂弯曲约90度”,如果用身边的事物打比方的话,就相当于鼠标的灵敏度。这项设计允许驾驶员在狭窄的驾驶舱里小幅度挪动手脚让机体做出大范围的动作,其他关节的增幅设置也与此相似,但具体的放大倍率各不相同。具体到奔跑,行走或者是战斗时也会有算法上的不同。但是as的手掌动作并不遵从此种操控方式,驾驶员一般通过驾驶手柄(因为这种特殊的操控方式,驾驶员的手脚一般都会有类似于外骨骼一样的可动框架贴合在驾驶员的肢体上充当动作传感器)最前端的按键和滚珠操控手部动作。


原著中多次强调秘银制式的as驾驶服拥有良好的抗冲击能力和防刺功能,其防弹能力可以抵御小口径的手枪弹,在肩垫处也可以抵挡射击角度较小的步枪弹,尚不清楚各国列装的驾驶服是否也有上述功能。

as的驾驶舱盖一般设置在后颈下方,而头部和脖颈在舱盖上,舱盖内侧一般会有一个小型储物匣用来放置PDW(个人防卫武器)和各式投掷武器,视情况甚至能塞下折叠火箭筒或者长枪。在紧急情况下舱盖开合机构损坏或者由于其他原因不能打开时,可由爆破螺栓直接解除舱盖单元与躯干的连接。
目前已知的各国as多为二代as,其前辈机型不可考,一二代as之间没有明确的应用技术划分或者其他本质上的不同,仅仅是二代as比一代的技术以及设计理念更成熟,各方面的参数都更优秀,并且应用了包括肌肉束和ECS等在内的新技术,使得其作为人形兵器的一部分短板得以补足,二代as普遍采用燃气轮机作为动力源,肌肉束与液压混合驱动。
在1981年后的某个时间段,倾听者所带来的黑色科技让as技术得到了迅猛的发展,但其中最为重要的两项技术 :肌肉束和ECS使得as这一突破常理的人形兵器得以在已经发展了几十上百年的陆战兵器家族中拥有一席之地,真正站稳了脚跟。




肌肉束:肌肉束的本质是一种记忆塑料,在两端加以电压后会收缩以提供拉力。这种驱动器比起传统的油压驱动来说体积更小且重量极轻,但由于技术尚不成熟,尽管其爆发力还算优秀,但是单位体积出力不足以驱动整个as,所以仍然采用油压和肌肉束混合的二元驱动方式。各个品牌生产的肌肉束都会标注所谓“最大适应电力”在电压低于该值时,随着电压上升肌肉束的出力也会上升,但超过这个值后再加大电压,肌肉束的出力也不会继续上升了。尽管在瞬间爆发力,总出力方面肌肉束技术都要比传统油压驱动更为优秀,但是其工作损耗也更大,构成肌肉束的记忆塑料纤维会随着使用次数的增加而发生微小的断裂,而肌肉束并没有自我修复功能,因此在进行十次左右的作战后,肌肉束的最大适性电力会下降到原来的70%。肌肉束技术是对人形兵器关节驱动技术的重要革新,它的出现允许as做出更接近人体的动作,无论是总出力还是瞬时爆发力都有相当的增强,可以使用更灵活多变的机动方式来弥补被弹面积大的不足,大部分二代as的奔跑速度都能轻松超越100km/h。

ECS:即Electromagnetic Camouflage System意为电磁迷彩系统,是一种特殊的投影技术,可以避开雷达,激光,红外等多种侦查手段以达到在电子探测技术上让机体几乎隐形的技术,使用时会产生臭氧而被犬科生物发现,因为不能规避紫外波段而容易被鸟类察觉。

ECS也不能在雨中或者雾气中使用,否则产生青白色的火花;如果接触到扬起的沙土也很容易被辨识出来。在后发展中ECS甚至可以做到可见光波段的隐形,其原理是使用激光投影来隐藏自身的形态,可以理解为把本该被机体身型遮挡的背景投射出来让人误以为as并没有处在那里而并非让机体直接隐形(做个小科普,光线是因为在眼球中的各种结构中折射才能让我们看见,如果我们完全隐形,那么折射率就会变成0,这样一来不仅外界无法观测我们,我们也同样看不到任何东西,所以ECS的设计既保证了机体在可见光波段不可视,也保证了机体依旧拥有可见光观测能力,做个不恰当的类比就像吉利服一样,机体实际上并没有隐形只不过是和环境融为一体很难分辨)。
ECS的原理在短篇“Tuatha De Danann的诞生”中解释如下:“······以我贫乏的知识来看,这些是匆忙写下的计算电磁波的反射特性和衰减率的算式。第二张上画了以超高速干涉发生相位偏移的特别状态下的电磁波、借以产生出立体的「场」一样的物质的装置。第三张则记载了使用这种「场」来抵消外部的电磁波,使雷达波对其的探测变得极为困难的方法。并且还写了这种方法对于任何可视光都适用。”
ECS同样可以应用在其他地面载具或者空中载具上。在ECS启动时,机体或者载具的光学传感器所观测到的外部世界也会发生变化,在文中通常被表述为“被罩上了一层紫色的滤镜”。ECS是非常精密易损的仪器,以m9为例,机体上的ECS透镜分布在机体的全身各处,包括头部,躯干,四肢等,在不使用时通常隐藏在装甲内部,以防被流弹或者弹片损毁,使用时则探出装甲释放投影,在风尘天气中空气中的沙尘一样会损坏ECS透镜。ECS的耗电功率很高,所以不能在战斗中使用,使用时也不能进行激烈的战斗机动。ECS的出现允许as这种“目标相比于传统陆战载具更明显”的特殊兵器可以比以往更容易接近敌方目标而发挥人形兵器更擅长的接近战。





除此之外,ECS还有进阶可以说是炫技的用法:第十二卷中莎比娜的“地狱骑士”更改了ECS的算法,使用ECS投射出自身机体的全息投影而非用投影掩盖自身,也就是通常所说的“假身”,同时生成了九个全息投影来迷惑对手,但这种使用方法的耗电量相当之大,不仅只能使用冷兵器以免露馅,投影也很难在离自机较远的位置生成,在大规模作战中意义不大,该情节更多是为了展示莎比娜的技术高超。编者认为如果在机体发电机功率支持的前提下,生成假身投影的同时将机体本身隐身,或许也不失为一种高明的战术。
ECCS:意为对ECS侦测技术,是ECS的反制手段之一

燃气轮机:原理不做赘述,是现实存在且应用广泛的技术,二代as基本都使用燃气轮机作为动力源,优点是技术成熟整备性高,缺点则是噪音大而且排气热更容易被侦测到。

武器的使用方式:尽管as是从人类身上获得灵感来设计的人形兵器,但其使用武器是不需要像人类一样把瞄具举到摄像机前瞄准的,武器本身就会附带有火器管制计算机和电子瞄具,而在握把处通过高频电波将信息传递给as手掌中的传感器,反过来as机体操控武器也会采用类似的方式。as所使用的武器一般有两种击发模式,通过电波来操控是其中一种,如果其中一方的接收器或者发信机出了问题,还可以使用机械扳机来击发开火。各国的正规军一般会给本国列装的as用武器进行传输加密,即使在战场上被敌方捡到了也不能立即使用,即使是三代asM9所搭载的电脑和ai想要破译为己用也需要花费相当长的时间。
机体骨骼和防冲击技术:as的骨骼并不是硬度越高越好,因为人形兵器是以步行的方式行进的。人类的脊柱进化出了一定的弯曲弧度使得它可以在行走中承受垂直方向的冲击而保护大脑,在AS中也有类似的设计。AS的骨骼中设计有冲击吸收系统,其中有一部分被称为“软骨”,其构造和组成成分尚不清楚,但推测和关节中实用的“弹性体”结构类似,可以在一定范围内伸缩;这种构造并不像肌肉束那样偏柔软,尽管被称作“软骨”,但他们的伸缩功能是为了减轻机体行走或者进行激烈机动时承受的冲击,以ARX-8“Laevatein”为例,在小说第十卷中曾有这样的描述“······对地速度从140节开始紧急减速中。预测速度向量。姿势控制。让腿部向下,冲击吸收系统和人工软骨零件伸长到最长位置,机体伸长到了9280毫米(机体原高度约为8700mm)。从存储地面硬度和摩擦系数的数据库的地形库中进行类推,调整到最合适的着地姿势”。在AS的关节中都设有名为“弹性体”的零件,这种零件可以在一定范围内形变来吸收冲击并且在冲击消失后恢复原来的形状,在这个过程中会将冲击能量几乎全部转换为内能所以温度会急剧升高,这时关节附近填充着的缓冲液便会吸收这部分热量而被气化,气化的缓冲液便会被排出关节外有效将热量带走。除了在承受剧烈冲击时,防冲击系统在遇到缓慢施加的巨大压力时也会起作用。


下面列举一些国家的列装二代as:
美国:
m6a1 Bushnell“丛林法兰绒”
m6a3 Dark Bushnell“暗黑法兰绒”
苏联:
rk-91m&rk-92m Savage“野蛮人”
瓷器:
rk-92 外贸版
m6 外贸版
法国:
C3-5 Mistral“密史脱拉风”(音译,直译的意思应该是“法国南部主要出现于冬季的寒冷强风”)日本:
96 type即“96式”
关于全金中各种机体的详细设定请移步本系列专栏的第八部分。