Шагающие грузовики для американской армии

Соединенные Штаты, ввязавшиеся в войны в Юго-Восточной Азии, вынесли, как минимум, два урока. Первый – победу в таких условиях без применения оружия массового поражения не одержать. И второй урок – чрезвычайно труднопроходимая местность требует чрезвычайных решений. Колесная и даже гусеничная техника в джунглях Вьетнама подходили далеко не всегда, а это, в свою очередь, ограничивало мобильность армии. Инженерная мысль вкупе с почти неограниченным военным бюджетом рождали в США настоящих монстров. Таких как Transphibian Tactical Crusher от фирмы ЛеТурно – гигантский 95-тонный трактор, построенный всего в двух экземплярах в 1967 году. Машина во Вьетнаме как комбайн перемалывала деревья, кустарники, выравнивала кочки, и создавал более-менее ровную дорогу для пехоты и традиционной техники. Однако сложности с транспортировкой «дробилки» поставила крест на дальнейшем развитии идеи. Требовалось более изящное решение. И нашли его в бионике, то есть в подражании природным «инженерным» решениям. Очень неплохо подходила идея масштабировать локомоцию шагающего движения на транспортную технику Пентагона. В качестве движителя предполагалось использовать педипулятор или механический аналог человеческой (животной) конечности. И это неспроста – миллионы лет эволюции показали, что именно такой вариант перемещения по сложной поверхности наиболее эффективен. Там, где колесу или гусенице приходится преодолевать препятствие, педипулятор просто его перешагнет. Правда, на ровной и твердой дороге все преимущества шагохода таяли – автомобили и танки двигались гораздо быстрее и тратили на это меньше энергии. Но американцам во Вьетнаме требовалась шагающая техника для экстремального бездорожья, поэтому мириться с тихоходностью они были готовы.

Army Landwalker 1964 года/ Источник: wikimedia.org

Одной из первых моделей, пусть и нарисованной на плакате, стал санитарный Army Landwalker 1964 года, представленный на Всемирной выставке в Нью-Йорке. Фантазия у инженеров разгулялась не на шутку – они оснастили избушку на четырех ножках двумя манипуляторами, очевидно, для эвакуации раненых. Однако реальных перспектив подобная техника не имели, просто потому, что технические возможности реализации отсутствовали в принципе. Наработки, полученные ранее в специальной лаборатории знаменитого Детройтского арсенала, показали не самые радужные перспективы у педипуляторов. В тоже время, запрос на экстремально проходимые транспортные средства у американской армии существовал, и с этим приходилось считаться.Инженера компании General Electric (GE) Ральфа Мошера можно считать одним из пионеров военной робототехнике. Практически все, что мы сейчас видим в концептуальных прототипах и действующих моделях в 60-70-х годах было реализовано Мошером. Конечно, с разной степенью успешности. В середине 50-х годом под его руководством создаются первые прототипы дистанционно управляемых манипуляторов. Работы шли под эгидой Департамента ядерных силовых установок GE. Машины должны были заменить человека на территории радиоактивного заражения или просто в работе с опасными веществами. Мошеру для своего времени удалось создать удивительно чуткие манипуляторы. Так, в 1956 году его робот Yes-Man Teleoperator мог помочь девушке одеть/снять пальто. Естественно, ни о какой автоматизации речь не шла – система дистанционно управлялась оператором. Инженер сумел оснастить свою разработку системой обратной связи по усилию, что позволило точнее управлять манипулятором. Спустя пару лет - в 1958 году – Мошер создаст настоящий промышленный манипулятор GE Handyman с несколькими степенями свободы. Описывали устройство следующими эпитетами:

Ральф Мошер и его грузовики

«Пара рук с клешнями, достаточно чувствительная, чтобы упаковать яйца, достаточно сильная, чтобы раздавить мячи для гольфа, и достаточно ловкая, чтобы зажечь спичку».

1964 году конструктор предложил всем заинтересованным и, прежде всего, американским военным концепт двуногого транспортера, место которому, было, скорее всего, только в фантастическом фильме. Под общим именем GE Pedipulator скрывалось целое семейство эскизов, из которых один стал реальным макетом. Двуногое механическое существо, очень похожее на домик Бабы Яги, высотой 5,5 метров было лишь декларацией намерений автора – у устройства отсутствовали мотор и трансмиссия. При этой никакой полезной работы, кроме перемещения по бездорожью одного-двух человек, железный гигант совершать не мог. Военным идея не понравилась. Во-первых, аппарат получился очень заметным. Во-вторых, потенциально очень неустойчивым – прогрессивной системы стабилизации «избушки на курьих ножках» тогда было не создать. И, в-третьих, отсутствие грузовой платформы серьезно ограничивало армейский функционал машины Мошера. Не помогли даже два манипулятора, который инженер предлагал интегрировать в конструкцию, отчего аппарат становился похож на хищного динозавра. Интересно, что в Советском Союзе футурологи также позволили себе увлечься двуногими педипуляторами – в 1974 году в одном из научно-популярных журналов (предположительно «Техника молодежи») появилось изображение машины, очень похожей на тупиковые концепты Мошера. В советском прочтении управление движением осуществлялось через нейронный интерфейс. Опыт с двуногими шагающими машинам был учтен в разработке транспортного средства Walking Truck в 1969 году. У разработки сохранилось еще пара несколько названий - Cybernetic Anthropomorphous Machine и Quadruped Transporter. Машину с большой долей уверенности назвать дедушкой современно робота-собаки Spot от Boston Dynamics. Проект Мошера получил широкое финансирование от DARPA и TARDEC (Автобронетанковое управление армии США). Кстати, сами военные так и не смогли довести до ума собственный проект шагающего грузовика под длинным именем – ATAC 4-legged vehicle. Проект дальше примитивных деревянных макетов не продвинулся и усилия решено было сфокусировать на идее Мошера. Он предложил сместить кабину водителя в центр базы грузовика, отчего место для грузовой платформы осталось не так много. Однако в этот раз дело дошло до разработки действующего прототипа.

Yes-Man Teleoperator. Источник: cyberneticzoo.com

GE Handyman. Источник: cyberneticzoo.com

Советские фантазии на тему двуногих роботов. Источник: cyberneticzoo.com

Таким образом Мошер видел решение проблемы проходимости военного транспорта. Источник: cyberneticzoo.com

Американские военные также работали над шагающим грузовиком. Получилось не очень. Источник: cyberneticzoo.com

Walking Truck представлял собой 1,3-тонный четырехногий транспортер, способный брать на борт около 270 кг полезной нагрузки вместе с оператором. Силовой установкой служил 90-сильный бензиновый мотор, который теоретически должен был разогнать машину до 55 км/ч. Но это в теории, а на практике дело ограничилось 8 км/ч. Даже такая скорость достигалась с большими оговорками. Все дело в гидравлической системе, требующей не менее 250 литров масла, которое просто негде было разместить, поэтому грузовик перемещался на привязи из нескольких масляных шлангов. А давление в «гидравлике» варьировалось от 163 до 220 атмосфер. Сложности были и с устойчивостью 4,5-метрового железного мула. Когда машину Мошера вывели на прогулку на свежий воздух, то оснастили брусьями от опрокидывания. Это, естественно, не добавляло грузовику ни маневренности, ни грузоподъемности. Но самые большие сложности ждали оператора этой удивительной четырехногой машины. Человеку приходилось одновременно манипулировать всеми конечностями, чтобы просто поставить ногу Walking Truck на ступеньку. При этом железный конь постоянно вибрировал, шумел, шатался, грозя опрокидыванием. В общем, через полчаса такой работы вестибулярный аппарат оператора отказывал. Все эти сложности затевались только для того, чтобы беспрепятственно ходить по неглубоким водоемам, выталкивать из грязи легкие джипы и с переменным успехом взбираться на крутые кочки (если Walking Truck не перевернется). В итоге Пентагон, оценив потенциальную возможность создания железных коней, отказался от дальнейшего финансирования. А гражданскому сектору подобные изыски были совсем не нужны.Сейчас уникальный экземпляр шагающего грузовика можно встретить в экспозиции американского Музея военного транспорта.

Walking Truck на различных этапах разработки. Источник: cyberneticzoo.com