(no subject)
Одолел старый мехасрач, в котором прозвучали свежие (для меня) идеи.
(Для тех, кто в танке: меха - это фантастическая бронеединица человекоподобной формы. Предмет вожделений не одного поколения фанатов и главный идеологический конкурент моим «летающим ружьям»; впрочем, теоретически они могут друг друга дополнять... но Бага Яга против.)
Вообще суть мехасрачей сводится к центральному вопросу: а зачем боевой машине нужна человекоподобная форма?
Если убрать из набора ответов заведомую чепуху, то получается такая достаточно логичная пара ответов:
1. Это позволяет пилоту-человеку управлять боевой машиной инстинктивно, снижает требования к его подготовке.
2. Это приближает проходимость боевой машины к человеческой, что весьма ценно для боя за человеческие же места обитания.
Механенавистники часто пытаются закончить обсуждение на том, что меха резко проигрывает обычным бронемашинам по нагрузке на грунт, т.е. либо теряет проходимость, либо должна выполняться из легких (и, следовательно, менее прочных) материалов. Аргумент это законный, но не убойный, ибо точно так же применим к пехотинцу (а пехота, меж тем, всё еще жива). У мехи при этом относительная площадь стопы может быть и больше человеческой, поэтому, хотя она и не может нести броню танкового уровня, но какую-то - всё-таки теоретически может.
Мехафанатов же, как мне кажется, ведет элементарное когнитивное искажение - им кажется, что раз homo получили именно такую форму, то эта форма хороша вообще, в принципе. Ошибка тут в том, что и homo, и вообще все наземные позвоночные - это продукт слепой эволюции кистеперых рыб. Которые выползли на сушу не так уж давно, были к передвижению в этой новой среде изначально не приспособлены совершенно, и адаптировались довольно кривыми путями. Сложно тут ожидать чего-то близкого к совершенству.
Итак, отбрасываем слепую ненависть-ненависть-она-же-провалится-в-грунт и разбираем концепцию здраво:
I. Сложность опорно-двигательного аппарата
Чтобы сохранить инстинктивную управляемость и близкую к человеческой проходимость - меха должна иметь множество сочленений и приводов, достаточно близко повторяющих строение значительной части человеческих суставов и мышц. Подчеркну, что речь тут не о сохранении минимальных возможностей для передвижения, а о способности _вести бой_ в человеческой пехотной манере, т.е. меха должна быть способна, как минимум: бегать, прыгать, красться, ползать, карабкаться, перекатываться в падении и подниматься после падения/залегания. Это требует подвижности не только ног, но и корпуса (для ползанья и перекатов), а кроме того, независимо-подвижными при этой манере боя должны быть вооружение и голова.
Единственное более-менее укладывающееся в рамки разумного решение здесь - это большой набор независимых электромоторов (играющих роль мышц), поскольку тянуть по такой сложной системе тяги или пневматику от одного или нескольких крупных двигателей - это вообще за пределами добра и зла.
II. Необходимая мощность моторов
Колесные и гусеничные машины, как и летательные аппараты, задают своему двигателю по большей части достаточно равномерную нагрузку, выжимать газ нужно редко. К моторам мехи требования совершенно иные - как и человеческие мышцы, эти моторы должны даже на марше работать в рывковом режиме, ибо каждый шаг - это длящийся долю секунды толчок корпуса одной ногой, одновременный рывок второй ноги вперед, и ряд одновременных движений корпуса, рук и головы, обеспечивающих ориентацию и центровку для асимметричного толчка. Этот опорно-двигательный аппарат просто не способен работать на постоянной нагрузке - электромоторы мехи даже на марше должны работать с нагрузкой _периодической_, и их потребная мощность должна быть рассчитана из максимальной потребной нагрузки, а не из средней.
Сравним эту потребную мощность с требованиями к мотору боевого вертолета или коптера (той же массы, что и меха). Вертолету/коптеру необходимо иметь тяговооруженность немногим более единицы, т.е. мощность мотора должна в основном нейтрализовывать ускорение свободного падения (g=9,8м/с^2), и если он выдает хотя бы немного сверх этого, то уже и замечательно; итоговое ускорение у вертолета в результате невелико, но поскольку оно длительное, то этого достаточно. Человеку и мехе, при их рывковой манере движений, требуется намного большее ускорение: толчок развивает горизонтальное ускорение в 5-7м/с^2, еще как минимум несколько м/с^2 необходимо вложить в вертикальное ускорение для обеспечения длины шага/прыжка, плюс те же 9,8v/c^2 на нейтрализацию гравитации - в сумме выходит потребная "толчковооруженность" никак не менее полутора.
Т.о., несмотря на то, что меха удерживает свою позицию по вертикали за счет опорного аппарата, а не за счет двигательного, и, казалось бы, должна на этом сильно экономить в сравнении с вертолетом/коптером - на деле экономия может быть только по топливу, поскольку одна только та группа моторов, которая обеспечивает задний толчок - должна быть у мехи мощней, чем у вертолета/коптера той же массы.
Но допустим, что за счет большего КПД толчкового двигателя в сравнении с винтовым эти параметры удалось примерно уравнять.
Ситуация далее всё равно усложняется тем, что, как я уже выше отметил, обеспечить тяги и/или гидравлику по всей длине ног - это для мехи за гранью добра и зла. Толчковая группа моторов, таким образом, должна быть на каждой ноге отдельно. Итого, _суммарная_ потребная мощность уже оказывается в 2 раза выше вертолетной.
Добавим сюда моторы, потребные для перемещений самой ноги - ибо это должны быть отдельные моторы, расположенные по другую сторону от коленного сустава и работающие в режиме, пересекающемся с толчковыми. Их потребную мощность можно грубо оценить по объему мышц на человеческом бедре - они, как легко видеть, превосходят по объему икроножные мышцы, обеспечивающие задний толчок. Но часть мышц бедра всё же косвенно участвует в толчке, поэтому итоговое соотношение можно принять как 1:1. Итого получаем суммарную потребную мощность моторов ног мехи: в 4 раза выше, чем для вертолета той же массы.
Добавляем моторы, контролирующие повороты, изгибы и наклоны корпуса, а также повороты/подъемы вооружения (которое у мехи вовсе не курсовое/подвешенное, как у вертолета, и потому требует мощных приводов, как и человеческие руки) и головы.
Итого, оценка суммарной потребной мощности моторов мехи - не менее чем в 5 раз выше, чем для вертолета той же массы.
Вообще говоря, это сразу ставит крест на самой концепции мехи на ближайшую перспективу, поскольку при обозримом уровне технологий электромоторы такую удельную мощность не обеспечат. Чтобы меха (боевая, а не прогулочный экзоскелет) стала возможной просто по двигательной системе - нужны принципиально новые облегченные моторы и аккумуляторы, иначе она просто не сможет двигаться в человеческой манере под собственным весом.
Иначе говоря, мехе как минимум нужны специализированные рывковые моторы (аналоги наших мышц, а не существующих моторов, оптимизированных под равномерную нагрузку).
III. Заметность
Сама форма мехи и ее динамика вообще очень узнаваемы - грубо совпадая с человеческой фигурой по контурам и динамике движений, меха неизбежно заметно крупнее и отличается рядом особенностей, так что с ее опознанием больших проблем не просматривается. При этом вряд ли удастся выполнить ее корпус всерьез по технололгии стелс - конструкция и без того перегружена по мощности двигателей, нереально ей еще серьезное маскировочное хозяйство тащить.
Вопрос далее распадается на три наиболее важных, на мой взгляд, подвопроса:
III-A. Тепловая заметность
Даже если для рывковых двигателей мехи удастся сохранить высокую КПД, греться они всё равно будут зверски. Рассеивание этого тепла - это тепловая сигнатура. Движущийся пехотинец еще может частично замаскироваться в тепловом диапазоне плотной многослойной одеждой, но температура пехотинца невелика - даже лицо имеет температуру где-то до 35 градусов, т.е. обычно отличается от температуры среды не более чем на 10-20 градусов, а часто и вообще почти сравнивается с ней. Двигатели мехи будут греться до 60-70 градусов как минимум, и почти никогда не будут сравниваться (при движении) с температурой среды.
Тепловизорами же, напоминаю, уже сейчас оснащены _все_ современные модели танков, БМП, БРДМ, ударных вертолетов, вооруженных и тяжелых разведывательных дронов, а также часть пехотинцев (операторов ПТУР, снайперов, наводчиков, разведчиков) и часть лёгкой техники пехотных частей. В будущем оснащенность тепловизорами должна еще повыситься. И еще орбитальные группировки надо учитывать.
Итого, меха будет способна передвигаться незаметно только за сплошными непрозрачными для теплового диапазона масками. Если пехотинца, промелькнувшего в поле зрения наблюдателя в траве, подлеске или за проемом, еще нужно будет отличить от мирного жителя или иного бобруйского животного, то движущаяся меха будет _ярко_ выделяться и отлично распознаваться в тепловом диапазоне при первом же появлении из-за сплошной маски.
Лёжа в засаде меха, конечно, может остыть до температуры окружающей среды, и в этом состоянии может быть даже и менее заметна, чем пехотинец (главным источником тепла в ней при этом может становиться пилот, который упрятан под корпус и не то чтобы прям горяч). Но лёжа в засадах много не навоюешь.
III-B. Аудио- и сейсмозаметность
Серьезная положительная черта человеческих мышц - они работают очень тихо. Правда, неосторожного или просто не умеющего передвигаться бесшумно человека можно обнаружить по хрусту веток, гравия, шелесту сухой травы и листвы, и т.п., но всё это на довольно небольшой дистанции, и без гарантий. Сейсмодатчики тоже с большой дистанции человека не засекут (по колебанию грунта от шагов), да и комбатанта от гражданского вряд ли отличат.
Меха - увы, существенно другое дело.
Во-первых, вряд ли удастся сделать ее двигатели столь же бесшумными, как мышцы, или обеспечить им надежную всестороннюю звукоизоляцию - скорее вой моторов будет отчетливо слышен на приличной дистанции и, что хуже всего, он будет прекрасно отличим от всяких природных шумов и гражданских механизмов. (Если же удастся, то стоит ожидать что колесная и гусеничная техника станут еще бесшумней за счет таких же технологий.)
Во-вторых, масса мехи и неполная привычка к ней пилота будут значительно усиливать в сравнении с человеческим как звуковое поле от шагов, так и сейсмическое (и технологии маскировки тут тоже малореалистичны).
Т.о., диверсионно-разведывательная ниша у мехи будет сильно ограничена. Конечно, и сейчас в этой нише пасутся БРМ и тому подобные машины, по аудио- и сейсмозаметности не далеко ушедшие от чудовищно громыхающих танков, так что нельзя сказать что эта ниша для мехи будет прям-таки перекрыта. Но о фантазиях с подкрадыванием к часовым можно забыть.
III-C. Радиозаметность
В смысле маскировки тут всё почти так же печально, как в предыдущих подпунктах, и меху спасает только то, что радары на поле боя долго не живут, а армейская авиация (которой долго над полем боя держаться и не нужно - прилетели, разбомбили, улетели) всё же нечасто появляется, особенно над всякими высокотехнологичными средствами.
IV. Износо- и ударостойкость сочленений
Выше мы сравнивали меху с вертолетом (по мощности двигателей), поскольку именно по этому параметру вертолет проигрывает всем остальным видам боевой техники, хоть немного схожим с мехой по функциям, т.е. если уж она по этому параметру много хуже даже вертолета, то это очень, очень плохо.
Сравнивать меху с вертолетом по требованям к износо- и ударостойкости - совсем для мехи печально, т.к. вертолет вообще действует в неплохо амортизирующей среде (воздухе), на дозвуковых в этой среде скоростях (т.е. не испытывает при маневрировании ударных нагрузок), и может себе позволить уходить от огня тяжелых видов оружия (а не выдерживать его).
Т.о., по этому классу параметров меху нужно сравнивать с другими наземными машинами - тут они будут в одной категории или близко к тому.
Чем в этом отношении меха отличается от колесной или гусеничной бронемашины?
Во-первых, ясно что меха имеет намного меньший запас прочности просто по плану строения - это вытянутая конструкция с целым набором нагруженных рычагов, каждый из которых штатно, при каждом шаге, должен испытывать нагрузку, соответствующую нагрузке на ходовую часть БТР или танка при наезде на серьезное препятствие.
Во-вторых, это конструкция статически неустойчивая, и соответственно - с намного большей вероятностью попросту опрокидывающаяся в результате ошибки или повреждения. И если опрокинувшийся БТР в обычных условиях перекатится и заведомо уцелеет как конструкция (у него никаких иных вариантов практически нет - форма корпуса такая), то опрокинувшаяся в результате ошибки или повреждения меха - хлобыстнется с размаху. БТР может сделать нечто подобное только упав с высоты, а меха - на любом ровном месте, просто благодаря своей вертикальной, а не горизонтальной, вытянутости. Конечно, пилот мехи _может_, потеряв равновесие, использовать ее гибкость для переката через плечо, но ведь и водитель БТР тоже _может_ избежать опрокидывания, выровнять крен. Речь не о том, что получится, если человек с управлением справится - речь о том, что будет, когда он _не_ справится (а это именно "когда", а не "если" - у почти каждой боевой машины как минимум один такой эпизод в биографии есть, и избежать этого малореально даже для статически устойчивых конструкций). Так вот, БТР/танк в этом случае вряд ли получат фатальные повреждения, а вот меха - запросто раздолбает себе механику.
Вывод: чтобы использовать человекоподобный тип локомоции - очень желательно сначала освоить человекоподобный тип амортизации (мягкие ткани как основная масса тела, лёгкие и гибкие соединительные ткани, а также руки, способные при падении принять нагрузку при невозможности амортизировать удар перекатом). Ибо будь мы, люди, такой жёсткой конструкцией, как обычная наша техника - мы бегать по полям и лесам не решались бы, это нам бы слишком опасно было! Тут уж или гибкость/мягкость конструкции, или статическая устойчивость, а если нет ни того ни другого, то будете терять мехов быстрее, чем пилоты будут успевать их осваивать. И это еще задолго до возможности вступить в бой.
V. Cтоимость точной механики и сенсорики
Выше я указал, что механика мехи очень нагружена и по мощности, и по прочности. Но помимо этого меха требовательна еще и к точности движений. Колесной или гусеничной бронемашине плевать, если она чуток не вписалась в дорожную разметку, а контролировать шаг им вовсе не нужно за отсутствием такового. Если дорогу перегораживает какое-нибудь типичное мелкое препятствие вроде россыпи булыжников, поваленного столба или дохлого ишака - танку или бронемашине это глубоко по барабану, они их просто переедут. От мехи требуется намного больше. В первую очередь сразу отметим, что на открытом пространстве двигающаяся (не ползком) меха - легкозаметная уязвимая мишень, поэтому двигаться им нужно преимущественно в сильно пересеченной местности (лучше всего - лес с густым покровом и помещения сплошной застройки). Но в таких местах нужно в бою внимательно смотреть куда ставишь ноги - и ставить их _аккуратно_. Да, за счёт этого способа движения меха и способна двигаться в глухой пересеченке, принципиально недоступной или крайне неудобной для обычной техники, но это требует _точной_ моторики, а без таковой меха не способна долго безаварийно передвигаться даже по легкопроходимым для колесной техники участкам. Мехе нельзя оступаться на камнях и бревнах, оскальзываться на льду и в грязи, проваливаться в ямы, проемы и люки - слишком велик у нее риск поломки при неудачном падении (в отличие от танка или БТРа, которые при неточном движении на марше почти никогда не имеют серьезных шансов разбиться). Иными словами, в пару к человеческому управлению мехе нужна еще и человеческая точность работы "приводов", вместе с человеческой же кинестетикой, т.е. сетью датчиков, обеспечивающих столь же точную динамическую обратную связь.
Разумеется, еще большую точность должны иметь приводы наведения пушки (или что там будет основным вооружением, если оно не будет предназначено исключительно для управляемых боеприпасов; последнее для пехотной манеры боя малоосмысленно: делать такую дорогущую штуку на роль снайпера или переносчика ПТУР - это что-то за рамками добра и зла).
Конечно, многие компоненты всего этого счастья в будущем могут резко подешеветь - так же, как непредсказуемо резко подешевела всяческая микроэлектроника (причём не только вычислительная часть, но и сенсорная - радио, оптика и даже тактильная - тач-поверхности). Но прежде чем на это рассчитывать - нужно показать причины для такого подешевения. Для каких целей будут развернуты массовая разработка и производство таких компонент, _прежде_ чем это сделает оправданной разработку и производство боевой мехи? Я пока-что вижу только один вариант: это чрезвычайно гуманистично-социально ориентированное общество, взявшее на себя обязанность обеспечить полноценную подвижность всей массе инвалидов, несмотря на их катастрофически низкую платежеспособность. (Правда, такие гуманные общества заведомо очень не любят ввязываться в вооруженные конфликты, но, конечно, втянуть можно и против воли.)
VI. Основные угрозы и степень уязвимости к ним
VI-A. Лёгкие силы
Очевидно (и выше уже расписано), что меха вообще имеет какие-то осмысленные ниши для действий в основном в закрытой, пересеченной местности, изобилующей сплошными масками и препятствующей действиям более тяжелой техники. Т.о., первым противником, с которым меха должна сталкиваться, являются лёгкие силы: пехота (регулярная и/или иррегулярная) и лёгкие дроны (наземные и/или воздушные).
Очевидно, что если легкие дроны окажутся способны без особых трудностей передвигаться и опознавать цели в такой местности, то мехи изначально потеряют всякий смысл: зачем городить такие сложности и неприятности с человеческой тушкой, если ее можно из концепции просто выкинуть? Т.е. меха имеет смысл лишь в том случае, если дроны сталкиваются в такой местности с серьезными трудностями. Если сама меха имеет приемлемую стоимость, то при этом сложно представить, что эти трудности лежат в чисто механической области, а значит остается лишь исходить из того, что меха появилась в то время, когда мозги и сенсоры дронов всё еще недостаточно хороши для ориентации в зеленке (лесу, зарослях) и хаотичной застройке. Итак, вероятностью встречи мехи (в смысле обнаружения одного другим) с высокоподвижным наземным или низколетящим дроном можно пренебречь до тех пор, пока она не выходит из своих родных чащоб и трущоб.
Получаем первый ясно очерченный класс угроз: обнаружение человеками (солдатами, партизанами, бандитами, населением с мобилками) или лёгкими патрульными воздушными дронами (военными, полицейскими, любительскими) с последующим попаданием под огонь стрелкового оружия, противотанкового оружия пехоты и/или вооружения лёгких воздушных дронов.
Первая характерная особенность этой угрозы в том, что прилететь может откуда угодно и с почти любой дистанции от нескольких метров до нескольких километров - именно по особенностям местности и примерения мехи (пока она скрытно передвигается, прикрываясь сплошными масками - ее-то не видно, но и она имеет крайне ограниченный обзор, поэтому если уж ее обнаружили, то это может произойти и при чуть ли не любом взаимном расположении).
Вторая характерная особенность - вряд ли прилетит что-то тяжелое (для наведения тяжелого оружия по достаточно подвижной цели в закрытой сильнопересеченной местности нужно многовато времени, меха за это время с большой вероятностью опять теряется в масках), но если играем против белых людей, то с очень хорошей вероятностью может прилететь тяжелая реактивная пуля от патрульного "летающего ружья".
Можно ли эффективно защитить меху от такого огня?
Активную защиту под управлением пилота нужно сразу признать нереальной - на это просто не хватит реакции пилота.
На активную автоматическую защиту также мало надежд, ибо, как мы уже выше выяснили, уровень развития электроники (т.е. систем распознавания под пассивные средства обнаружения) должен быть слишком для этого ограничен (иначе скрипач и не нужен), а постоянно использовать активные средства обнаружения меха тоже не может (это ее безнадежно демаскирует).
Уклонение - столь же нереально: в большинстве случаев меха, как и человек, не может даже упасть на землю с ускорением больше 1g, а значит время уклонения у мехи, при всех ее двигателях, так или иначе будет по основным параметрам большим, чем у человека. Этого недостаточно даже против иррегулярной пехоты.
Остается пассивная защита. Учитывая очень напряженную конструкцию, небольшие размеры (для передвижения в лесу и зданиях - не выше 3 метров, иначе даже полуприседя упираемся башкой в потолки и ветви крон, и вся концепция теряет смысл) и всеракурсность угрозы - защита сколько-нибудь значительного объема тушки оказывается нереальной. Что же тогда прикрывать? Если меха реализована по принципу экзоскелета, то возможен лишь вариант, примерно аналогичный тяжелому бронежилету с каской. Если пилот скукожен в "животе" и подключён через нейроинтерфейс (что само по себе малореалистично при таких ограничениях на электронику), то можно попытаться сделать что-то вроде кирасы для этого кокона.
В любом случае меха оказывается очень уязвимой и неясно стоит ли вообще пытаться давать ей какую-то защиту.
Т.о., для мехи остается единственная ниша: диверсионно-разведывательные группы и спецоперации.
В случае обнаружения - рефлекторный отстрел дымовых шашек и драп галопом-прыжками в гущу чащи, пока не подстрелили. Задерживаться для ответного огня без какой-то оперативно-стратегической необходимости - это гробить дорогую машину с дорогим пилотом, причём гробить в бою с какой-то дешевкой.
VI-B. Мины, ловушки, охранные системы
Если уж мы пришли к нише диверсионно-разведывательных групп и спецназа, то статика остается второй главной угрозой.
В сравнении с классической бронетехникой у мехи намного меньше площадь следа (т.е. вероятность подорваться на нажимной мине), но для техники противопехотные нажимные мины вообще не опасны, а для мехи - очень даже опасны. В сравнении с пехотой у мехи след более площадный, а зацепить растяжку - шансы те же, что у пехоты. Так что увы, тут меха просто хуже.
В сравнении с классической бронетехникой форма мехи куда сложнее для поражения ударным ядром: из-за не очень хорошей точности этого типа боеприпасов целиться ими нужно как раз в коробочки, а не в вытянутый вверх (и передвигающийся поперек своей длины) корпус. Мины с ударным ядром просто будут по мехе изрядно мазать. Однако много ли мехе это дает? Она ведь так и так не должна ходить в местах, где стоит ожидать мин этого типа (предназначенных для бронемашин), да и подрыв такой мины, даже если она промазала - это с большой вероятностью фатальная демаскировка и, соответственно, для ниши мехи - срыв задачи.
Вероятность срабатывания акустического датчика (мины или охранной системы) под мехой, как мы выше уже разобрали, неизбежно выше чем под человеком, и вовсе не обязательно ниже чем под бронемашиной (напоминаю: если уж удалось сделать тихими мощные моторы мехи, то почему мотор колесной бронемашины оказывается громким?)
С сейсмическим датчиком - примерно то же самое.
Инфракрасные датчики охранной системы на движущуюся меху сработают намного лучше, чем на человека или какой-нибудь электроквадроцикл (см. соотв. раздел) и сравнимо с какой-нибудь БРМ.
Даже в примитивную партизанскую противопехотную яму-ловушку меха провалится отлично и с отличными шансами поломаться, и натянутый поперек тропы трос ее тоже может завалить фатально (перекат с зацепленной за тросик ногой так просто не выполнишь).
В общем, итог: не вижу ни каких-либо универсальных преимуществ, ни нишевых, если только не ввести целый ряд инженерно-фантастических допущений (см. конкретику выше).
(Для тех, кто в танке: меха - это фантастическая бронеединица человекоподобной формы. Предмет вожделений не одного поколения фанатов и главный идеологический конкурент моим «летающим ружьям»; впрочем, теоретически они могут друг друга дополнять... но Бага Яга против.)
Вообще суть мехасрачей сводится к центральному вопросу: а зачем боевой машине нужна человекоподобная форма?
Если убрать из набора ответов заведомую чепуху, то получается такая достаточно логичная пара ответов:
1. Это позволяет пилоту-человеку управлять боевой машиной инстинктивно, снижает требования к его подготовке.
2. Это приближает проходимость боевой машины к человеческой, что весьма ценно для боя за человеческие же места обитания.
Механенавистники часто пытаются закончить обсуждение на том, что меха резко проигрывает обычным бронемашинам по нагрузке на грунт, т.е. либо теряет проходимость, либо должна выполняться из легких (и, следовательно, менее прочных) материалов. Аргумент это законный, но не убойный, ибо точно так же применим к пехотинцу (а пехота, меж тем, всё еще жива). У мехи при этом относительная площадь стопы может быть и больше человеческой, поэтому, хотя она и не может нести броню танкового уровня, но какую-то - всё-таки теоретически может.
Мехафанатов же, как мне кажется, ведет элементарное когнитивное искажение - им кажется, что раз homo получили именно такую форму, то эта форма хороша вообще, в принципе. Ошибка тут в том, что и homo, и вообще все наземные позвоночные - это продукт слепой эволюции кистеперых рыб. Которые выползли на сушу не так уж давно, были к передвижению в этой новой среде изначально не приспособлены совершенно, и адаптировались довольно кривыми путями. Сложно тут ожидать чего-то близкого к совершенству.
Итак, отбрасываем слепую ненависть-ненависть-она-же-провалится-в-грунт и разбираем концепцию здраво:
I. Сложность опорно-двигательного аппарата
Чтобы сохранить инстинктивную управляемость и близкую к человеческой проходимость - меха должна иметь множество сочленений и приводов, достаточно близко повторяющих строение значительной части человеческих суставов и мышц. Подчеркну, что речь тут не о сохранении минимальных возможностей для передвижения, а о способности _вести бой_ в человеческой пехотной манере, т.е. меха должна быть способна, как минимум: бегать, прыгать, красться, ползать, карабкаться, перекатываться в падении и подниматься после падения/залегания. Это требует подвижности не только ног, но и корпуса (для ползанья и перекатов), а кроме того, независимо-подвижными при этой манере боя должны быть вооружение и голова.
Единственное более-менее укладывающееся в рамки разумного решение здесь - это большой набор независимых электромоторов (играющих роль мышц), поскольку тянуть по такой сложной системе тяги или пневматику от одного или нескольких крупных двигателей - это вообще за пределами добра и зла.
II. Необходимая мощность моторов
Колесные и гусеничные машины, как и летательные аппараты, задают своему двигателю по большей части достаточно равномерную нагрузку, выжимать газ нужно редко. К моторам мехи требования совершенно иные - как и человеческие мышцы, эти моторы должны даже на марше работать в рывковом режиме, ибо каждый шаг - это длящийся долю секунды толчок корпуса одной ногой, одновременный рывок второй ноги вперед, и ряд одновременных движений корпуса, рук и головы, обеспечивающих ориентацию и центровку для асимметричного толчка. Этот опорно-двигательный аппарат просто не способен работать на постоянной нагрузке - электромоторы мехи даже на марше должны работать с нагрузкой _периодической_, и их потребная мощность должна быть рассчитана из максимальной потребной нагрузки, а не из средней.
Сравним эту потребную мощность с требованиями к мотору боевого вертолета или коптера (той же массы, что и меха). Вертолету/коптеру необходимо иметь тяговооруженность немногим более единицы, т.е. мощность мотора должна в основном нейтрализовывать ускорение свободного падения (g=9,8м/с^2), и если он выдает хотя бы немного сверх этого, то уже и замечательно; итоговое ускорение у вертолета в результате невелико, но поскольку оно длительное, то этого достаточно. Человеку и мехе, при их рывковой манере движений, требуется намного большее ускорение: толчок развивает горизонтальное ускорение в 5-7м/с^2, еще как минимум несколько м/с^2 необходимо вложить в вертикальное ускорение для обеспечения длины шага/прыжка, плюс те же 9,8v/c^2 на нейтрализацию гравитации - в сумме выходит потребная "толчковооруженность" никак не менее полутора.
Т.о., несмотря на то, что меха удерживает свою позицию по вертикали за счет опорного аппарата, а не за счет двигательного, и, казалось бы, должна на этом сильно экономить в сравнении с вертолетом/коптером - на деле экономия может быть только по топливу, поскольку одна только та группа моторов, которая обеспечивает задний толчок - должна быть у мехи мощней, чем у вертолета/коптера той же массы.
Но допустим, что за счет большего КПД толчкового двигателя в сравнении с винтовым эти параметры удалось примерно уравнять.
Ситуация далее всё равно усложняется тем, что, как я уже выше отметил, обеспечить тяги и/или гидравлику по всей длине ног - это для мехи за гранью добра и зла. Толчковая группа моторов, таким образом, должна быть на каждой ноге отдельно. Итого, _суммарная_ потребная мощность уже оказывается в 2 раза выше вертолетной.
Добавим сюда моторы, потребные для перемещений самой ноги - ибо это должны быть отдельные моторы, расположенные по другую сторону от коленного сустава и работающие в режиме, пересекающемся с толчковыми. Их потребную мощность можно грубо оценить по объему мышц на человеческом бедре - они, как легко видеть, превосходят по объему икроножные мышцы, обеспечивающие задний толчок. Но часть мышц бедра всё же косвенно участвует в толчке, поэтому итоговое соотношение можно принять как 1:1. Итого получаем суммарную потребную мощность моторов ног мехи: в 4 раза выше, чем для вертолета той же массы.
Добавляем моторы, контролирующие повороты, изгибы и наклоны корпуса, а также повороты/подъемы вооружения (которое у мехи вовсе не курсовое/подвешенное, как у вертолета, и потому требует мощных приводов, как и человеческие руки) и головы.
Итого, оценка суммарной потребной мощности моторов мехи - не менее чем в 5 раз выше, чем для вертолета той же массы.
Вообще говоря, это сразу ставит крест на самой концепции мехи на ближайшую перспективу, поскольку при обозримом уровне технологий электромоторы такую удельную мощность не обеспечат. Чтобы меха (боевая, а не прогулочный экзоскелет) стала возможной просто по двигательной системе - нужны принципиально новые облегченные моторы и аккумуляторы, иначе она просто не сможет двигаться в человеческой манере под собственным весом.
Иначе говоря, мехе как минимум нужны специализированные рывковые моторы (аналоги наших мышц, а не существующих моторов, оптимизированных под равномерную нагрузку).
III. Заметность
Сама форма мехи и ее динамика вообще очень узнаваемы - грубо совпадая с человеческой фигурой по контурам и динамике движений, меха неизбежно заметно крупнее и отличается рядом особенностей, так что с ее опознанием больших проблем не просматривается. При этом вряд ли удастся выполнить ее корпус всерьез по технололгии стелс - конструкция и без того перегружена по мощности двигателей, нереально ей еще серьезное маскировочное хозяйство тащить.
Вопрос далее распадается на три наиболее важных, на мой взгляд, подвопроса:
III-A. Тепловая заметность
Даже если для рывковых двигателей мехи удастся сохранить высокую КПД, греться они всё равно будут зверски. Рассеивание этого тепла - это тепловая сигнатура. Движущийся пехотинец еще может частично замаскироваться в тепловом диапазоне плотной многослойной одеждой, но температура пехотинца невелика - даже лицо имеет температуру где-то до 35 градусов, т.е. обычно отличается от температуры среды не более чем на 10-20 градусов, а часто и вообще почти сравнивается с ней. Двигатели мехи будут греться до 60-70 градусов как минимум, и почти никогда не будут сравниваться (при движении) с температурой среды.
Тепловизорами же, напоминаю, уже сейчас оснащены _все_ современные модели танков, БМП, БРДМ, ударных вертолетов, вооруженных и тяжелых разведывательных дронов, а также часть пехотинцев (операторов ПТУР, снайперов, наводчиков, разведчиков) и часть лёгкой техники пехотных частей. В будущем оснащенность тепловизорами должна еще повыситься. И еще орбитальные группировки надо учитывать.
Итого, меха будет способна передвигаться незаметно только за сплошными непрозрачными для теплового диапазона масками. Если пехотинца, промелькнувшего в поле зрения наблюдателя в траве, подлеске или за проемом, еще нужно будет отличить от мирного жителя или иного бобруйского животного, то движущаяся меха будет _ярко_ выделяться и отлично распознаваться в тепловом диапазоне при первом же появлении из-за сплошной маски.
Лёжа в засаде меха, конечно, может остыть до температуры окружающей среды, и в этом состоянии может быть даже и менее заметна, чем пехотинец (главным источником тепла в ней при этом может становиться пилот, который упрятан под корпус и не то чтобы прям горяч). Но лёжа в засадах много не навоюешь.
III-B. Аудио- и сейсмозаметность
Серьезная положительная черта человеческих мышц - они работают очень тихо. Правда, неосторожного или просто не умеющего передвигаться бесшумно человека можно обнаружить по хрусту веток, гравия, шелесту сухой травы и листвы, и т.п., но всё это на довольно небольшой дистанции, и без гарантий. Сейсмодатчики тоже с большой дистанции человека не засекут (по колебанию грунта от шагов), да и комбатанта от гражданского вряд ли отличат.
Меха - увы, существенно другое дело.
Во-первых, вряд ли удастся сделать ее двигатели столь же бесшумными, как мышцы, или обеспечить им надежную всестороннюю звукоизоляцию - скорее вой моторов будет отчетливо слышен на приличной дистанции и, что хуже всего, он будет прекрасно отличим от всяких природных шумов и гражданских механизмов. (Если же удастся, то стоит ожидать что колесная и гусеничная техника станут еще бесшумней за счет таких же технологий.)
Во-вторых, масса мехи и неполная привычка к ней пилота будут значительно усиливать в сравнении с человеческим как звуковое поле от шагов, так и сейсмическое (и технологии маскировки тут тоже малореалистичны).
Т.о., диверсионно-разведывательная ниша у мехи будет сильно ограничена. Конечно, и сейчас в этой нише пасутся БРМ и тому подобные машины, по аудио- и сейсмозаметности не далеко ушедшие от чудовищно громыхающих танков, так что нельзя сказать что эта ниша для мехи будет прям-таки перекрыта. Но о фантазиях с подкрадыванием к часовым можно забыть.
III-C. Радиозаметность
В смысле маскировки тут всё почти так же печально, как в предыдущих подпунктах, и меху спасает только то, что радары на поле боя долго не живут, а армейская авиация (которой долго над полем боя держаться и не нужно - прилетели, разбомбили, улетели) всё же нечасто появляется, особенно над всякими высокотехнологичными средствами.
IV. Износо- и ударостойкость сочленений
Выше мы сравнивали меху с вертолетом (по мощности двигателей), поскольку именно по этому параметру вертолет проигрывает всем остальным видам боевой техники, хоть немного схожим с мехой по функциям, т.е. если уж она по этому параметру много хуже даже вертолета, то это очень, очень плохо.
Сравнивать меху с вертолетом по требованям к износо- и ударостойкости - совсем для мехи печально, т.к. вертолет вообще действует в неплохо амортизирующей среде (воздухе), на дозвуковых в этой среде скоростях (т.е. не испытывает при маневрировании ударных нагрузок), и может себе позволить уходить от огня тяжелых видов оружия (а не выдерживать его).
Т.о., по этому классу параметров меху нужно сравнивать с другими наземными машинами - тут они будут в одной категории или близко к тому.
Чем в этом отношении меха отличается от колесной или гусеничной бронемашины?
Во-первых, ясно что меха имеет намного меньший запас прочности просто по плану строения - это вытянутая конструкция с целым набором нагруженных рычагов, каждый из которых штатно, при каждом шаге, должен испытывать нагрузку, соответствующую нагрузке на ходовую часть БТР или танка при наезде на серьезное препятствие.
Во-вторых, это конструкция статически неустойчивая, и соответственно - с намного большей вероятностью попросту опрокидывающаяся в результате ошибки или повреждения. И если опрокинувшийся БТР в обычных условиях перекатится и заведомо уцелеет как конструкция (у него никаких иных вариантов практически нет - форма корпуса такая), то опрокинувшаяся в результате ошибки или повреждения меха - хлобыстнется с размаху. БТР может сделать нечто подобное только упав с высоты, а меха - на любом ровном месте, просто благодаря своей вертикальной, а не горизонтальной, вытянутости. Конечно, пилот мехи _может_, потеряв равновесие, использовать ее гибкость для переката через плечо, но ведь и водитель БТР тоже _может_ избежать опрокидывания, выровнять крен. Речь не о том, что получится, если человек с управлением справится - речь о том, что будет, когда он _не_ справится (а это именно "когда", а не "если" - у почти каждой боевой машины как минимум один такой эпизод в биографии есть, и избежать этого малореально даже для статически устойчивых конструкций). Так вот, БТР/танк в этом случае вряд ли получат фатальные повреждения, а вот меха - запросто раздолбает себе механику.
Вывод: чтобы использовать человекоподобный тип локомоции - очень желательно сначала освоить человекоподобный тип амортизации (мягкие ткани как основная масса тела, лёгкие и гибкие соединительные ткани, а также руки, способные при падении принять нагрузку при невозможности амортизировать удар перекатом). Ибо будь мы, люди, такой жёсткой конструкцией, как обычная наша техника - мы бегать по полям и лесам не решались бы, это нам бы слишком опасно было! Тут уж или гибкость/мягкость конструкции, или статическая устойчивость, а если нет ни того ни другого, то будете терять мехов быстрее, чем пилоты будут успевать их осваивать. И это еще задолго до возможности вступить в бой.
V. Cтоимость точной механики и сенсорики
Выше я указал, что механика мехи очень нагружена и по мощности, и по прочности. Но помимо этого меха требовательна еще и к точности движений. Колесной или гусеничной бронемашине плевать, если она чуток не вписалась в дорожную разметку, а контролировать шаг им вовсе не нужно за отсутствием такового. Если дорогу перегораживает какое-нибудь типичное мелкое препятствие вроде россыпи булыжников, поваленного столба или дохлого ишака - танку или бронемашине это глубоко по барабану, они их просто переедут. От мехи требуется намного больше. В первую очередь сразу отметим, что на открытом пространстве двигающаяся (не ползком) меха - легкозаметная уязвимая мишень, поэтому двигаться им нужно преимущественно в сильно пересеченной местности (лучше всего - лес с густым покровом и помещения сплошной застройки). Но в таких местах нужно в бою внимательно смотреть куда ставишь ноги - и ставить их _аккуратно_. Да, за счёт этого способа движения меха и способна двигаться в глухой пересеченке, принципиально недоступной или крайне неудобной для обычной техники, но это требует _точной_ моторики, а без таковой меха не способна долго безаварийно передвигаться даже по легкопроходимым для колесной техники участкам. Мехе нельзя оступаться на камнях и бревнах, оскальзываться на льду и в грязи, проваливаться в ямы, проемы и люки - слишком велик у нее риск поломки при неудачном падении (в отличие от танка или БТРа, которые при неточном движении на марше почти никогда не имеют серьезных шансов разбиться). Иными словами, в пару к человеческому управлению мехе нужна еще и человеческая точность работы "приводов", вместе с человеческой же кинестетикой, т.е. сетью датчиков, обеспечивающих столь же точную динамическую обратную связь.
Разумеется, еще большую точность должны иметь приводы наведения пушки (или что там будет основным вооружением, если оно не будет предназначено исключительно для управляемых боеприпасов; последнее для пехотной манеры боя малоосмысленно: делать такую дорогущую штуку на роль снайпера или переносчика ПТУР - это что-то за рамками добра и зла).
Конечно, многие компоненты всего этого счастья в будущем могут резко подешеветь - так же, как непредсказуемо резко подешевела всяческая микроэлектроника (причём не только вычислительная часть, но и сенсорная - радио, оптика и даже тактильная - тач-поверхности). Но прежде чем на это рассчитывать - нужно показать причины для такого подешевения. Для каких целей будут развернуты массовая разработка и производство таких компонент, _прежде_ чем это сделает оправданной разработку и производство боевой мехи? Я пока-что вижу только один вариант: это чрезвычайно гуманистично-социально ориентированное общество, взявшее на себя обязанность обеспечить полноценную подвижность всей массе инвалидов, несмотря на их катастрофически низкую платежеспособность. (Правда, такие гуманные общества заведомо очень не любят ввязываться в вооруженные конфликты, но, конечно, втянуть можно и против воли.)
VI. Основные угрозы и степень уязвимости к ним
VI-A. Лёгкие силы
Очевидно (и выше уже расписано), что меха вообще имеет какие-то осмысленные ниши для действий в основном в закрытой, пересеченной местности, изобилующей сплошными масками и препятствующей действиям более тяжелой техники. Т.о., первым противником, с которым меха должна сталкиваться, являются лёгкие силы: пехота (регулярная и/или иррегулярная) и лёгкие дроны (наземные и/или воздушные).
Очевидно, что если легкие дроны окажутся способны без особых трудностей передвигаться и опознавать цели в такой местности, то мехи изначально потеряют всякий смысл: зачем городить такие сложности и неприятности с человеческой тушкой, если ее можно из концепции просто выкинуть? Т.е. меха имеет смысл лишь в том случае, если дроны сталкиваются в такой местности с серьезными трудностями. Если сама меха имеет приемлемую стоимость, то при этом сложно представить, что эти трудности лежат в чисто механической области, а значит остается лишь исходить из того, что меха появилась в то время, когда мозги и сенсоры дронов всё еще недостаточно хороши для ориентации в зеленке (лесу, зарослях) и хаотичной застройке. Итак, вероятностью встречи мехи (в смысле обнаружения одного другим) с высокоподвижным наземным или низколетящим дроном можно пренебречь до тех пор, пока она не выходит из своих родных чащоб и трущоб.
Получаем первый ясно очерченный класс угроз: обнаружение человеками (солдатами, партизанами, бандитами, населением с мобилками) или лёгкими патрульными воздушными дронами (военными, полицейскими, любительскими) с последующим попаданием под огонь стрелкового оружия, противотанкового оружия пехоты и/или вооружения лёгких воздушных дронов.
Первая характерная особенность этой угрозы в том, что прилететь может откуда угодно и с почти любой дистанции от нескольких метров до нескольких километров - именно по особенностям местности и примерения мехи (пока она скрытно передвигается, прикрываясь сплошными масками - ее-то не видно, но и она имеет крайне ограниченный обзор, поэтому если уж ее обнаружили, то это может произойти и при чуть ли не любом взаимном расположении).
Вторая характерная особенность - вряд ли прилетит что-то тяжелое (для наведения тяжелого оружия по достаточно подвижной цели в закрытой сильнопересеченной местности нужно многовато времени, меха за это время с большой вероятностью опять теряется в масках), но если играем против белых людей, то с очень хорошей вероятностью может прилететь тяжелая реактивная пуля от патрульного "летающего ружья".
Можно ли эффективно защитить меху от такого огня?
Активную защиту под управлением пилота нужно сразу признать нереальной - на это просто не хватит реакции пилота.
На активную автоматическую защиту также мало надежд, ибо, как мы уже выше выяснили, уровень развития электроники (т.е. систем распознавания под пассивные средства обнаружения) должен быть слишком для этого ограничен (иначе скрипач и не нужен), а постоянно использовать активные средства обнаружения меха тоже не может (это ее безнадежно демаскирует).
Уклонение - столь же нереально: в большинстве случаев меха, как и человек, не может даже упасть на землю с ускорением больше 1g, а значит время уклонения у мехи, при всех ее двигателях, так или иначе будет по основным параметрам большим, чем у человека. Этого недостаточно даже против иррегулярной пехоты.
Остается пассивная защита. Учитывая очень напряженную конструкцию, небольшие размеры (для передвижения в лесу и зданиях - не выше 3 метров, иначе даже полуприседя упираемся башкой в потолки и ветви крон, и вся концепция теряет смысл) и всеракурсность угрозы - защита сколько-нибудь значительного объема тушки оказывается нереальной. Что же тогда прикрывать? Если меха реализована по принципу экзоскелета, то возможен лишь вариант, примерно аналогичный тяжелому бронежилету с каской. Если пилот скукожен в "животе" и подключён через нейроинтерфейс (что само по себе малореалистично при таких ограничениях на электронику), то можно попытаться сделать что-то вроде кирасы для этого кокона.
В любом случае меха оказывается очень уязвимой и неясно стоит ли вообще пытаться давать ей какую-то защиту.
Т.о., для мехи остается единственная ниша: диверсионно-разведывательные группы и спецоперации.
В случае обнаружения - рефлекторный отстрел дымовых шашек и драп галопом-прыжками в гущу чащи, пока не подстрелили. Задерживаться для ответного огня без какой-то оперативно-стратегической необходимости - это гробить дорогую машину с дорогим пилотом, причём гробить в бою с какой-то дешевкой.
VI-B. Мины, ловушки, охранные системы
Если уж мы пришли к нише диверсионно-разведывательных групп и спецназа, то статика остается второй главной угрозой.
В сравнении с классической бронетехникой у мехи намного меньше площадь следа (т.е. вероятность подорваться на нажимной мине), но для техники противопехотные нажимные мины вообще не опасны, а для мехи - очень даже опасны. В сравнении с пехотой у мехи след более площадный, а зацепить растяжку - шансы те же, что у пехоты. Так что увы, тут меха просто хуже.
В сравнении с классической бронетехникой форма мехи куда сложнее для поражения ударным ядром: из-за не очень хорошей точности этого типа боеприпасов целиться ими нужно как раз в коробочки, а не в вытянутый вверх (и передвигающийся поперек своей длины) корпус. Мины с ударным ядром просто будут по мехе изрядно мазать. Однако много ли мехе это дает? Она ведь так и так не должна ходить в местах, где стоит ожидать мин этого типа (предназначенных для бронемашин), да и подрыв такой мины, даже если она промазала - это с большой вероятностью фатальная демаскировка и, соответственно, для ниши мехи - срыв задачи.
Вероятность срабатывания акустического датчика (мины или охранной системы) под мехой, как мы выше уже разобрали, неизбежно выше чем под человеком, и вовсе не обязательно ниже чем под бронемашиной (напоминаю: если уж удалось сделать тихими мощные моторы мехи, то почему мотор колесной бронемашины оказывается громким?)
С сейсмическим датчиком - примерно то же самое.
Инфракрасные датчики охранной системы на движущуюся меху сработают намного лучше, чем на человека или какой-нибудь электроквадроцикл (см. соотв. раздел) и сравнимо с какой-нибудь БРМ.
Даже в примитивную партизанскую противопехотную яму-ловушку меха провалится отлично и с отличными шансами поломаться, и натянутый поперек тропы трос ее тоже может завалить фатально (перекат с зацепленной за тросик ногой так просто не выполнишь).
В общем, итог: не вижу ни каких-либо универсальных преимуществ, ни нишевых, если только не ввести целый ряд инженерно-фантастических допущений (см. конкретику выше).