一米阳光——机甲的技术原理性可行性分析
前言
本文仅讨论现实的近未来背景下基于现代科学技术理论发展实用作战用机甲的可行性，所以整个分析过程遵守已知科学技术理论（含科学假说）和战术装备发展原则，各路ACG机甲党、电影机甲党、文青机甲党、中二机甲党请绕道。
本文将在对机甲、兵器等关键词进行简单阐述后，以归类分析和比较分析法的方式对已知的若干种典型机甲设定进行分析比较，逐步筛选出具有相对的现实合理性和可行性的机甲，整个分析过程中会出现各种由现实世界的技术理论和技术产品组成的论据，以及各种基于数理逻辑的比较分析评判过程，各路ACG黑科技流、初中/小学生组、行为艺术家等请慎重阅读，如有不适反应请尽早右上，笔者将不对深入阅读本文可能出现的毁三观、灭梦想、残童年、破设定等等不良后果承担任何责任。当然，笔者在行文过程中也会尽量做到言简意赅通俗易懂。
一 基本定义解析（一） 何为“机甲”
“机甲”一词源自二战日军对装甲机动载具（比如坦克装甲车车辆等）的称呼，而当前我们通常提及的“机甲”则是对来自机战动漫和影视作品的有别于传统坦克装甲车辆的轮/履带式行走结构的各种步行机动战斗兵器的泛用称谓，这其中细节顶置贴说得很细，就不废话了。本文出于技术原理、装备任务定位和性质差异以及排除不必要的争议和分歧等考虑，首先对文中将要讨论的“机甲”及相关对象进行定义和分类（和顶置分类会有些差别）。
（1）外骨骼/动力装甲
动力外骨骼（Powered exoskeleton，后文简称PE）及其武装装甲版本——动力装甲（Power Armor，后文简称PA）的技术原理是通过人体之外的动力输出（电力或内燃机等）和相应的机械部件来分担使用者的负重和增强体能效果（如力量、速度、耐力等），其在军用领域本质上就是能够提供助力的一体化单兵装具。笔者认为动力装甲和机甲最根本的区别就在于前者并不承担使用者的重量（也就不存在驾驶的概念），而后者的载荷包括使用者的重量（使用者是在驾驶机甲）。基于这一差异，PA的尺寸完全基于人的体型，通常不会比人体大太多，其不含特殊部件的主体通常只比身高高出20~1000px。
显然，按照上述划分，《苹果核战记》中的那种动力甲和其他动辄2.5米以上的“动力甲”在后文都将归类为机甲。
（2）部分坦克装甲车辆
在坦克装甲车辆发展过程中，除了最常见的复数轮式车辆和双履带车辆，还先后出现了一些基于轮履行走结构的但结构组合更复杂的“异类”：
①轮履混合的半履带车，比如汉斯的SD.kfz.250系列；
②两个车身的铰接式履带全地形车，比如BV206；
③可以和轮胎互换的履带轮，比如各种悍马的“履带轮”；
④履带与轮子组合的“复合车轮”，比如DARPA发展的GXV-T概念；
⑤轮子装在活动摇臂上的，比如月球车和FCS里的无人战斗车；
⑥螺旋推进的全地形车，比如前苏联的SHN-1；
⑦多段式履带，一些小型无人车，以及halo中的“天蝎”坦克。。。
上述这些复合行走结构完全依然基于普通轮/履式行走系统的圆形滚动推进原理，而不同于机甲通常表现的步态行进原理。因此，笔者认为以上各种轮履复合行走系统的载具依然属于传统坦克装甲车辆，而非机甲，下文也将以此为前提进行讨论。此外，本文只讨论作战用机甲，想讨论工程、工业、娱乐、观赏、艺术等用途机甲的可以直接右上。
（3）机甲
作为本文主题的“机甲”，其最基本的特性可以归纳为“步行机”和“有人驾驶”。在大多数机战作品的设定里，机甲的结构、外形、尺寸等属性都千差万别，人形、兽形、双足型、多足型、组合型甚至结构变换型等等构型不一而足，但基本上都有两个共同点——都是步行载具（哪怕不止是步行）和都有驾驶舱（哪怕不一定需要驾驶员）。因此，对机甲最简单的定义就是“有人驾驶的步行机类武器搭载平台”，其他诸如形态、功能、尺寸、重量、结构、材料、动力、武器、运动性能等等参数都是基于上述定义进行的展开。
为了下文展开方便，在此对机甲的类型和特点进行一下归类。
（1）对机甲相关属性的分类
按总体构形分为：人形、反关节型、兽形、昆虫型、可变形类等。
按尺寸重量分为：轻型、中型、大型、重型和超级系。
按行走结构分为：人形双足型、反关节型、多足型、步足+轮/履混合型、步足-喷射飞行混合型等。
按上装结构分为：人形手持武器型、常规炮塔型、固定主武器型、三头六臂型等。
按动力类型分为：内燃机型、燃料电池型、核动力型、黑科技型等。
按时代背景分为：20世纪现代型、21世纪当代型、未来科幻型、黑科技型、外星/史前文明型等。
（2）几种比较典型的机甲设定
①高达。人形，20米/50吨机中型，GN太阳炉，GN光束武器与盾，黑科技型。
②VF。战机-人形，18米/30吨机中型，热核融合炉，光束武器与盾，黑科技型。
③《苹果核》的“倍增动力甲”。人形，轻型，反重力飞行，动力未知，未来科幻型。
④《全金》的系列AS。人形，8米/10吨级轻型，核聚变，当代型。
⑤《环太》的巨形机甲。人形，超级系，核聚变，未来科幻型。
⑥《钢羽》的AWT。人形+变形类，中型，动力未知，当代型。
⑦ BF2142中的机甲。双足反关节，炮塔型，动力未知，当代型。
⑧《阿凡达》的AMP/《黑客帝国》的APU。人形，4米级轻型，动力未知，当代型。
⑨《攻壳》的思考战车。多足型，3米级轻型，动力未知，当代型。
（二）何为“兵器”
所谓“兵器”，既是士兵用于作战的武器。
（1）兵器的发展原则
兵器基于武装力量的作战需求而开发，以技术和经济水平为限制条件，通常追求在满足性能要求的同时把成本压缩到最低，也就是所谓效费比或者说性价比，或者说兵器设计是以使用目的为指向，以技术能力为基础，以经济能力为保障。因此，讨论和比较各种兵器的时候，都应该将对兵器的需求（开发的必要性）、开发兵器的技术能力（开发的可行性）、采购和使用兵器的经济能力（装备的可行性）以及兵器本身的性价比（相比其他方案的主要优势）作为主要的分析因素。换个更通俗的说法——即使是技术上能够制造出来的兵器装备，如果没有实际需求的，或者性价比太低，或者太过昂贵，或者有更合适的替代者等等因素，就依然没有发展成为实用兵器的可行性。
（2）兵器的基本属性
在需求牵引、条件限制与性价比平衡的基本开发原则之下，就是兵器本身的属性，因为本文是讨论机甲的，而机甲无论如何千差万别，都没有脱离“武器搭载平台”这个基本范畴，所以这里只讨论武器搭载平台的基本属性。笔者按个人认知和理解将武器平台的基本属性归纳为：功能定位、尺寸重量级、材料构型、成本、行驶性能、载重效率、载荷有效性、可靠性、维护性、可拓展性等。显然，这些技术要素共同构成一个完整的武器平台。
①功能定位，是任何兵器存在的第一属性，因为首先要明确其基本功能和任务定位，才可能针对性的发展出相应的兵器装备。
②尺寸重量级，即指兵器的尺寸重量的大致范围，这是在明确功能定位之后跟着就需要明确的，尺寸重量级的变化直接关系到功能定位能否实现和实现的最终效果。
③动力材料构型，即指兵器实现功能定位需要的能量输出装置类型（内燃机、电池、核动力、黑科技)、各种建造材料（金属、陶瓷、塑料、纤维等...）和各功能部件的组合形式（比如人形、虫形、反关节+炮塔型、可变形型等）。
④成本包括研发、制造采购、使用、维护、配套等兵器整个服役期内所涉及的各种成本，众所周知，各种成本的综合是影响兵器装备规模和使用频率的关键因素。
⑤行驶性能，即指武器平台在搭载完整任务设备后在各种地形及气候条件下的移动速度、加速性、稳定性、通过性、敏捷性等多方面表现，这一条往往是机甲论题中最耀眼的内容。
⑥搭载效率，即指武器平台本体搭载各种任务载荷（装甲、探测器、武器、电子设备、燃料、特种设备、补给、货物）的能力，通常表现在载重量、容积、载重系数（载重÷总重）、容积率（容积÷总体积）、设备挂载点等方面。
⑦载荷有效性，即指武器平台搭载各种任务载荷后各种任务载荷的效能表现，如装甲防护分布是否合理有效、探测视场有无遮挡、武器射界是否宽广、电子设备的电磁兼容性是否良好、燃料是否安全和够用等。。。
⑧可靠性，即指兵器稳定发挥作用的能力（车容易抛锚、枪容易卡壳、部件容易松动等都是可靠性不佳的表现），对于需要满足各种恶劣环境及工况要求的兵器而言，可靠性显然至关重要。
⑨维护性，即指对兵器进行维护的便利性、经济性，在满足性能要求的前提下，显然维护越是简单、快捷、便宜越好。
⑩可拓展性，即指兵器的在满足基本性能要求的前提下按需拓展额外任务功能以及改进改型发展的能力，良好的可拓展性可以减少武器平台的种类甚至数量、提高不同装备间的通用性、减轻维护压力、压缩研发周期、提高生产制造效率、降低成本等。。。
之所以笔者将这个关于兵器的基本概念和属性放在具体分析的前面，是因为笔者发现，在众多的讨论中，兵器的基本概念和属性恰恰是最容易被忽视的。忽视基本特性的结果就是讨论内容不仅变得相当混乱，而且使讨论变得完全没有意义。当然，明确兵器开发原则和特性的另一原因是——相当部分现实机甲党对这一原则完全没有概念。
前言
本文仅讨论现实的近未来背景下基于现代科学技术理论发展实用作战用机甲的可行性，所以整个分析过程遵守已知科学技术理论（含科学假说）和战术装备发展原则，各路ACG机甲党、电影机甲党、文青机甲党、中二机甲党请绕道。
本文将在对机甲、兵器等关键词进行简单阐述后，以归类分析和比较分析法的方式对已知的若干种典型机甲设定进行分析比较，逐步筛选出具有相对的现实合理性和可行性的机甲，整个分析过程中会出现各种由现实世界的技术理论和技术产品组成的论据，以及各种基于数理逻辑的比较分析评判过程，各路ACG黑科技流、初中/小学生组、行为艺术家等请慎重阅读，如有不适反应请尽早右上，笔者将不对深入阅读本文可能出现的毁三观、灭梦想、残童年、破设定等等不良后果承担任何责任。当然，笔者在行文过程中也会尽量做到言简意赅通俗易懂。
一 基本定义解析（一） 何为“机甲”
“机甲”一词源自二战日军对装甲机动载具（比如坦克装甲车车辆等）的称呼，而当前我们通常提及的“机甲”则是对来自机战动漫和影视作品的有别于传统坦克装甲车辆的轮/履带式行走结构的各种步行机动战斗兵器的泛用称谓，这其中细节顶置贴说得很细，就不废话了。本文出于技术原理、装备任务定位和性质差异以及排除不必要的争议和分歧等考虑，首先对文中将要讨论的“机甲”及相关对象进行定义和分类（和顶置分类会有些差别）。
（1）外骨骼/动力装甲
动力外骨骼（Powered exoskeleton，后文简称PE）及其武装装甲版本——动力装甲（Power Armor，后文简称PA）的技术原理是通过人体之外的动力输出（电力或内燃机等）和相应的机械部件来分担使用者的负重和增强体能效果（如力量、速度、耐力等），其在军用领域本质上就是能够提供助力的一体化单兵装具。笔者认为动力装甲和机甲最根本的区别就在于前者并不承担使用者的重量（也就不存在驾驶的概念），而后者的载荷包括使用者的重量（使用者是在驾驶机甲）。基于这一差异，PA的尺寸完全基于人的体型，通常不会比人体大太多，其不含特殊部件的主体通常只比身高高出20~1000px。
显然，按照上述划分，《苹果核战记》中的那种动力甲和其他动辄2.5米以上的“动力甲”在后文都将归类为机甲。
（2）部分坦克装甲车辆
在坦克装甲车辆发展过程中，除了最常见的复数轮式车辆和双履带车辆，还先后出现了一些基于轮履行走结构的但结构组合更复杂的“异类”：
①轮履混合的半履带车，比如汉斯的SD.kfz.250系列；
②两个车身的铰接式履带全地形车，比如BV206；
③可以和轮胎互换的履带轮，比如各种悍马的“履带轮”；
④履带与轮子组合的“复合车轮”，比如DARPA发展的GXV-T概念；
⑤轮子装在活动摇臂上的，比如月球车和FCS里的无人战斗车；
⑥螺旋推进的全地形车，比如前苏联的SHN-1；
⑦多段式履带，一些小型无人车，以及halo中的“天蝎”坦克。。。
上述这些复合行走结构完全依然基于普通轮/履式行走系统的圆形滚动推进原理，而不同于机甲通常表现的步态行进原理。因此，笔者认为以上各种轮履复合行走系统的载具依然属于传统坦克装甲车辆，而非机甲，下文也将以此为前提进行讨论。此外，本文只讨论作战用机甲，想讨论工程、工业、娱乐、观赏、艺术等用途机甲的可以直接右上。
（3）机甲
作为本文主题的“机甲”，其最基本的特性可以归纳为“步行机”和“有人驾驶”。在大多数机战作品的设定里，机甲的结构、外形、尺寸等属性都千差万别，人形、兽形、双足型、多足型、组合型甚至结构变换型等等构型不一而足，但基本上都有两个共同点——都是步行载具（哪怕不止是步行）和都有驾驶舱（哪怕不一定需要驾驶员）。因此，对机甲最简单的定义就是“有人驾驶的步行机类武器搭载平台”，其他诸如形态、功能、尺寸、重量、结构、材料、动力、武器、运动性能等等参数都是基于上述定义进行的展开。
为了下文展开方便，在此对机甲的类型和特点进行一下归类。
（1）对机甲相关属性的分类
按总体构形分为：人形、反关节型、兽形、昆虫型、可变形类等。
按尺寸重量分为：轻型、中型、大型、重型和超级系。
按行走结构分为：人形双足型、反关节型、多足型、步足+轮/履混合型、步足-喷射飞行混合型等。
按上装结构分为：人形手持武器型、常规炮塔型、固定主武器型、三头六臂型等。
按动力类型分为：内燃机型、燃料电池型、核动力型、黑科技型等。
按时代背景分为：20世纪现代型、21世纪当代型、未来科幻型、黑科技型、外星/史前文明型等。
（2）几种比较典型的机甲设定
①高达。人形，20米/50吨机中型，GN太阳炉，GN光束武器与盾，黑科技型。
②VF。战机-人形，18米/30吨机中型，热核融合炉，光束武器与盾，黑科技型。
③《苹果核》的“倍增动力甲”。人形，轻型，反重力飞行，动力未知，未来科幻型。
④《全金》的系列AS。人形，8米/10吨级轻型，核聚变，当代型。
⑤《环太》的巨形机甲。人形，超级系，核聚变，未来科幻型。
⑥《钢羽》的AWT。人形+变形类，中型，动力未知，当代型。
⑦ BF2142中的机甲。双足反关节，炮塔型，动力未知，当代型。
⑧《阿凡达》的AMP/《黑客帝国》的APU。人形，4米级轻型，动力未知，当代型。
⑨《攻壳》的思考战车。多足型，3米级轻型，动力未知，当代型。
（二）何为“兵器”
所谓“兵器”，既是士兵用于作战的武器。
（1）兵器的发展原则
兵器基于武装力量的作战需求而开发，以技术和经济水平为限制条件，通常追求在满足性能要求的同时把成本压缩到最低，也就是所谓效费比或者说性价比，或者说兵器设计是以使用目的为指向，以技术能力为基础，以经济能力为保障。因此，讨论和比较各种兵器的时候，都应该将对兵器的需求（开发的必要性）、开发兵器的技术能力（开发的可行性）、采购和使用兵器的经济能力（装备的可行性）以及兵器本身的性价比（相比其他方案的主要优势）作为主要的分析因素。换个更通俗的说法——即使是技术上能够制造出来的兵器装备，如果没有实际需求的，或者性价比太低，或者太过昂贵，或者有更合适的替代者等等因素，就依然没有发展成为实用兵器的可行性。
（2）兵器的基本属性
在需求牵引、条件限制与性价比平衡的基本开发原则之下，就是兵器本身的属性，因为本文是讨论机甲的，而机甲无论如何千差万别，都没有脱离“武器搭载平台”这个基本范畴，所以这里只讨论武器搭载平台的基本属性。笔者按个人认知和理解将武器平台的基本属性归纳为：功能定位、尺寸重量级、材料构型、成本、行驶性能、载重效率、载荷有效性、可靠性、维护性、可拓展性等。显然，这些技术要素共同构成一个完整的武器平台。
①功能定位，是任何兵器存在的第一属性，因为首先要明确其基本功能和任务定位，才可能针对性的发展出相应的兵器装备。
②尺寸重量级，即指兵器的尺寸重量的大致范围，这是在明确功能定位之后跟着就需要明确的，尺寸重量级的变化直接关系到功能定位能否实现和实现的最终效果。
③动力材料构型，即指兵器实现功能定位需要的能量输出装置类型（内燃机、电池、核动力、黑科技)、各种建造材料（金属、陶瓷、塑料、纤维等...）和各功能部件的组合形式（比如人形、虫形、反关节+炮塔型、可变形型等）。
④成本包括研发、制造采购、使用、维护、配套等兵器整个服役期内所涉及的各种成本，众所周知，各种成本的综合是影响兵器装备规模和使用频率的关键因素。
⑤行驶性能，即指武器平台在搭载完整任务设备后在各种地形及气候条件下的移动速度、加速性、稳定性、通过性、敏捷性等多方面表现，这一条往往是机甲论题中最耀眼的内容。
⑥搭载效率，即指武器平台本体搭载各种任务载荷（装甲、探测器、武器、电子设备、燃料、特种设备、补给、货物）的能力，通常表现在载重量、容积、载重系数（载重÷总重）、容积率（容积÷总体积）、设备挂载点等方面。
⑦载荷有效性，即指武器平台搭载各种任务载荷后各种任务载荷的效能表现，如装甲防护分布是否合理有效、探测视场有无遮挡、武器射界是否宽广、电子设备的电磁兼容性是否良好、燃料是否安全和够用等。。。
⑧可靠性，即指兵器稳定发挥作用的能力（车容易抛锚、枪容易卡壳、部件容易松动等都是可靠性不佳的表现），对于需要满足各种恶劣环境及工况要求的兵器而言，可靠性显然至关重要。
⑨维护性，即指对兵器进行维护的便利性、经济性，在满足性能要求的前提下，显然维护越是简单、快捷、便宜越好。
⑩可拓展性，即指兵器的在满足基本性能要求的前提下按需拓展额外任务功能以及改进改型发展的能力，良好的可拓展性可以减少武器平台的种类甚至数量、提高不同装备间的通用性、减轻维护压力、压缩研发周期、提高生产制造效率、降低成本等。。。
之所以笔者将这个关于兵器的基本概念和属性放在具体分析的前面，是因为笔者发现，在众多的讨论中，兵器的基本概念和属性恰恰是最容易被忽视的。忽视基本特性的结果就是讨论内容不仅变得相当混乱，而且使讨论变得完全没有意义。当然，明确兵器开发原则和特性的另一原因是——相当部分现实机甲党对这一原则完全没有概念。
