美军数字化单兵防御系统的发展趋势及启示

刘玉龙，张 尉

美军数字化单兵防御系统的发展趋势及启示

刘玉龙，张 尉

数字化;单兵防御系统;战场生存;启示

美军在伊拉克战争中提出了“零死亡”目标要求。就其单兵战场防护手段来看，早在20世纪90年代，美军就开始用数字化单兵防御系统装备其士兵，以提高战场上士兵战斗力和生存力。本文简要介绍近年来美国陆军单兵的数字化装备建设发展进程、规模、成就等及其发展水平与趋势，分析其利弊，从中得到一些启示。

1 信息化是未来军队发展的重点

早在20世纪70年代末，以苏军总参谋长奥加尔科夫为代表的一批军事家就预言：信息技术在军事领域的应用必将引发一场新的革命，称其为“军事技术革命”。

从20世纪90年代信息技术运用于军事开始，外军就开始装备信息化部队的尝试，尤其是美国。从1992年开始，美国就对“信息战”进行研究，尝试运用新型作战理论指导军队建设，发展GPS通讯、情报收集、信息交流与共享，目的是提高单兵对战场“知己知彼”能力。美陆军第四机械化步兵师最早装备的“数字化”，充当了领头羊。经过科索沃、第二次海湾战争之后，也为其陆军50%以上的部队和空军70%以上部队装备了数字化装备。

2 美军数字化单兵的现有装备

美军数字化单兵的武器装备主要包括：头盔子系统、计算机和无线电子系统、防护服子系统、微气候冷却子系统以及全球卫星定位系统(GPS)等。

2.1 头盔子系统 整体式头盔系统：包括盔壳/支架装置、增强视频放大装置、头盔显示器、周围听力装置、无线电头盔控制装置、防护面具和电脑。这一系统能够提供士兵间通信、增强士兵听力、提高夜视能力、电脑图象成像、防弹及激光致盲;保护呼吸和听力系统。美军2001年为其海军陆战队各种类型的步枪上装配夜视设备，这种先进的像增强管技术，可发出红色的瞄准线，提高战斗力。美军在阿富汗战场上使用AN/PEQ-2双光束多用途激光指示器，具有目标瞄准、目标指示和目标照明功能。在战斗环境中，红外夜视仪可迅速更换镜片以适应不同任务的需要。美军的AN/PAS-13红外夜视仪，应用先进的热成像技术，可安装在步兵武器上，具有全天候侦察功能，即无论是极暗的黑夜还是能见度极差的白天，或是战场烟雾和灰尘，都不能阻挡其观察对方，视角大并具有电子放大能力，视镜内的可编程电子刻线为与各种武器配合提供了高度的兼容性。其数字视频输出端口可与数字化战场指挥系统连接，是真正的“黑夜中的眼睛”。由纳米粒子制成的激光保护头盔将成为信息中枢，备有微型电脑显示器、昼夜激光瞄准感应仪、化学及生物呼吸面罩等。

2.2 电脑子系统 也称单兵C3I子系统，能综合情报管理，可为士兵提供通信、预警、定位和防护等服务。包括夜间枪具瞄准的视频强化图像增强器，光信号转化为电信号的显示器，可收听400 m内人员讲话的听筒，全球定位系统，储有文字、图像、数据、战场态势变化等信息的单兵计算机，通信距离500～2000 m的可横向与战车、火炮、直升机等进行通信的电话。单兵C3I子系统是美陆军战术C3I的组成部分，可使单兵在近距离、静默情况下长时间监视敌人，并将敌情适时传给指挥官和其他武器系统。

2.3 防护军服子系统 使用最新材料制成，包括战斗服、防弹衣、手套、战斗靴、制冷圆领衫、承载元件等。具有防弹、防化学战剂、防火、防热核、防红外监视、防强光、抗御风雨等功能。目前美军还在研制适合于黑、白、灰色城区，沙漠色和森林色迷彩服，用以提供可迅速融入战术环境的三维外表。用于阿富汗战场的“拦截者”防弹背心，由两部分组成，战术背心由凯夫拉纤维制成，有活动的护颈，可防榴弹破片和9 mm手枪弹。另配有碳化硼陶瓷插板。未来高技术战斗服除具有隐蔽和保护功能外，还能通过技术手段极大地提高人类的体能，比如跳蹦。美军正在开发一种MKII型变色龙伪装服，这种伪装服包括美国林地型、城镇居民地型、冻土地型、实地型、雪地型、新林地型和沙漠地型等，使用新材料用激光装置缝制生产，具有融入自然背景、防红外侦察和耐磨等特性，重量轻、携带方便、穿戴快等优点，可以在恶劣气候条件下使用，具有好的隐蔽作用，很有可能成为美军和北约部队的一种单兵装备。美陆军还利用纳米技术开发军服，“纳米材料战斗服”将保护士兵免受生物与化学武器的攻击，并具有治疗伤口的功能。美军新一代信息化军服——“高速作战服”，应用纳米技术，具有通信功能，能根据环境变化调整颜色，能监视着装士兵的身体状况。军服上还嵌有生化感应仪与超微感应仪，可监视着装者的心率、血压、体内及体表多项重要指标，还可辨识体表流血部位，并使该部位周边的军服膨胀收缩，起到止血作用。由于军服具有通信功能，还可进行远程治疗。士兵伤情数据也会向战地医生的个人电脑系统发送，以便让军医确定谁优先接受治疗。军医可通过网络系统向智能军服发令，令其释放出军服自备的抗菌材料或血凝素等，给士兵进行简单治疗。军服材料中使用的是纳米太阳能电池提供能量，还具有化学保护功能，纳米粒子具有杀毒疗效，可有效分解有毒化学物。“高速作战服”除具有通信设备外，还可发挥多种功能，如进行激光瞄准射击等，主要是军服的纤维中大量掺入了利用纳米技术制造的微型装置，军服的坚韧性可以防弹，美陆军士兵系统中心(Natick)为美特种作战司令部装备了一种夜战生化防护服，该防护服采用了基于纤维素的有选择性的渗透薄膜，而不是常规的活性炭材料，比现有的防护衣轻一半。可阻挡已知所有的液体、浮质和水蒸气介质，同时透气性好，不影响排汗。该防护衣是单件外衣，用时需要增加防护面具和手套以及标准的战靴。美陆军正在研制其未来步兵军服——“理想军服”：将以一套轻型战斗被服形式呈现，内嵌个人局域网，用于健康监测并能够从无人机等平台下载战场态势感知数据，天线埋设在被服内，以减弱信号特征。“超级军服”不仅防弹，还能防生化武器、给伤口上药、给指挥官指示士兵的位置、随环境改变伪装色等，士兵的鞋子上还装备了一种超级弹性装置，能使士兵跃过高达6 m的障碍。该战斗服还有一种体液回收和过滤装置，使士兵能在缺水的情况下饮用自己的体液生存。此外，还有“适应军服”、“净化军服”、“陆地军服”、“聪明军服”、“变色军服”、“食物军服”、“纳米军服”等。这些军服具有能即时显示敌我位置、根据环境改变服装颜色、监测穿着者心率、迅速适应恶劣的地形和敌对的环境、防水、可调节内部温度、具有水净化装置、头盔前方有显示实时信息的小屏幕、在黑暗中可扫视周围的环境、可显示实时形势图、可发送电子信息与指挥官联系、贴在士兵身上可补充必需的营养、类似流动医院提高士兵的生存能力、可免受子弹或生物武器的伤害、在士兵断腿时军服可变作石膏、能释放生物武器的解毒剂，使士兵不怕生化武器的攻击等功能。恶劣天气是士兵受伤的主要原因。军服内配有人体传感器，在战场上军医可用来遥控监测士兵的心率、身体与皮肤的温度，全面监控士兵的健康状况，可以了解士兵消耗了多少能量，是否脱水或需要食物，测出士兵体内需要何种微量元素，战斗营养系统可以调控人体的微量营养成分，包括维生素、矿物质和其他人体必需的营养素，以保证士兵在高强度的战斗条件下的良好体魄。

2.4 微气候空调子系统 是独立的制冷系统，功率300 W，重4.5 kg，包括自动冷却背心、周围空气监视器、过滤器、风扇等。可提高士兵战场持久作战能力，特别是高温或严寒天气条件下的作战能力。

2.5 全球定位系统 海湾战争期间，全球定位系统(GPS)已经成为美国陆军排长、连长等的标准装备，对于特种部队进行地面战也是不可缺少的。后方司令部可以通过全球定位系统，时刻掌握在阿富汗执行任务的特种部队的位置。队员一旦面临危险，立刻就能派出救援部队。Thales通信公司向美海军提供了一种AN/PRC-148战术手提式多频带无线电内部接收设备，是为美第一海军远征军(IMEF)第一特种侦察连定做的。ASCA公司为美海军开发了水下GPS系统，用于进行搜索与救援以及对抗水雷，它包括GPS智能浮标(GIB)、便携式控制站以及32 kHz的声波发送器。2002年美军对“千年挑战2002”数字化步兵引导系统(DDLS)进行了很多改进，目前在第82空降师装备有这种系统。美国《航空周刊》报道，美空军战斗搜索与救援小组正在开发一项快速定位方法，采用如卫星通信、基于GPS导航系统和数据连接等，能准确显示幸存者位置，采用临界时间定位(TCT)过程，使得搜索和救援时间从5 h降低到1.8 h。美“海军海上系统司令部新闻网”报道，每个舰上人员身上配备有信标，一旦落水可通过舰上的人员落水指示系统(MOBI)跟踪和监视系统，进行身份识别，迅速进行营救。美国通用电力公司宣布将为美军研制专为海军陆战队员使用的海上搜索与救援的通信系统，能够迅速探测到落水人员的求救信号和精确位置。

3 美军未来数字化发展趋势

单兵武器的集成化是未来步兵武器的发展方向。单兵的进攻武器、运输工具、通讯指挥都不是彼此独立的单元，而是一个高度集成化的整体，集成化的直接后果是使单兵的战斗力大大提高。数字化装备对美军提高战斗力、打击敌人、增强自我防护和生存能力都有极大的帮助。信息化装备一直是美军方研究机构的前沿课题。

美国《陆军内情》报道，陆军夜视电子传感器部开始为城区作战高级传感器(UCASS)的项目征集研发技术。据设想，当单兵在城区或军事禁入区执行任务时，这种传感器可提供地下、地表和地上三个层次上的三维预警，打破视线限制。

美国正在研制“目标勇士”计划。该目标是在2008-2015年让士兵穿上配有高科技装备的作战服，其主要设计目标是减轻服装质量。目前在阿富汗战场作战的美军士兵平均每人负重47 kg，包括防寒服、防原子和防化学武器设备。该计划是到2008年使单兵负重降至20 kg。

在未来，士兵还可以穿上一种叫“杂交机器人”的装备，使士兵每小时可行军80 km。运输工具采用静音型混合电动引擎，此引擎可用作发电机、水泵和净化机。士兵可随身携带小型火炮或磷烟发生器。头盔使用凯夫拉尔纤维制成，其集成了夜视镜、相机、红外瞄准具、生化报警器、全球定位系统、敌我识别电子系统、无线电通讯设备，小型发动机可以使士兵升空俯瞰战场环境。

《环球时报》报道，美国Millennium Jet公司研制了一种单兵垂直起落飞行作战装备，它包括单兵飞行装置、单兵武器、数字化头盔及一部微型计算机等。飞行装置为双桨螺旋起降。士兵可以以站立位“捆绑”在这种紧凑的飞行装置上，垂直起飞，高速飞往目的地并准确着陆。其飞行速度每小时达130 km，一次携带燃料可飞行2 h。该装置噪声低，无线电和红外信号弱，不易被发现。使用这种装置可以执行侦察、城市巷战、特种突击和搜救行动等任务。

据报道，美军正在研制一种可以在1～2 d之内快速生长发芽长成食物的工程种子，士兵可以随身携带。科学家还建议，士兵吃一种工程食物，食物上有生物标记，装备有传感器的狙击手通过探测士兵的呼吸和体液散发出的生物标记，可判断敌我。目前一项即将成功的研究是在食物中添加疫苗，以保护士兵免受食道传染疾病的危害。还有人提出经过类似生物基因工程处理技术处理过的食物，可以减少食品的腐败和污染。还有研究将各种食品加工成易于携带的食品棒，含有必需的热量和营养。

据《华盛顿邮报》2002年6月报道，美国防部十分关注一种名叫“不夜神”(MODAFINIL)的药物，这种药可使士兵“不需要睡眠、能保持高度识别能力和强壮体能，使士兵将从根本上改变战争”。研究人员发现，“不夜神”能非常准确地对脑部调节神志清醒的区域发挥作用，它不会有其他兴奋剂那种严重的不良反应。但目前“不夜神”的作用机理仍不很清楚。同时美国防部也在积极寻求能造就每天24 h、连续7 d作战士兵的方法。

美国空军经过近25年的研究，开发出一个睡眠软件程序，叫“避免疲劳计划工具”软件。作战前，指挥官可以利用这一软件制订“任务时期的最佳睡眠时间表”，只要按照时间表运作，就能最大限度地发挥人体潜能。

美陆军计划于2008年为陆军装备“理想部队勇士”系统。该系统能够向在战场上的单兵提供更高的攻击和防御能力。它可以整合下一代武器、头盔内的显示装置、昼夜热能成像平台、生化传感器，能够迅速将士兵身体状况传送给战场医生的生理状况监视系统。该系统能够提高士兵的作战能力，减轻士兵的负重(不超过20.43 kg)，而在阿富汗战场上的士兵负重为43.13～47.67 kg。同时，还正在开发一种能够跟随部队上战场的机器人，为战场上的士兵提供水和武器弹药，该系统还研制出一种混合化学燃料电池，可持续供电72 h。

美国防部正在研制生产一系列“超级士兵”：一种叫“菲多”的人工鼻，能依靠在紫外线下发光的聚合物条来探测地雷;一种叫“龙眼”的小型无人侦察机，翼展长1.14 m、重2.27 kg，依靠履带移动，动作灵活，能够在各种不同的地面条件下行走自如，具有穿越各种类型的崎岖地形的能力，可以进行战场实时侦察，能代替士兵进入危险的和难以接近的地区，是进行冒险的理想工具，不用再派人冒险到现场侦察;一种名叫“派克波特”的肩背式机器人，这是美第三代探测机器人，可以深入山区实地侦察(第一代和第二代探测机器人曾用于世贸大厦废墟中的救援工作);一种叫“雷达手电筒”的雷达，能穿透墙，能够听见埋伏或倒在墙的另一头的敌人或受伤战友的微弱呼吸声，能够挫败想伏击自己的敌人或在搜寻失去知觉的战友时节省宝贵的时间。

4 存在问题

美陆军数字化部队虽然是精锐之师，但并非无懈可击，还存在以下问题。

(1)网络容易遭受攻击破坏。可通过使用各种网络病毒武器、无线电频率武器、电磁脉冲武器以及一些干扰手段，破坏网络、攻击网络节点或网络软件系统，切断网络通信，使各平台之间失去联系。

(2)信息量过大，指挥员无所适从，信号通道带宽不够用，信息剧增造成网络过分拥挤，使得极为有用的信息排队等候传输，甚至信道阻塞。

(3)对手可通过信息战手段，施放大量假信息，可使指挥员出现错判、误判、漏判现象，难以具体、真实地掌握战场情况和定下决心。

(4)过分依赖信息来源，数字化部队靠的就是信息，没有信息或不能获取一定数量能够有效利用的战场信息，就无法打仗，更无法打胜仗，只要将信息来源封死，数字化部队的所有优势就会全部落空。数字化部队获取的信息主要是声频、视频和电磁频谱信息，如果采取非正规作战方法，尽量减少声音暴露，伪装隐蔽人员及武器装备的外形，不使用或尽可能少地使用电磁频谱，那么，可供数字化部队电子、红外、激光及战场传感器等先进侦察器材探测的信息就极为有限。可通过简单落后的装备隐蔽自己，并积极寻机歼灭敌人。

(5)兵力分散。一般数字化部队担负的任务很多，作战范围也广，由于作战空间的正面和纵深比较广阔，导致兵力过于分散，这就给对方提供了各个击破的机会。

(6)数字化部队智能化程度高，官兵容易轻敌、冒进、自作主张。同时过分依赖信息，也会给官兵的主观能动性的发挥带来负面影响，甚至无法分辨信息真假，也会浪费很多有利时机。只要对方能够准确掌握美军数字化部队的部署和展开情况，辅以灵活调动、诱迫、欺骗等谋略运用，就可以集中优势兵力和火力，采取各个击破的战法，隐蔽、快速地穿插、分割、迂回、包抄、围歼等战术战胜敌人。

5 启示

“数字化”，就是以电脑为核心、以数字技术为基础的装备与指挥人员相结合，打破兵种界限，实现精干、高效的联合指挥，实现战场上的“人-机”系统的最佳组合。其优势是不言而喻的。第一，它减少了指挥层次，缩短了指挥时间，提高了指挥效能;第二，信息资源将成为各种战争资源发挥效能的保障，成为重要的战斗力;第三，作战样式不再是传统的大规模的兵力集结到前沿地带的线式作战，而是非接触式、非线式和远程化;第四，它大大提高了战场生存能力;第五，极大地提高了装备保障效率。随着信息时代的到来，数字化部队和战场的数字化趋势已不可逆转，我军必须按照信息时代战争的要求，坚定不移地走科技强军、质量建军之路，结合我军实际发展信息化武器装备，加强战场数字化建设，使我军在21世纪的战场上立于不败之地。

R821.13

B

1009-0754(2012)01-0067-04

200433 上海，第二军医大学海军医学系

张尉，电子信箱：weizh@163.com

2011-09-14)

(本文编辑：王映红)