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机器战士初试人机配合

2016-12-08李浩

兵器 2016年11期
关键词:海军陆战队无人车辆

李浩

近年来,简易爆炸装置(IED)已经成为美军部队面临的最大威胁之一。那些只是执行日常后勤任务的美国陆军士兵、海军陆战队员和其他人员,也处于这些简易爆炸装置的威胁、处于以前只有在前线遇到的危险之中,补给车队也已经越来越成为遭受攻击的目标。

陆战地面军用机器人将在减少人员伤亡、提高战场效能等方面扮演越来越重要的角色。作为美军急先锋的海军陆战队,在机器人方面也投入了巨大的努力。这也可能在未来战争中带来重大的作战方式变革。

无人系统支持“分布式作战”

据美国海军协会网站2016年7月8日报道,美国海军陆战对负责军事设施与后勤的副司令官达纳中将在接受采访时表示,以前陆战队一直依赖“从舰到岸”模式来提供大量燃料、水、弹药等再补给物资,然后将它们装上车辆用于分配。现在,为了支持未来的作战规划,依靠小建制单位实施分布式作战行动,也考虑到敌人日益增长的能力,美国海军陆战队在战场上维持部队的方式将需要创新。根据美国海军陆战队在2015年发布的军事设施与后勤路线图,该军种正在推动无人平台、增材制造、“感知并响应后勤”等,以支持本军种以小型、分散的兼职单位实施作战行动,而不再采取“货如山堆”形态的后勤模式。

无人平台在所有领域都能提供全新的向战场、在战场移动货物的方式。美国海军陆战队在阿富汗使用K-MAX无人直升机运送货物,取得了良好体验和丰富经验。这类装备很适合执行向偏远、分散的地点运送货物的任务,使用户获得了巨大便利。达纳希望陆战队不但能继续利用K-MAX这样的大型无人机,也能够更多地利用中小型无人机,实现本战区补给物资当日送达。

在大型投送装备方面,他描述了一个场景:一架有人的CH-53K重型直升机携带一辆“联合轻型战术车”到战场,同时另外2架无人平台携带总重1814千克(4000磅)的、JLTV所需的弹药和其他补给品,形成一定的持续作战能力。

达纳认为海军陆战队应寻求具备与K-MAX类似能力的制式装备。从能力分散以容忍一定数量战损的角度出发,达纳不主张购买昂贵的但数量不多的多任务无人机,而是倾向于购买大量基本功能无人机,并根据需要为它们加装各种任务套件。

班用多用途装备运输车

美国陆军和海军陆战队最近几年也一直在寻求发展小型无人车,即班用多用途装备运输车,简称SMET。该车采购计划目前仍处于能力设计和发展阶段,它的主要用途是在恶劣地形上为徒步步兵运输装备和补给品。按照需求,SMET可以遥控操作,也可以采用全自主模式,能与人员保持同步,为一个9人步兵班提供保障。它可工作96小时,能够为步兵装备的电池充电,也能够携带600千克的负载。基于运输方面的需求,该车在体积上可能与洛马公司的“班组任务支援系统”无人车类似。

多用途运输型无人车

2014年10月,在美国陆军协会年会上,通用动力公司宣布将在2015年开发一款采用航空燃料的多用途运输型无人车,简称MUTT。该公司称,这是一种大型多用途无人车。2016环太平洋军演期间,美国海军陆战队第5陆战团3营的士兵展示了各种遥控无人载具和无人飞行器,其中就包括了电动型MUTT。

该车有两个电驱动装置,分别位于车体两侧,每侧各有1个电机。车上有4个大型车轮,在恶劣地形上也可拆掉轮胎,换成张紧在轮毂上的橡胶履带,以提高通过能力。换装橡胶履带的时间不会超过1小时。该车采用滑动转向系统,转弯直径为3.35米,最大速度13千米每小时,可自主运行24千米。如果把车上的推进和制导机构解锁,就可非常方便地用其他车辆牵引,最大行驶速度为13千米每小时。为了防止发生严重撞击时损坏车辆,在车的前部安装了防撞杆。MUTT最多可携带300千克的负载,车重375千克,车高1.37米,车长1.6米。车轮换成履带后,车辆自身重量会增加45千克。

由于采用的大型车轮和特殊底盘设计,该车还具备水陆两栖能力,但涉水行驶时速度和负载能力都下降到陆地上的一半。

MUTT是一种简易型无人车,尽可能少的采用新研技术,以打造出一款低风险和易于维护的装备。该车的潜在用途包括:补给、简易爆炸装置探测和处理、伤员撤离、部队防护、侦察、通信链路/中继。该车是为部署在前方的部队专门量身打造的,无需太多时间保养和维修。该车能够通过士兵需要步行通过的各种困难地形的60%-80%。该车的操纵方式很特别,从车前链轮上可以放出一根2米长的拉带,只要由一名士兵牵着这根拉带,制导系统即可自动识别士兵施加在拉带上的拉力以及角度,并相应地调整车辆的速度和方向,跟随步兵前进。该车还可以采用推车工作模式,士兵在后面推动,车辆就能自动识别并按照士兵需要的速度和方向前进。在丛林中穿行时,就适合采用这种模式。

MUTT空运时在CH-53直升机内只占据2个座椅的位置。美国海军陆战队对该车表示了极大兴趣,目前一种装有武器的车型正在接受测试。

模块化先进武装机器人系统(MAARS)

该车是奎尼蒂克北美公司“魔爪”系列无人车的最新发展型,与早期的“剑”无人车相比,其体积更大、动力更强。该车可以携带近200千克的负载,也可配备更大型的武器,如重12.25千克的M240B/G机枪或4具M203型40毫米榴弹发射器,火力打击更猛。该车可采用轮式或履带底盘。

与“剑”无人车相比,该车改进了指挥与控制性能、态势感知性能,增强了机动性、杀伤力和安全性。车上安装了改进型机械臂,上面可选连接抓爪、昼夜摄像机、破坏装置、霰弹枪等,如果安装机枪或发射器,要将机械臂拆下。该车还可安装激光告警装置、激光测距仪、危险物传感器安装架、高声信号器、货物运输架等。它拥有一个聪明的“大脑”,操作人员可为其设置允许开火和禁止开火的范围,避免向己方士兵误开火。其上加装了特殊的敌我识别系统,并配有GPS导航系统和先进的传感器,可将自己的位置显示在己方坦克、车辆和其他军用装备所配的电子地图上。目前,MAARS已被美军应用于伊拉克战场。

该车的另一个重要特点是可安装非致命武器。车上可安装使人致眩的绿色人眼安全激光,可发射40毫米非致命弹药,如豆弹、发烟弹、集束信号弹和辣椒喷雾剂等。目前对该车进行了改进,可以遵从大约40个语音命令,包括停止、转弯、目标瞄准等。美国陆军早在2012年就在布拉格堡对该车的射击能力以及光学和瞄准能力进行了评估试验,这有利于陆战队的采用。

根据美国反恐技术保障办公室下属的爆炸物处理/低强度冲突项目办公室授予的合同,首辆MAARS无人车在2008年上半年交付美军。美国海军陆战队也购买了2辆,用于进行作战评估试验。

目前,美国海军陆战队正在位于加利福利亚州的彭德尔顿军事训练营积极测试配备了传感器和摄像机的机器人系统MAARS。之后,他们还将前往南加州进行实弹演练。MAARS除了能战斗,还可以拖着受伤的海军陆战队员从战场上离开。当然,MAARS也有一些方面受到限制。首先,它不是完全自动操作的,士兵需要手动为其装填弹药;其次,它的越野能力有限,可能在崎岖地形上止步不前。

TerraMAX无人车

不论是美国陆军还是海军陆战队,都表示希望能够将现役的战术轮式车辆,尤其是重型和中型车辆转换成无人驾驶地面车辆。其目的很简单,就是减少士兵面临威胁的可能性。因此,奥什科什防务公司正在开发被称为TerraMax的无人驾驶地面车辆技术。

奥什科什防务公司在6×6型中型战术卡车的基础上,研制出了多种型号的TerraMax无人车。其中一辆6×6型曾参加了美国国防高级研究计划局的两届无人车挑战赛,并分别完成了281千米和241千米的自主行驶里程。该公司的一款缩小版的4×4无人车参加了2007年的无人车城市挑战赛。据该协议,该公司与美国陆军展开了为期3年的合作,并将运输主动安全技术替代系统安装到一辆TerraMax无人车上。该计划的目标是研发出能够导航和执行运输任务的导引车,同时引导车还要将路线信息传输给另一辆无人跟随车。车辆必须在有人、动物、车辆和其他障碍物的环境及战术环境中安全地以一定速度实现近自主驾驶。

2009年3月,该公司利用一辆TerraMax无人车对其研发的自主驾驶技术进行完善。其无人驾驶系统曾被集成到美国海军陆战队的中型战术替代型卡车上,命名为“货运无人地面车”。这个项目2010年6月启动。首车从2012年7月24日至8月5日参加了海军陆战队空地特遣部队作战有限目标实验。在实验中,陆战队员在指挥控制车上对其进行操控,并能够在夜间灯火管制或崎岖地形上引导它行进。2014年5月,奥什科什公司宣布已经将TerraMax技术组件集成到了防地雷反伏击全地形车上,用于演示道路清理能力。

TerraMax自主控制装置和传感器适用于各种有人车辆。它由观察系统、光探测和测距传感器、GPS/惯性测量装置、导航计算机以及制动、转向和变速控制装置等组成。它运行模式包括完全自主和半自主。采用完全自主模式时,车队任何位置中的车辆能够执行预先确定的任务。采用半自主模式时,无人驾驶车辆按照带领-跟随的角色运行。操作人员也可以远程遥控车辆。半自助模式的特点之一是可以进行一对多的控制,也就是可以让一辆有人驾驶车辆领头,后面跟随的3辆或者4辆车可以是无人驾驶车辆。

“角斗士”战术无人车

“角斗士”是一种以侦察和运输为主的无人战斗车辆,由美国海事研究局和国防高级研究计划局投资,洛克希德-马丁公司和卡耐基-梅隆大学实验室研究制造,主要供美国海军陆战队使用。“角斗士”主要包括履带式和六轮式两种,基本配置为车长1.78米、车宽1.12米、车高1.35米。单价15万美元,战斗全重取决于配置,从730千克到1000千克不等。底盘采用混合动力装置,可以连续工作24小时。它的公路最大行驶速度为每小时26千米,越野最大行驶速度为每小时12千米。能越过宽1米的壕沟和深70厘米的水障,具有极强的越野能力。“角斗士”可以由“悍马”车或V-22“鱼鹰”倾转旋翼机运输。

“角斗士”是一种遥控/半主动的地面车辆,可以在全天候、全地形执行侦察、核生化武器探测、突破障碍、反狙击手和直接射击等任务。“角斗士”的优势在于具有很强的装甲防护,能够承受7.62毫米以下轻武器子弹的攻击,即使身中数弹仍能照常执行任务。由于需要执行多种任务,因此它“武装到了牙齿”,装备了昼夜摄像机、生化武器探测系统、M249班用机枪或M240G中口径机枪。车上还安装有烟幕弹发射装置、货箱和其他设备。该车由手持式彩屏遥控器和头盔显示器控制,操作距离可以达到4千米。

2007年,“角斗士”正式装备海军陆战队,如今已经列装超过200辆。“角斗士”被称为世界上第一种多用途作战机器人,随着伊拉克战争的结束,“角斗士”停止了生产。但洛-马公司并没有放弃,正在积极完善“角斗士”的自主性能和智能水平,增强其敌我识别能力,保障对它的完全控制,期待着美军重新开始订货的时刻。

除了无人系统本身,美国海军陆战队曾研究过利用单一控制器操作多套无人系统的潜力。他们使用奎奈蒂克北美公司的战术机器人控制器,来同时控制“乌鸦”无人机、MAARS无人车和“龙行者”无人车。这种控制器极大地简化了无人系统的操作。奎奈蒂克北美公司正在继续扩展其能力,使之能够控制最多13套不同的系统。通用控制器需采用开放式体系架构,以能够与各种地面无人系统进行联系。但可靠性和安全性是个大问题。为保证地面无人系统不会成为黑客的“猎物”,美国陆军在此方面已经进行了多次尝试,这一直是个重大挑战。

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