李浩
近年來(lái),簡(jiǎn)易爆炸裝置(IED)已經(jīng)成為美軍部隊(duì)面臨的最大威脅之一。那些只是執(zhí)行日常后勤任務(wù)的美國(guó)陸軍士兵、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員和其他人員,也處于這些簡(jiǎn)易爆炸裝置的威脅、處于以前只有在前線遇到的危險(xiǎn)之中,補(bǔ)給車隊(duì)也已經(jīng)越來(lái)越成為遭受攻擊的目標(biāo)。
陸戰(zhàn)地面軍用機(jī)器人將在減少人員傷亡、提高戰(zhàn)場(chǎng)效能等方面扮演越來(lái)越重要的角色。作為美軍急先鋒的海軍陸戰(zhàn)隊(duì),在機(jī)器人方面也投入了巨大的努力。這也可能在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中帶來(lái)重大的作戰(zhàn)方式變革。
無(wú)人系統(tǒng)支持“分布式作戰(zhàn)”
據(jù)美國(guó)海軍協(xié)會(huì)網(wǎng)站2016年7月8日?qǐng)?bào)道,美國(guó)海軍陸戰(zhàn)對(duì)負(fù)責(zé)軍事設(shè)施與后勤的副司令官達(dá)納中將在接受采訪時(shí)表示,以前陸戰(zhàn)隊(duì)一直依賴“從艦到岸”模式來(lái)提供大量燃料、水、彈藥等再補(bǔ)給物資,然后將它們裝上車輛用于分配?,F(xiàn)在,為了支持未來(lái)的作戰(zhàn)規(guī)劃,依靠小建制單位實(shí)施分布式作戰(zhàn)行動(dòng),也考慮到敵人日益增長(zhǎng)的能力,美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在戰(zhàn)場(chǎng)上維持部隊(duì)的方式將需要?jiǎng)?chuàng)新。根據(jù)美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在2015年發(fā)布的軍事設(shè)施與后勤路線圖,該軍種正在推動(dòng)無(wú)人平臺(tái)、增材制造、“感知并響應(yīng)后勤”等,以支持本軍種以小型、分散的兼職單位實(shí)施作戰(zhàn)行動(dòng),而不再采取“貨如山堆”形態(tài)的后勤模式。
無(wú)人平臺(tái)在所有領(lǐng)域都能提供全新的向戰(zhàn)場(chǎng)、在戰(zhàn)場(chǎng)移動(dòng)貨物的方式。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在阿富汗使用K-MAX無(wú)人直升機(jī)運(yùn)送貨物,取得了良好體驗(yàn)和豐富經(jīng)驗(yàn)。這類裝備很適合執(zhí)行向偏遠(yuǎn)、分散的地點(diǎn)運(yùn)送貨物的任務(wù),使用戶獲得了巨大便利。達(dá)納希望陸戰(zhàn)隊(duì)不但能繼續(xù)利用K-MAX這樣的大型無(wú)人機(jī),也能夠更多地利用中小型無(wú)人機(jī),實(shí)現(xiàn)本戰(zhàn)區(qū)補(bǔ)給物資當(dāng)日送達(dá)。
在大型投送裝備方面,他描述了一個(gè)場(chǎng)景:一架有人的CH-53K重型直升機(jī)攜帶一輛“聯(lián)合輕型戰(zhàn)術(shù)車”到戰(zhàn)場(chǎng),同時(shí)另外2架無(wú)人平臺(tái)攜帶總重1814千克(4000磅)的、JLTV所需的彈藥和其他補(bǔ)給品,形成一定的持續(xù)作戰(zhàn)能力。
達(dá)納認(rèn)為海軍陸戰(zhàn)隊(duì)?wèi)?yīng)尋求具備與K-MAX類似能力的制式裝備。從能力分散以容忍一定數(shù)量戰(zhàn)損的角度出發(fā),達(dá)納不主張購(gòu)買昂貴的但數(shù)量不多的多任務(wù)無(wú)人機(jī),而是傾向于購(gòu)買大量基本功能無(wú)人機(jī),并根據(jù)需要為它們加裝各種任務(wù)套件。
班用多用途裝備運(yùn)輸車
美國(guó)陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)最近幾年也一直在尋求發(fā)展小型無(wú)人車,即班用多用途裝備運(yùn)輸車,簡(jiǎn)稱SMET。該車采購(gòu)計(jì)劃目前仍處于能力設(shè)計(jì)和發(fā)展階段,它的主要用途是在惡劣地形上為徒步步兵運(yùn)輸裝備和補(bǔ)給品。按照需求,SMET可以遙控操作,也可以采用全自主模式,能與人員保持同步,為一個(gè)9人步兵班提供保障。它可工作96小時(shí),能夠?yàn)椴奖b備的電池充電,也能夠攜帶600千克的負(fù)載?;谶\(yùn)輸方面的需求,該車在體積上可能與洛馬公司的“班組任務(wù)支援系統(tǒng)”無(wú)人車類似。
多用途運(yùn)輸型無(wú)人車
2014年10月,在美國(guó)陸軍協(xié)會(huì)年會(huì)上,通用動(dòng)力公司宣布將在2015年開發(fā)一款采用航空燃料的多用途運(yùn)輸型無(wú)人車,簡(jiǎn)稱MUTT。該公司稱,這是一種大型多用途無(wú)人車。2016環(huán)太平洋軍演期間,美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)第5陸戰(zhàn)團(tuán)3營(yíng)的士兵展示了各種遙控?zé)o人載具和無(wú)人飛行器,其中就包括了電動(dòng)型MUTT。
該車有兩個(gè)電驅(qū)動(dòng)裝置,分別位于車體兩側(cè),每側(cè)各有1個(gè)電機(jī)。車上有4個(gè)大型車輪,在惡劣地形上也可拆掉輪胎,換成張緊在輪轂上的橡膠履帶,以提高通過(guò)能力。換裝橡膠履帶的時(shí)間不會(huì)超過(guò)1小時(shí)。該車采用滑動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),轉(zhuǎn)彎直徑為3.35米,最大速度13千米每小時(shí),可自主運(yùn)行24千米。如果把車上的推進(jìn)和制導(dǎo)機(jī)構(gòu)解鎖,就可非常方便地用其他車輛牽引,最大行駛速度為13千米每小時(shí)。為了防止發(fā)生嚴(yán)重撞擊時(shí)損壞車輛,在車的前部安裝了防撞桿。MUTT最多可攜帶300千克的負(fù)載,車重375千克,車高1.37米,車長(zhǎng)1.6米。車輪換成履帶后,車輛自身重量會(huì)增加45千克。
由于采用的大型車輪和特殊底盤設(shè)計(jì),該車還具備水陸兩棲能力,但涉水行駛時(shí)速度和負(fù)載能力都下降到陸地上的一半。
MUTT是一種簡(jiǎn)易型無(wú)人車,盡可能少的采用新研技術(shù),以打造出一款低風(fēng)險(xiǎn)和易于維護(hù)的裝備。該車的潛在用途包括:補(bǔ)給、簡(jiǎn)易爆炸裝置探測(cè)和處理、傷員撤離、部隊(duì)防護(hù)、偵察、通信鏈路/中繼。該車是為部署在前方的部隊(duì)專門量身打造的,無(wú)需太多時(shí)間保養(yǎng)和維修。該車能夠通過(guò)士兵需要步行通過(guò)的各種困難地形的60%-80%。該車的操縱方式很特別,從車前鏈輪上可以放出一根2米長(zhǎng)的拉帶,只要由一名士兵牽著這根拉帶,制導(dǎo)系統(tǒng)即可自動(dòng)識(shí)別士兵施加在拉帶上的拉力以及角度,并相應(yīng)地調(diào)整車輛的速度和方向,跟隨步兵前進(jìn)。該車還可以采用推車工作模式,士兵在后面推動(dòng),車輛就能自動(dòng)識(shí)別并按照士兵需要的速度和方向前進(jìn)。在叢林中穿行時(shí),就適合采用這種模式。
MUTT空運(yùn)時(shí)在CH-53直升機(jī)內(nèi)只占據(jù)2個(gè)座椅的位置。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)對(duì)該車表示了極大興趣,目前一種裝有武器的車型正在接受測(cè)試。
模塊化先進(jìn)武裝機(jī)器人系統(tǒng)(MAARS)
該車是奎尼蒂克北美公司“魔爪”系列無(wú)人車的最新發(fā)展型,與早期的“劍”無(wú)人車相比,其體積更大、動(dòng)力更強(qiáng)。該車可以攜帶近200千克的負(fù)載,也可配備更大型的武器,如重12.25千克的M240B/G機(jī)槍或4具M(jìn)203型40毫米榴彈發(fā)射器,火力打擊更猛。該車可采用輪式或履帶底盤。
與“劍”無(wú)人車相比,該車改進(jìn)了指揮與控制性能、態(tài)勢(shì)感知性能,增強(qiáng)了機(jī)動(dòng)性、殺傷力和安全性。車上安裝了改進(jìn)型機(jī)械臂,上面可選連接抓爪、晝夜攝像機(jī)、破壞裝置、霰彈槍等,如果安裝機(jī)槍或發(fā)射器,要將機(jī)械臂拆下。該車還可安裝激光告警裝置、激光測(cè)距儀、危險(xiǎn)物傳感器安裝架、高聲信號(hào)器、貨物運(yùn)輸架等。它擁有一個(gè)聰明的“大腦”,操作人員可為其設(shè)置允許開火和禁止開火的范圍,避免向己方士兵誤開火。其上加裝了特殊的敵我識(shí)別系統(tǒng),并配有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和先進(jìn)的傳感器,可將自己的位置顯示在己方坦克、車輛和其他軍用裝備所配的電子地圖上。目前,MAARS已被美軍應(yīng)用于伊拉克戰(zhàn)場(chǎng)。
該車的另一個(gè)重要特點(diǎn)是可安裝非致命武器。車上可安裝使人致眩的綠色人眼安全激光,可發(fā)射40毫米非致命彈藥,如豆彈、發(fā)煙彈、集束信號(hào)彈和辣椒噴霧劑等。目前對(duì)該車進(jìn)行了改進(jìn),可以遵從大約40個(gè)語(yǔ)音命令,包括停止、轉(zhuǎn)彎、目標(biāo)瞄準(zhǔn)等。美國(guó)陸軍早在2012年就在布拉格堡對(duì)該車的射擊能力以及光學(xué)和瞄準(zhǔn)能力進(jìn)行了評(píng)估試驗(yàn),這有利于陸戰(zhàn)隊(duì)的采用。
根據(jù)美國(guó)反恐技術(shù)保障辦公室下屬的爆炸物處理/低強(qiáng)度沖突項(xiàng)目辦公室授予的合同,首輛MAARS無(wú)人車在2008年上半年交付美軍。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)也購(gòu)買了2輛,用于進(jìn)行作戰(zhàn)評(píng)估試驗(yàn)。
目前,美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)正在位于加利福利亞州的彭德爾頓軍事訓(xùn)練營(yíng)積極測(cè)試配備了傳感器和攝像機(jī)的機(jī)器人系統(tǒng)MAARS。之后,他們還將前往南加州進(jìn)行實(shí)彈演練。MAARS除了能戰(zhàn)斗,還可以拖著受傷的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員從戰(zhàn)場(chǎng)上離開。當(dāng)然,MAARS也有一些方面受到限制。首先,它不是完全自動(dòng)操作的,士兵需要手動(dòng)為其裝填彈藥;其次,它的越野能力有限,可能在崎嶇地形上止步不前。
TerraMAX無(wú)人車
不論是美國(guó)陸軍還是海軍陸戰(zhàn)隊(duì),都表示希望能夠?qū)F(xiàn)役的戰(zhàn)術(shù)輪式車輛,尤其是重型和中型車輛轉(zhuǎn)換成無(wú)人駕駛地面車輛。其目的很簡(jiǎn)單,就是減少士兵面臨威脅的可能性。因此,奧什科什防務(wù)公司正在開發(fā)被稱為TerraMax的無(wú)人駕駛地面車輛技術(shù)。
奧什科什防務(wù)公司在6×6型中型戰(zhàn)術(shù)卡車的基礎(chǔ)上,研制出了多種型號(hào)的TerraMax無(wú)人車。其中一輛6×6型曾參加了美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的兩屆無(wú)人車挑戰(zhàn)賽,并分別完成了281千米和241千米的自主行駛里程。該公司的一款縮小版的4×4無(wú)人車參加了2007年的無(wú)人車城市挑戰(zhàn)賽。據(jù)該協(xié)議,該公司與美國(guó)陸軍展開了為期3年的合作,并將運(yùn)輸主動(dòng)安全技術(shù)替代系統(tǒng)安裝到一輛TerraMax無(wú)人車上。該計(jì)劃的目標(biāo)是研發(fā)出能夠?qū)Ш胶蛨?zhí)行運(yùn)輸任務(wù)的導(dǎo)引車,同時(shí)引導(dǎo)車還要將路線信息傳輸給另一輛無(wú)人跟隨車。車輛必須在有人、動(dòng)物、車輛和其他障礙物的環(huán)境及戰(zhàn)術(shù)環(huán)境中安全地以一定速度實(shí)現(xiàn)近自主駕駛。
2009年3月,該公司利用一輛TerraMax無(wú)人車對(duì)其研發(fā)的自主駕駛技術(shù)進(jìn)行完善。其無(wú)人駕駛系統(tǒng)曾被集成到美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的中型戰(zhàn)術(shù)替代型卡車上,命名為“貨運(yùn)無(wú)人地面車”。這個(gè)項(xiàng)目2010年6月啟動(dòng)。首車從2012年7月24日至8月5日參加了海軍陸戰(zhàn)隊(duì)空地特遣部隊(duì)作戰(zhàn)有限目標(biāo)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,陸戰(zhàn)隊(duì)員在指揮控制車上對(duì)其進(jìn)行操控,并能夠在夜間燈火管制或崎嶇地形上引導(dǎo)它行進(jìn)。2014年5月,奧什科什公司宣布已經(jīng)將TerraMax技術(shù)組件集成到了防地雷反伏擊全地形車上,用于演示道路清理能力。
TerraMax自主控制裝置和傳感器適用于各種有人車輛。它由觀察系統(tǒng)、光探測(cè)和測(cè)距傳感器、GPS/慣性測(cè)量裝置、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)以及制動(dòng)、轉(zhuǎn)向和變速控制裝置等組成。它運(yùn)行模式包括完全自主和半自主。采用完全自主模式時(shí),車隊(duì)任何位置中的車輛能夠執(zhí)行預(yù)先確定的任務(wù)。采用半自主模式時(shí),無(wú)人駕駛車輛按照帶領(lǐng)-跟隨的角色運(yùn)行。操作人員也可以遠(yuǎn)程遙控車輛。半自助模式的特點(diǎn)之一是可以進(jìn)行一對(duì)多的控制,也就是可以讓一輛有人駕駛車輛領(lǐng)頭,后面跟隨的3輛或者4輛車可以是無(wú)人駕駛車輛。
“角斗士”戰(zhàn)術(shù)無(wú)人車
“角斗士”是一種以偵察和運(yùn)輸為主的無(wú)人戰(zhàn)斗車輛,由美國(guó)海事研究局和國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局投資,洛克希德-馬丁公司和卡耐基-梅隆大學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究制造,主要供美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)使用?!敖嵌肥俊敝饕膸胶土喪絻煞N,基本配置為車長(zhǎng)1.78米、車寬1.12米、車高1.35米。單價(jià)15萬(wàn)美元,戰(zhàn)斗全重取決于配置,從730千克到1000千克不等。底盤采用混合動(dòng)力裝置,可以連續(xù)工作24小時(shí)。它的公路最大行駛速度為每小時(shí)26千米,越野最大行駛速度為每小時(shí)12千米。能越過(guò)寬1米的壕溝和深70厘米的水障,具有極強(qiáng)的越野能力。“角斗士”可以由“悍馬”車或V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)運(yùn)輸。
“角斗士”是一種遙控/半主動(dòng)的地面車輛,可以在全天候、全地形執(zhí)行偵察、核生化武器探測(cè)、突破障礙、反狙擊手和直接射擊等任務(wù)?!敖嵌肥俊钡膬?yōu)勢(shì)在于具有很強(qiáng)的裝甲防護(hù),能夠承受7.62毫米以下輕武器子彈的攻擊,即使身中數(shù)彈仍能照常執(zhí)行任務(wù)。由于需要執(zhí)行多種任務(wù),因此它“武裝到了牙齒”,裝備了晝夜攝像機(jī)、生化武器探測(cè)系統(tǒng)、M249班用機(jī)槍或M240G中口徑機(jī)槍。車上還安裝有煙幕彈發(fā)射裝置、貨箱和其他設(shè)備。該車由手持式彩屏遙控器和頭盔顯示器控制,操作距離可以達(dá)到4千米。
2007年,“角斗士”正式裝備海軍陸戰(zhàn)隊(duì),如今已經(jīng)列裝超過(guò)200輛?!敖嵌肥俊北环Q為世界上第一種多用途作戰(zhàn)機(jī)器人,隨著伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)的結(jié)束,“角斗士”停止了生產(chǎn)。但洛-馬公司并沒(méi)有放棄,正在積極完善“角斗士”的自主性能和智能水平,增強(qiáng)其敵我識(shí)別能力,保障對(duì)它的完全控制,期待著美軍重新開始訂貨的時(shí)刻。
除了無(wú)人系統(tǒng)本身,美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)曾研究過(guò)利用單一控制器操作多套無(wú)人系統(tǒng)的潛力。他們使用奎奈蒂克北美公司的戰(zhàn)術(shù)機(jī)器人控制器,來(lái)同時(shí)控制“烏鴉”無(wú)人機(jī)、MAARS無(wú)人車和“龍行者”無(wú)人車。這種控制器極大地簡(jiǎn)化了無(wú)人系統(tǒng)的操作。奎奈蒂克北美公司正在繼續(xù)擴(kuò)展其能力,使之能夠控制最多13套不同的系統(tǒng)。通用控制器需采用開放式體系架構(gòu),以能夠與各種地面無(wú)人系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系。但可靠性和安全性是個(gè)大問(wèn)題。為保證地面無(wú)人系統(tǒng)不會(huì)成為黑客的“獵物”,美國(guó)陸軍在此方面已經(jīng)進(jìn)行了多次嘗試,這一直是個(gè)重大挑戰(zhàn)。