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美军士兵系统发展综述

心得体会 时间:2022-04-21 10:10:59

  美军士兵系统的研究已历时10年左右,经过不懈的努力,现取得了很大进展。本文根据最新资料,就近年来美军士兵系统的发展,作一综合报道。

陆地勇士取得阶段成果

20世纪80年代末90年代初,美国陆军首先提出把士兵作为一个系统——一个完整的武器平台来设计单兵装备的新概念。经过士兵综合防护计划(SIPE)、士兵增强计划(SEP)等准备,1994年美国陆军雄心勃勃正式开始实施“陆地勇士(LW)”计划。

陆地勇士系统于1995年7月进入工程研制,但其初始设计质量重,体积大,性能不可靠(未通过浸水试验),功能有限,不能与其他系统连接,且价格昂贵。

该计划于1999年曾中断一段时间,同年12月进行竞争评审之后,陆军采纳伊克斯庞奈特公司提出的建议(硬件和软件都大量采用现成的商用技术),并将研制合同转交该公司。

以伊克斯庞奈特公司为首的6家公司组成联合体,制造了70套预生产型(0.6型)陆地勇士系统。其中有55套系统于2000年9月参加了联合应急部队(JCF)先进作战演习,受到使用者的肯定。

新的系统采用符合工业标准的计算机,使其成本从3.2万美元减到400美元。同样,采用符合IEEE1394防火线路连接标准的电缆,将这一部件的成本从5000美元降到100美元。新的系统生产成本预计1.5~2万美元,而原先的系统为8.5万美元或更多,而且新系统质量要轻10kg以上。

陆地勇士系统0.6型由以下5个子系统组成:

武器子系统 模块式M4卡宾枪系统装有中型和轻型热成像瞄准镜、不伤眼多功能激光器和彩色白光视频瞄准镜。不伤眼多功能激光器的作用距离为2500m,内装数字罗盘,兼有6种现用装备(测距仪、指示器、红外照明器、MILES训练装置、校枪光源和战斗识别问答器)的功能;彩色白光视频瞄准镜可在525线高分辨率电视型显示器上显示彩色图像。

一体式头盔子系统 以美军特种作战部队现用头盔为基础,头盔壳采用先进材料,比陆军现装备的头盔轻312g,并且装有创新的悬挂装置,可为光学部件提供稳定的平台。该头盔装有彩色显示器、音频装置和夜视显示器。头盔显示器作为主要的视觉信息输出装置,而且可以实现对计算机数据库的完全存取。麦克风以以色列“鲨鱼”系统为基础。装到头盔上的单目夜视镜视场为40°。

计算机/电台子系统 计算机装有手持式平板显示器、带一体化全球定位系统和惯性导航系统的通信/导航盒。计算机采用奔腾Ⅱ/166兆赫处理器(质量1.14kg),在PC-104商用硬件上运行Windows2000操作系统和主要软件,驱动士兵的头盔显示器并控制全系统。电台/全球定位装置质量0.95kg,在因特尔StrongARM处理器上运行Win dowsCE,装有全球定位系统(GPS)接收器和死角推算模块(DRM),并装有本地无线网(LAN)个人计算机卡,还可容纳用于进行声音通信的信号处理硬件。DRM装有惯性传感器,在GPS暂时收不到信号时,例如在建筑物或坑道内,可以提供位置信息。

软件子系统 主要包括通用战术图、地图显示器(可显示士兵自己和其他士兵的位置)、图解和命令系统、能源管理系统、视频图像捕捉和传输系统。所用的核心软件由一套综合商务服务程序和基础数据库处理程序组成。用户接口支持部件可以方便地进行数据传送和系统控制、在地图上标示动态、图形生成、文本编辑以及情况感知信息显示。使用者可以利用光标和屏上的“软”键进入基础文本。

地图标示组件能够显示步兵排每个成员的当前位置。地图可以被编辑以增加目标、计划路线、集合点、雷区和其他值得关注的地点。这些也能传送给步兵排的所有成员,或选定的一组接收者。

当系统正在实时显示来自安装在武器上的瞄准镜的视频图像时,数据服务程序可以提供基础文本和图形。这些视频图像也可以存储、加注释并传送给其他用户。其用途还包括用简易超级文本浏览器访问外部数据资源,例如作战手册和训练文件等。

装备陆地勇士系统的士兵能够起草和转发各种同步数据文电,包括作战命令、侦察信息、后勤报告和火力支援需求等;还可以发出紧急医疗援助呼叫。该系统能够自动生成和发送由GPS定期产生的最新位置信息,还能生成和发送可以在士兵的地图显示器上显示的草图。

在电台/全球定位装置上运行的软件提供陆地勇士主用部件和无线LAN(本地无线网,可接通步兵排的各成员)之间的通道。这一软件也控制GPS和DRM数据,它的运行不依赖主用部件,因此即使主用部件失灵,士兵仍可继续进行语音通信并传送最新位置信息。

1.8兆赫电台符合标准的IEEE802.11无线LAN规程,可进行语音和数据通信。陆地勇士系统采用新颖的多址传送组合IP模式,将步兵排内的各职位变换为他们在无线LAN中的虚拟位置。

防护服和个人装备子系统 包括“拦截者”人体护甲和其他现装备承载装置、服装及个人装备。“拦截者”是一种模块式系统,外层战术背心无防护板,质量3.86kg,可防破片和9mm枪弹。当加上可承受7.62mm普通弹冲击的防护板时,总质量增加到7.45kg。

在0.6型装置中,主要的部件由一组电池供电,每组电池1.4kg(一名士兵带2组),一次性使用的电池可工作6~8小时,可充电电池可工作12小时。

士兵的个人网线(PAN:PersonalAreaNetwork)采用模压塑料柔性电路,电路的一部分缝入模块式轻型负载装置(MOLLE)背心的织物之中,因此不像刚性的部件那样笨重,也不易被植物缠绕或挂断。整套网线包括接头质量80g,而原先的线路质量为680g。PAN也与头盔显示器的控制器和胸前鼠标器连接,并与周围的主要部件相连接。可连接到M16步枪或M4卡宾枪上。

陆地勇士系统有待进一步完善

2001年6月,美国陆军赋予伊克斯庞奈特公司后续合同,在2003年7月之前完成陆地勇士1.0型的研制工作,合同价值大约2000万美元。对1.0型的主要性能要求是:与美国陆军其他指挥与控制系统有互用性;减轻质量;用一块质量小于1kg的电池可完成12小时任务(目标是这一时间的2倍)。2000年12月发出的作战需求文件规定,初生产型的质量(包括武器和附属装备)为42.1kg(最大)或37.9kg(目标),10年后逐步减轻到30kg。同时增加完成任务的时间,在生产10年之后最终达到96小时(起点)/144小时(目标)。

1.0型的使用试验和评审计划在2003年进行,届时将作出是否生产的决定。美国陆军希望9年间购买4.7万套产品,2004财年末或更早装备第一支部队。

最初生产的两种型号为标准型(用于配发普通士兵)和领导型,后者装有SINCGARS电台、便携式键盘和手持图形显示垫(displaypad)。还计划生产其他型号发给观察员、作战工程人员和医务人员。

将依靠正在纳蒂克士兵中心进行的一系列科学技术强化陆地勇士系统。目标包括:提供不用手操作的通用战术地图显示器;士兵的通信距离超过1.3km,领导者的通信距离超过5km;一体化的像增强装置等。

与下车士兵战斗识别系统(CIDDS)的互用性可望减少士兵之间的误伤。关注的其他问题有:与目标交战时只暴露有限部位(只暴露手臂);眼睛防护装置能防激光、防弹;能够发出求救呼叫;可在有化学毒剂的环境中作战12小时;有软件病毒时发出视觉/听觉警告。

据美国陆军的计划,2006财年将对陆地勇士系统进行进一步的强化,研制出3.0型,2009年将研制出4.0型。已经提出的理想部队勇士(OFW:Ob jec tiveForceWarrior)先进技术演示计划从2008年起可以为4.0型提供改进技术。美国海军陆战队正在实施其与陆地勇士齐头并进的“一体化步兵战斗系统”计划。他们可能全部或部分采用陆地勇士系统以满足其需要。

与陆地勇士系统相配套的新步枪,即“理想单兵战斗武器”(OICW)也正在研制之中。它是双管模块式武器,可发射5.56mm动能弹和20mm高能空爆弹药。这些弹能够被编程,在特定的地点爆炸,可以有效杀伤堑壕内、汽车里、窗户后的敌人。陆军计划到2007年装备OICW。

理想部队勇士计划提出新的目标

据报道,美国陆军士兵和防生化司令部纳蒂克士兵中心已经提出一项新的士兵系统计划,即“理想部队勇士(OFW)”计划。按照该中心发布的新闻,该计划将作为陆军的“头号计划,以开发革命性的勇士方案、结构和演示样品”。这一资金充足的行动目标,是超越正在进行的陆地勇士计划取得的成果,“在士兵的杀伤力、单兵存活率、通信、能源、士兵机动性/耐力和士兵完成任务(humanperformance)方面取得革命性的进展”。

2001年10月OFW开始启动。2002财年的中后期可能会按计划发布OFW方案征求书。目标之一是在保持单兵现有杀伤力水平并加强小组杀伤力(特别是在城区和复杂地形作战的杀伤力)的同时,减轻武器和弹药的质量50%以上。采用的武器可能是直射武器,也可能是独立迫击炮系统(autonomousmortarsystem)。能够使这些目标得以实现的技术有:先进材料(陶瓷、合成材料和电织物)、机器人、无外壳包装(caselesspackaging)、微型红外寻的器、热压(thermobaric)或双装药战斗部。

基本的陆地勇士系统(1.0型)将作为OFW计划的基础,该计划将努力取得超越陆地勇士的重大进展。在某些情况下,很可能会致力于一些原先为陆地勇士计划设想的但由于受该计划资金和时间限制难以实现的方案。OFW计划取得的突破也可能作为中间插入技术用到陆地勇士计划中。

OFW计划的主要目标包括:

研制新的单兵武器 设想中的新武器将具有非瞄准线(non-line-of-sight)射击能力、确定目标和将实际射击的责任从班内的一个战士转交给另一个战士的能力。这种目标转交能力包括提供包含所有可射击目标的公用图像,并能标示出班内处于打击该目标最好位置的射手,这样既有利于防止不必要的弹药消耗,又有利于给小部队所有成员分派交战任务。

新武器在城区和复杂地形应当具有强化作用—规模可变作用(scalableeffects)。像理想单兵战斗武器(OICW)一样,这种武器将既能够发射5.56mm北约标准弹,又可以发射20mm空爆杀伤弹药。但是希望在步兵班内有不同于OICW的武器。下一代的单兵武器可能是一种多口径系统。通过改进OICW使用的弹药,或者为参与竞争而研制的新系统使用的弹药,实现OFW武器的“规模可变作用”。

在OFW竞赛期间,减轻电池负荷是各小组面临的主要挑战之一。该计划期望找到能够提供能源的混合装置,例如燃料电池,还有可充电电池组,这样单兵在战场上就可以方便地补充电能了。

还没有决定OFW计划是否包括新的班组武器。正在考虑是否可能研制某种能安装到自动机器人式车辆上的武器系统供班一级使用,这种武器也许是迫击炮或者是大口径直射武器,这也是班组武器的一种选择。如果选择这一方案,陆军正在进行的“机器人式跟随者(RoboticFollower)”先期技术演示中的“RuckCarrier”(跟随搬运者)变型装置,就可为将来的工作提供帮助。

全面防护 该计划寻求全面防护。这包括力图减轻防护系统的质量,减少防护层数。可能采用质量轻得多的新防弹材料,还可能使防护系统具有更好的伪装功能,也许该防护系统本身就是有效的伪装系统。

使防化学和防生物战剂的装备得到实质性的改进,是OFW计划努力达到的另一个目标。该计划将寻找“一体化的防化和防生物装备”,而不是现用的多层叠加的防护。头盔具有“紧闭”功能,以保护呼吸系统。制服本身具有所需要的防护能力,而不需要增加另外的防护层。

OFW将考虑在基本制服中加入一体化的生理学传感器。这些装置“将使评估士兵的能力——他们是否正趋于脱水或者极度紧张——成为可能。这些装置也使战地卫生人员能够远距离进行伤病员鉴别分类”。该计划也将考虑利用在被击穿时可自动收缩的智能纤维压住伤口,使制服本身具有进行“即时受伤护理”能力。美国陆军研究人员还关注通过改进轻型微气候调节装置,使制服为穿戴者提供热管理功能,即在冷天供热,热天供冷。

除了为穿戴者提供防护并使其穿戴舒适之外,OFW制服和将要装备未来勇士的其他装备品一样,是为士兵尽可能圆满完成任务而设计的系统的一部分。这种理想的制服和装备系统将以本能方式起作用,某些高技术部件甚至可能具有训练能力。例如,如果士兵总是以一种特别的方式做某件事,在高度紧张的交战期间,他所穿的和所带的东西将会预先有倾向地相应作出反应。也考虑用适当的模块系统来适应任务的改变和不同类别的士兵。

此外,该计划还关注无论在何种情况下,当OFW系统的部件能源不足或因某种原因开始失效时,该部件仍然具备可以接受的性能水平,即使该系统的电子装置被损坏,该系统仍然能够使用,即所谓的“完美降级”。◆

(编辑/樵 夫)

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