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刍议外军无人地面车辆发展现状及趋势

2023-01-02张益铭张云

中国设备工程 2022年5期
关键词:互操作性外军无人

张益铭,张云

(天津大学,天津 300072)

在技术推动和新型作战样式牵引下,无人地面车辆已成为各国装备发展重点,其凭借独特优势,在地面军事行动中提高了部队作战能力,并有效提升了兵员安全性,包括探测、排险、扫雷与破障、侦察监视和目标获取、清除未爆炸弹药、爆炸物处理、人身安全、后勤保障、交火、城市作战、武器使用,以及在污染及其他不利环境中的作业等。本文在总结美、俄、德军用无人地面车辆的发展情况基础上,分析无人地面车辆的使用特点,研判无人地面车辆未来趋势。

1 外军无人地面车辆发展情况

1.1 美国

美国在无人地面车辆研发起步较早,并在多战场中投入使用,进行验证,积累了深厚的无人地面车辆研发和论证经验,其典型的无人地面车辆,主要有:Dragon Runner 10、Talon“魔爪”无人车、MTRS Inc II和M160机器人。

Dragon Runner 10是一种用于巷战的无线遥控式无人地面车辆,搭载一个前置倾斜摄像头进行无线调制解调器回传到主控制器,用于侦查战术目标及战场环境,为作战部队提供支援。

Talon“魔爪”无人车,旨在保护部队和第一反应人员免受爆炸性威胁,具有耐用性、易用性、可靠性以及先进的灵活架构,可执行包括辐射、爆炸军械处理、救援、侦察和检测矿山、未爆炸物检测和拆除简易爆炸装置等任务,支持特种武器和战术以及宪兵行动。它还具备爬行边坡45°斜坡、穿越水、雪、沙、拆迁废墟及爬楼梯能力,可承受反复去污而没有电子故障。MTRS Inc II在“魔爪”5机器人基础上改进而成,其机械臂自由度高,操控灵活,配备的无线电系统不仅能通信,还可传输实时视频和数据流,用于遂行排爆、化生放核探测等多种作战任务。该机器人的通用化程度高,可根据部队需求进行配置微调。

M160机器人,也被称为MV4Do-King,是一个远程控制,具有跟踪扫雷功能的系统,用于清除杀伤地雷和未爆炸弹药,采用视距内遥控,保证士兵与任何潜在的爆炸物和雷管之间的距离;M160使用带有链条和小锤子的鼓轮搅动地面,挖掘深度达几英尺,足以引爆其路径上的任何危险物,并且具有防爆功能,防止士兵受伤;M160还提供了其他附件,如刀片和滚轴。

1.2 俄罗斯

俄罗斯在无人作战无人车领域起步相对较晚,但借助雄厚的技术积累,俄罗斯无人地面车辆的研发速度非常快,其代表性无人车主要有平台M、Uran-6和Uran-14。

平台M是一个履带式多功能作战无人车,用于执行侦察、支助任务,可以摧毁自动或半自动控制系统中的目标,为部队提供火力支援,巡逻并保护重要设施。该无人车可为武器提供制导,在自动和半自动控制模式下跟踪并攻击目标。作战时控制人员通过便携式操控台,利用手柄在1500米外对其进行远距离操作,也可通过定位装置进行自动工作。

Uran-6无人扫雷车采用8~10mm厚的装甲板,能有效防止在扫雷或排爆时被爆炸所产生的高速破片击穿。车内各型电子设备都进行加固处理和防震设计,能有效防止冲击波,防止其对这些设备造成损害。其扫雷系统结构紧凑,外观低矮,车头前方安装扫雷连枷,它搭载先进的计算机和探测装置,能够自主识别未引爆的航弹和反坦克地雷,每小时可清除约2000m2的雷区。

Uran-14是一种专门针对具有生命危险的高危环境和交通不便地区研发的无人车系统。它与Uran-6类似,但尺寸更大,其钢装甲主要不是针对枪弹打击,而是应对防爆。Uran-14车体前部仍保留有破障清障工具,还可以临时兼职扫雷无人车任务。

1.3 德国

德国现装备的地面无人机器人以扫雷和排爆为主,其中最具代表性的为MV4和“任务大师”无人车。

MV4装有2个履带托带轮,便于在建筑物内作业,可通过29cm高的障碍,其左右履带拖带轮,包含有电源补给和控制单元的铸铝组成的模块设计,使车辆可以拆卸,便于进入狭窄的空间。车辆所有运动通过电缆和无线电进行遥控。该车可携带多种摄像机,以显示操作区和行走曲线。图像可以通过电缆和无线电进行传输,在建筑物内工作可选择无线电频率。

“任务大师”无人车拥有有线遥控、语音指令、伴随行驶等多种行动模式,可静默行驶即完全依靠电池供电行驶,有利于执行秘密任务。它的装载平台可分为两部分,一部分为模块化的Containers,可用来换装武器平台;一部分为任务负载区,用来装运作战人员的装备、后勤补给等。配有六联装管式发射器,可发射战友飞弹及加装20mm机关炮及中型和重型反坦克导弹,用于执行多种侦察和打击任务。

2 外军无人地面车辆发展特点

从外军无人地面车辆发展水平来看,多国竞争、美国领先。德国在无人地面车辆环境感知技术方面、美国在无人地面车辆总体发展水平上独占优势,俄罗斯在无人车编组应用及部队列装方面全球领先。

当前外军无人地面车辆技术发展,具有以下特征:(1)全系列发展,最大限度地满足多种军事任务需要;(2)尺寸系列化,结构形式多样化,涵盖小型、中型和大型;(3)智能技术应用不断增多,体现在环境感知、机器学习、复杂任务执行、决策控制等方面;(4)注重机动性,具有较强的山地越野行驶性和环境适应性。

在作战方式方面:主要用于战场侦察、监视、通信中继、排雷排爆、精确打击引导、后勤运输、伴随保障、反恐维稳、抢险救灾等各种军事和非军事任务;在运用方式方面:人机协同是未来最主要的运用方式,一方面,可以将无人作战力量为先锋,实施侦察监视、障碍排除、火力摧毁等破击作战体系、形成有利态势,为后续有人作战开辟安全走廊;另一方面,可以将有人与无人作战力量混合编组、协同行动,以少量有人力量指挥大量无人作战力量行动,共同遂行多样化作战任务,或以无人作战力量伴随行动,为有人作战提供立体警戒、火力支援和物资补给等。在无人地面车辆智能程度方面:由于地面环境复杂,具有高度动态性的特点,弱人工智能技术已不能支撑无人地面车辆实施全自主模式,远程遥控以及主从跟随模式是陆上无人作战车辆的主要方式。

3 发展趋势

无人战车作战具有无人员伤亡、突袭性强、机动速度快、作战效益高等优点,可能实现战场零伤亡,显著提高系统作战效能。从外军无人地面车辆发展可以看出,未来无人地面车辆有以下发展趋势。

(1)向通用化方向发展。由于无人地面车辆智能化水平很难达到完全无人程度,未来无人地面车辆与有人车辆将是相互协作、互为补充,由此实现最大效能。为提高协作效能,未来无人地面车辆在互操作性上可分成若干个等级:同军种内同一类型无人地面车辆的互操作性,同一军种内不同类型无人地面车辆的互操作性,联合作战系统的互操作性,军用系统与民用系统的互操作性等,通过通用控制技术,使无人地面车辆在控制、通信、数据、数据链等方面达到更高的互操作性,提高作战效益。(2)向车族化方向发展。早期的无人地面车辆主要以侦查、运输为主,随着智能化水平的提高,侦查、作战、评估一体化趋势更加明显。在无人地面车辆设计时,应考虑任务载荷搭载适应性,并进行全系列产品的规划,覆盖该吨级系列的所有战斗、保障等无人装备,从而保证底盘的适用性。(3)向一体化方向发展。美军将地面、空中、海上、水下无人装备统称为无人系统,并通过无人系统发展路线图对所有的无人装备发展进行规划,以实现陆、海、空领域无人系统的一体化发展。无人地面车辆的发展,需要综合考虑整个无人系统的发展需求,在作战协同、技术协同、方向协同方面保持一致。(4)向网络中心战方向发展。“网络中心战”是未来发展方向,无人地面车辆作为未来作战的一个重要组成部件,必然是整个网络的一个节点,无人地面车辆与无人地面车辆、有人地面车辆、其他指控系统等共同构成一个网络系统,在网络中心的控制下发挥最大效能。

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