張益銘,張云
(天津大學,天津 300072)
在技術推動和新型作戰樣式牽引下,無人地面車輛已成為各國裝備發展重點,其憑借獨特優勢,在地面軍事行動中提高了部隊作戰能力,并有效提升了兵員安全性,包括探測、排險、掃雷與破障、偵察監視和目標獲取、清除未爆炸彈藥、爆炸物處理、人身安全、后勤保障、交火、城市作戰、武器使用,以及在污染及其他不利環境中的作業等。本文在總結美、俄、德軍用無人地面車輛的發展情況基礎上,分析無人地面車輛的使用特點,研判無人地面車輛未來趨勢。
美國在無人地面車輛研發起步較早,并在多戰場中投入使用,進行驗證,積累了深厚的無人地面車輛研發和論證經驗,其典型的無人地面車輛,主要有:Dragon Runner 10、Talon“魔爪”無人車、MTRS Inc II和M160機器人。
Dragon Runner 10是一種用于巷戰的無線遙控式無人地面車輛,搭載一個前置傾斜攝像頭進行無線調制解調器回傳到主控制器,用于偵查戰術目標及戰場環境,為作戰部隊提供支援。
Talon“魔爪”無人車,旨在保護部隊和第一反應人員免受爆炸性威脅,具有耐用性、易用性、可靠性以及先進的靈活架構,可執行包括輻射、爆炸軍械處理、救援、偵察和檢測礦山、未爆炸物檢測和拆除簡易爆炸裝置等任務,支持特種武器和戰術以及憲兵行動。它還具備爬行邊坡45°斜坡、穿越水、雪、沙、拆遷廢墟及爬樓梯能力,可承受反復去污而沒有電子故障。MTRS Inc II在“魔爪”5機器人基礎上改進而成,其機械臂自由度高,操控靈活,配備的無線電系統不僅能通信,還可傳輸實時視頻和數據流,用于遂行排爆、化生放核探測等多種作戰任務。該機器人的通用化程度高,可根據部隊需求進行配置微調。
M160機器人,也被稱為MV4Do-King,是一個遠程控制,具有跟蹤掃雷功能的系統,用于清除殺傷地雷和未爆炸彈藥,采用視距內遙控,保證士兵與任何潛在的爆炸物和雷管之間的距離;M160使用帶有鏈條和小錘子的鼓輪攪動地面,挖掘深度達幾英尺,足以引爆其路徑上的任何危險物,并且具有防爆功能,防止士兵受傷;M160還提供了其他附件,如刀片和滾軸。
俄羅斯在無人作戰無人車領域起步相對較晚,但借助雄厚的技術積累,俄羅斯無人地面車輛的研發速度非???,其代表性無人車主要有平臺M、Uran-6和Uran-14。
平臺M是一個履帶式多功能作戰無人車,用于執行偵察、支助任務,可以摧毀自動或半自動控制系統中的目標,為部隊提供火力支援,巡邏并保護重要設施。該無人車可為武器提供制導,在自動和半自動控制模式下跟蹤并攻擊目標。作戰時控制人員通過便攜式操控臺,利用手柄在1500米外對其進行遠距離操作,也可通過定位裝置進行自動工作。
Uran-6無人掃雷車采用8~10mm厚的裝甲板,能有效防止在掃雷或排爆時被爆炸所產生的高速破片擊穿。車內各型電子設備都進行加固處理和防震設計,能有效防止沖擊波,防止其對這些設備造成損害。其掃雷系統結構緊湊,外觀低矮,車頭前方安裝掃雷連枷,它搭載先進的計算機和探測裝置,能夠自主識別未引爆的航彈和反坦克地雷,每小時可清除約2000m2的雷區。
Uran-14是一種專門針對具有生命危險的高危環境和交通不便地區研發的無人車系統。它與Uran-6類似,但尺寸更大,其鋼裝甲主要不是針對槍彈打擊,而是應對防爆。Uran-14車體前部仍保留有破障清障工具,還可以臨時兼職掃雷無人車任務。
德國現裝備的地面無人機器人以掃雷和排爆為主,其中最具代表性的為MV4和“任務大師”無人車。
MV4裝有2個履帶托帶輪,便于在建筑物內作業,可通過29cm高的障礙,其左右履帶拖帶輪,包含有電源補給和控制單元的鑄鋁組成的模塊設計,使車輛可以拆卸,便于進入狹窄的空間。車輛所有運動通過電纜和無線電進行遙控。該車可攜帶多種攝像機,以顯示操作區和行走曲線。圖像可以通過電纜和無線電進行傳輸,在建筑物內工作可選擇無線電頻率。
“任務大師”無人車擁有有線遙控、語音指令、伴隨行駛等多種行動模式,可靜默行駛即完全依靠電池供電行駛,有利于執行秘密任務。它的裝載平臺可分為兩部分,一部分為模塊化的Containers,可用來換裝武器平臺;一部分為任務負載區,用來裝運作戰人員的裝備、后勤補給等。配有六聯裝管式發射器,可發射戰友飛彈及加裝20mm機關炮及中型和重型反坦克導彈,用于執行多種偵察和打擊任務。
從外軍無人地面車輛發展水平來看,多國競爭、美國領先。德國在無人地面車輛環境感知技術方面、美國在無人地面車輛總體發展水平上獨占優勢,俄羅斯在無人車編組應用及部隊列裝方面全球領先。
當前外軍無人地面車輛技術發展,具有以下特征:(1)全系列發展,最大限度地滿足多種軍事任務需要;(2)尺寸系列化,結構形式多樣化,涵蓋小型、中型和大型;(3)智能技術應用不斷增多,體現在環境感知、機器學習、復雜任務執行、決策控制等方面;(4)注重機動性,具有較強的山地越野行駛性和環境適應性。
在作戰方式方面:主要用于戰場偵察、監視、通信中繼、排雷排爆、精確打擊引導、后勤運輸、伴隨保障、反恐維穩、搶險救災等各種軍事和非軍事任務;在運用方式方面:人機協同是未來最主要的運用方式,一方面,可以將無人作戰力量為先鋒,實施偵察監視、障礙排除、火力摧毀等破擊作戰體系、形成有利態勢,為后續有人作戰開辟安全走廊;另一方面,可以將有人與無人作戰力量混合編組、協同行動,以少量有人力量指揮大量無人作戰力量行動,共同遂行多樣化作戰任務,或以無人作戰力量伴隨行動,為有人作戰提供立體警戒、火力支援和物資補給等。在無人地面車輛智能程度方面:由于地面環境復雜,具有高度動態性的特點,弱人工智能技術已不能支撐無人地面車輛實施全自主模式,遠程遙控以及主從跟隨模式是陸上無人作戰車輛的主要方式。
無人戰車作戰具有無人員傷亡、突襲性強、機動速度快、作戰效益高等優點,可能實現戰場零傷亡,顯著提高系統作戰效能。從外軍無人地面車輛發展可以看出,未來無人地面車輛有以下發展趨勢。
(1)向通用化方向發展。由于無人地面車輛智能化水平很難達到完全無人程度,未來無人地面車輛與有人車輛將是相互協作、互為補充,由此實現最大效能。為提高協作效能,未來無人地面車輛在互操作性上可分成若干個等級:同軍種內同一類型無人地面車輛的互操作性,同一軍種內不同類型無人地面車輛的互操作性,聯合作戰系統的互操作性,軍用系統與民用系統的互操作性等,通過通用控制技術,使無人地面車輛在控制、通信、數據、數據鏈等方面達到更高的互操作性,提高作戰效益。(2)向車族化方向發展。早期的無人地面車輛主要以偵查、運輸為主,隨著智能化水平的提高,偵查、作戰、評估一體化趨勢更加明顯。在無人地面車輛設計時,應考慮任務載荷搭載適應性,并進行全系列產品的規劃,覆蓋該噸級系列的所有戰斗、保障等無人裝備,從而保證底盤的適用性。(3)向一體化方向發展。美軍將地面、空中、海上、水下無人裝備統稱為無人系統,并通過無人系統發展路線圖對所有的無人裝備發展進行規劃,以實現陸、海、空領域無人系統的一體化發展。無人地面車輛的發展,需要綜合考慮整個無人系統的發展需求,在作戰協同、技術協同、方向協同方面保持一致。(4)向網絡中心戰方向發展?!熬W絡中心戰”是未來發展方向,無人地面車輛作為未來作戰的一個重要組成部件,必然是整個網絡的一個節點,無人地面車輛與無人地面車輛、有人地面車輛、其他指控系統等共同構成一個網絡系統,在網絡中心的控制下發揮最大效能。