Słuchawki muszą być również kompatybilne z innym sprzętem takim jak kaski, pracować w trudnych warunkach (ciepło, zimno, wilgoć i kurz) oraz integrować się z różnymi systemami komunikacji platformy.
Stare i nowe
Tak duża ilość wymagań sprawia, że trudno jest wyprodukować taktyczne zestawy słuchawkowe, które w pełni zaspokajałyby potrzeby żołnierzy, a jednocześnie nie byłyby uciążliwym elementem wyposażenia. Rynek takiego sprzętu można podzielić na tradycyjne opcje słuchawek i nowsze urządzenia douszne.
Wszystkie istniejące słuchawki telefoniczne składają się z trzech głównych elementów: dwóch telefonów z miseczką i nausznikami, połączonych zworką, która biegnie wokół głowy, co pozwala słyszeć przesyłane i opóźniać niepożądane dźwięki z zewnątrz; mikrofon z filtrem opóźniającym zbyt głośny hałas oraz kabel łączący zestaw słuchawkowy z radiem lub innym urządzeniem audio.
Urządzenia douszne wykorzystują małą wkładkę uszną, która pasuje do ucha jak komercyjne słuchawki. Jednak taki zestaw słuchawkowy zawiera również mikrofon podłączony przewodem do radiostacji na klatce piersiowej.
Matthew Hemenez z Silynx, projektant i producent słuchawek, powiedział, że rynek wciąż jest zdominowany przez słuchawki. Choć urządzenia te wciąż są udoskonalane technicznie, na przykład dzięki zaawansowanym filtrom przeciwzakłóceniowym, trudno jest sprawić, by przychodzący dźwięk był znacznie czystszy niż jest.
Jego zdaniem „poważne zmiany” zachodzą na poziomie aplikacji, a żołnierze widzą zalety urządzeń wewnątrzusznych nad wkładkami dousznymi. Uważa również, że zestawy słuchawkowe „powinny być dziś uważane za niedopuszczalne urządzenia”.
Jego argumentem jest to, że wysokie hełmy balistyczne, które są dziś oferowane żołnierzom, są specjalnie „ostrzone” do użytku ze słuchawkami, ponieważ trzeba zapewnić miejsce na telefony. Hemenez zauważył, że wojsko wraz z przemysłem zdecydowały się usunąć 25% ochrony, jaką zapewnia standardowy hełm balistyczny, aby można było używać zestawów słuchawkowych, „nie jest to rozwiązanie kompromisowe”. Przedstawiony przez niego argument. jest to, że zestawy słuchawkowe powinny być zaprojektowane dla głównej platformy, czyli kasku, a zmiany w konstrukcji kasku w celu dopasowania do zestawu słuchawkowego stanowią „częściową optymalizację”.
Zgadzam się nie zgadzam?
Producenci dotychczasowych zestawów słuchawkowych zdecydowanie nie zgadzają się z takimi argumentami. Według Erica Fallona z 3M Peltor, wkładki douszne można nosić tylko przez krótki czas, po czym stają się niewygodne i „jeśli je wyciągniesz, już trudno je włożyć z powrotem, w przeciwieństwie do słuchawek”.
Powiedział, że doświadczenie z nausznikami jest znacznie bogatsze i że siły specjalne marynarki wojennej USA i oddział Delta „ogólnie je uwielbiają”. Chociaż przyznał, że niektórzy dowódcy „bez doświadczenia” uważają, że ITS jest obiecującą drogą, widzi on jedyne możliwe zastosowanie w sytuacjach, w których potrzebne jest dużo ukrywania się, a żołnierze muszą być dyskretni.
Chris Moore z Revision Military, który wprowadził na rynek nowe urządzenie douszne Sensys ComCentr2 w 2017 r., powiedział, że urządzenia douszne to stosunkowo nowy sprzęt. US Marine Corps (ILC) zaakceptował te urządzenia liniowej makrogłębokości dopiero w 2009 roku; zakupionych ponad 40 tys. jednostek nie zostało rozmieszczonych w dywizjach.
Według Hemeneza postępy w dziedzinie produktów dousznych czynią je bardziej niezawodnymi. Powiedział, że Silynx nie wykorzystuje technologii przewodnictwa kostnego w swoich mikrofonach. Takie podejście jest stosowane od jakiegoś czasu w przypadku słuchawek dousznych, ale wymaga precyzyjnego umieszczenia wkładki w określonej części ucha, gdzie występuje chrząstka, aby można było przenosić wibracje wokalne.
Zauważył, że mogą stać się problemem dla żołnierzy, ponieważ w przypadku wysiedlenia lub usunięcia liniowca z tej strefy komunikacja zostaje przerwana. Silynx wykorzystuje mikrofon douszny jako alternatywę dla przewodnictwa kostnego. Oznacza to, że zestaw słuchawkowy można przenosić bez przerywania połączenia, a takie rozwiązanie pozwala znacznie wyraźniej słyszeć szept, co nie ma miejsca w przypadku urządzeń na przewodnictwo kostne, które mają z tym problemy.
Krytyka Hemeneza wobec słuchawek jest następująca: dodają 0,5 kg do wagi kasku; w upalną pogodę z zamkniętymi uszami jest bardzo niewygodny; i są przymocowane do hełmu, a jeśli zostaną usunięte, żołnierz pozostaje bez komunikacji. Dodał, że jeśli żołnierz nosi okulary ochronne lub gogle, to skronie za uszami mogą naruszyć szczelność wkładki i szybko obniżyć poziom ochrony przed hałasem.
W związku z tym wyzwaniem dla firm takich jak Silynx jest dostarczenie atrakcyjnego etui do używania słuchawek dousznych, ale jak dotąd reakcja wojska na to była mieszana. Hemenez uważa, że wynika to z preferencji różnych pokoleń. Starsi żołnierze, którzy tradycyjnie używali zestawów słuchawkowych, wolą te urządzenia i dlatego raczej nie wybiorą nowego sprzętu, który uznają za niewygodny.
Odniósł się do programu armii amerykańskiej z 2013 r., w ramach którego zakupiono niewielką liczbę ITE do testów z perspektywą zwiększenia zamówień na wszystkie jednostki piechoty. Hemenez zauważył jednak, że w rzeczywistości program był raczej „eksperymentalny” i po trzech miesiącach został porzucony.
Porównał tę reakcję z reakcją organów ścigania, które nie mają problemów z systemami ITE, ponieważ policja i inne osoby nie mają podobnych doświadczeń z zestawami słuchawkowymi i dlatego nie uważają, że odpowiedniki ITE są niewygodne. „Chodzi o percepcję. Kaski i zestawy słuchawkowe też są niewygodne, ale to inny rodzaj dyskomfortu.”
Moore zgodził się, że postrzeganie jest ważne i że „ludzie postępowi wykonują lepszą pracę z ITS, a ludzie, którzy nienawidzą zmian, nie chcą nawet o tym słyszeć”. Jego zdaniem, ze względu na różnice zdań, wojsko próbuje wypróbować obie opcje, aby personel mógł wybrać”.
Sprawa wszczęła się wraz z opublikowaniem dwóch próśb o informacje dotyczące aparatów słuchowych. Pierwsza z zestawu Communications Accessory Suite-Land została wydana przez wojsko w czerwcu 2017 roku, a druga w Hearing Enhancement Devices została wydana przez USMC we wrześniu 2018 roku.
Aby jak najlepiej zaspokoić potrzeby tych żądań, dostępne są opcje słuchawek i dousznych. Można powiedzieć, że światopogląd powoli zaczyna się zmieniać, a coraz więcej personelu wojskowego dostrzega możliwości, jakie dają aparaty wewnątrzuszne. Jednak nie jest do końca jasne, czy te produkty będą kupowane w dużych ilościach dla wojska i piechoty morskiej w ramach oficjalnego programu.
Bądź pierwszy
Podczas gdy regularne armie raczej niechętnie przyjmują rozwiązania douszne, siły specjalne używają tych urządzeń już od dłuższego czasu. Choć rodzina słuchawek 3M Peltor Comtac III jest bez wątpienia jednym z najpopularniejszych rozwiązań i jest wykorzystywana przez służby specjalne w wielu krajach, ostatnio coraz większą popularność zyskują opcje douszne.
Hemenez powiedział, że australijskie, brytyjskie i amerykańskie MTR są tu liderami i że Brytyjczycy używają produktów Silynx od ponad dekady. „Te siły specjalne całkowicie zmieniły swój światopogląd, czego nie można powiedzieć o innych krajach”.
Fallon zauważył, że zestawy słuchawkowe mogą być używane w prawie każdym środowisku, we wszystkich środowiskach, od powietrza i wody po pustynię i kurz; są wystarczająco niezawodne dla większości operacji. Przyciąga to siły specjalne, ponieważ takie urządzenia można wykorzystać np.: do wymiany wiadomości z załogą samolotu, podczas skoków spadochronowych, pływania w wodzie (do 20 metrów głębokości), na plażach i innych piaszczystych terenach.
Dodał, że opcje słuchawek obejmują mocowanie telefonów do szyny na przyciętym kasku, aby nie rzucać skoczkiem wokół głowy. Pozwala to na ich przesunięcie, jeśli to konieczne, aby przewietrzyć przestrzeń przyuszną.
Jednak, podobnie jak w przypadku produktów dousznych firmy Silynx, firma 3M miała również problemy z metodologią testowania swoich produktów dousznych i dlatego zrezygnowała z nich. Fallon zauważył, że wszystko sprowadza się do problemu z hełmem; niektórzy żołnierze nosili hełmy w złym rozmiarze podczas korzystania z zestawu słuchawkowego, tłumacząc to jako dyskomfort.
„Wojsko USA przeszło długą drogę, aby zrozumieć, jak ważny jest hełm dla żołnierza, zwłaszcza jeśli dodasz do niego gadżety” – powiedział Fallon. „Zwykłe jednostki nie zrezygnują w najbliższym czasie z hełmów z wysokimi koronami, ponieważ nacisk kładzie się na ochronę kuloodporną”.
Kwestia obrony
Jednak ze względu na coraz większe zaawansowanie techniczne sił konwencjonalnych wzrasta również priorytet komunikacji.
Fallon wymienił również ochronę słuchu jako kluczowy problem, dodając, że Departament ds. Weteranów wydał 1,5 miliarda dolarów na problemy ze słuchem u byłych żołnierzy. Ochrona słuchu w zestawach słuchawkowych musi radzić sobie z przejściem od bardzo cichych do bardzo głośnych scenariuszy, a także z nagłymi zdarzeniami, z jakimi spotykają się żołnierze w walce.
Na przykład oddział patrolowy w Afganistanie może spędzić kilka dni w bardzo cichym otoczeniu, w którym to przypadku nie ma potrzeby stosowania ochronników słuchu. Jednak podczas starcia szybko robi się głośny, zwłaszcza przy korzystaniu z takiej broni, jak granatnik ręczny AT4, którego głośność sięga 180 dB, „chociaż może negatywnie wpływać na narząd słuchu, czasem do końca życia”. Fallon dodał, że trzeba zrozumieć „potrzeby audio, ponieważ są one złożone i muszą zawierać okresy ciszy”.
Jednak różne rodzaje hałasu mają różne skutki, a hałas wybuchu nie ma najbardziej negatywnego wpływu na słuch. Utrzymujący się długotrwały hałas generowany przez maszyny, samoloty, silniki i generatory ma znacznie większy negatywny wpływ ze względu na jego trwałość i czas trwania.
Jak wyjaśnił Fallon, podczas strzelania powstaje ciśnienie szczytowe, które trwa krócej niż sekundę. Ciągły hałas może uszkodzić narząd słuchu nawet przy głośności większej niż 85 dB; np. hałas z samochodu pancernego HMMWV może być na poziomie 100 dB, a śmigłowca CH-47 Chinook na poziomie 125 dB. Jest to bardziej szkodliwe niż wybuch o głośności 140 dB, strzał z karabinu M4 o głośności 164 dB, a nawet strzał z granatnika AT4.
Słuchawki taktyczne zapewniają ochronę słuchu na dwa sposoby. Pierwszy jest elektryczny, w którym mikrofony w zestawie słuchawkowym odbierają i wzmacniają hałas dla użytkownika. Ogranicza to każdy dźwięk głośniejszy niż 82 dB. Drugi rodzaj to ochrona pasywna z wykorzystaniem poduszek nausznych do zestawu słuchawkowego i dousznego zestawu słuchawkowego dousznego. Fallon zauważył, że aparaty douszne mogą zapewniać lepszą ochronę pasywną przy wyższym pochłanianiu hałasu, ale aparaty douszne nadal spełniają wymagania.
Moore powiedział, że wojsko chce przejść na słuchawki douszne ze względu na lepsze tłumienie jednopoziomowe (jeden zestaw wkładek dousznych).
Europejska ustawa o ochronie słuchu EAR352 określa właściwości wkładek usznych pod kątem ciągłego hałasu o niskich, średnich i wysokich częstotliwościach. „W testach wkładki douszne działają lepiej niż wkładki douszne, ale przy dłuższym użytkowaniu pojawiają się duże problemy”. Po czterech godzinach noszenia zaczynają boleć uszy, a wkładki douszne można nosić przez długi czas.
Czas na technologię
Patrząc w przyszłość, Moore powiedział jednak, że wciąż jest miejsce na rozwój słuchawek. Zauważył, że urządzenia takie jak Comtac firmy 3M Peltor i tym podobne są analogowe i chociaż "robią swoją robotę", jest czas na tworzenie nowych zaawansowanych urządzeń.
„W ciągu ostatnich 10 lat rynek słuchawek dousznych wprowadził wiele technologii do przestrzeni słuchawek” – powiedział. Jest to oczywiście elektronika cyfrowa, która jest niezbędna w produkcji systemów wewnątrzusznych. Jednocześnie Moore zauważył, że nigdy nie został wprowadzony na rynek słuchawek i że właśnie to Revision postrzega jako wadę swojego zestawu ComCentr2.
Jeśli chodzi o ochronę słuchu, firma Revision wprowadziła do zestawu słuchawkowego szybką redukcję hałasu, gdy generowany jest słyszalny hałas w celu aktywnego częściowego tłumienia. „Udało nam się zintegrować ten system z zestawem słuchawkowym, co daje ogromną przewagę w zakresie niskich częstotliwości”, powiedział Moore. „Mamy pewne wyniki w laboratorium i możemy zaoferować zmniejszenie o połowę hałasu w decybelach dla pasywnego zestawu słuchawkowego niskiej częstotliwości, co jest bardzo dobrym wskaźnikiem, ponieważ decybel jest wartością logarytmiczną”.
Wersja Revision wykorzystuje również cyfrowy procesor sygnału (DSP) w zestawie słuchawkowym, który wykorzystuje algorytmy do tłumienia szumów. Pozwala to na pracę w szerszym zakresie środowisk akustycznych, niż gdyby sygnał był przesyłany bezpośrednio do stacji radiowej za pomocą standardowego kabla.
Istnieją również korzyści w zakresie zwiększenia poziomu własności środowiska. „To, co umożliwi nam cyfrowa elektronika, to znaczne zmniejszenie rozmiaru mikroukładów i znaczne poprawienie wierności dzięki większej liczbie mikrofonów”.
Zamiast tylko dwóch mikrofonów skierowanych do przodu, które rejestrują hałas i odtwarzają go w głośnikach, są jeszcze dwa mikrofony skierowane do tyłu. Dzięki zastosowaniu cyfrowego przetwarzania i odpowiednich filtrów, użytkownik może rozróżnić szum z przodu i z tyłu.
Moore powiedział, że wskaźnik błędów przód-tył w urządzeniach dousznych i słuchawkach – zwłaszcza tych drugich, ponieważ znajdują się dalej od ucha – może wynosić nawet 40%, ponieważ dźwięki dochodzące z przodu i z tyłu mieszają się. „Myślisz, że coś jest przed tobą, ale jest za tobą”.
„W żaden sposób nie można mieć tego błędu przód-tył na polu bitwy, ponieważ jest to bardzo mylące i mylące dla użytkownika. Dlatego wdrożyliśmy tylne mikrofony, aby przekazać użytkownikowi informacje z przodu i z tyłu.” Dlatego jego zdaniem konieczne jest uzyskanie odpowiedniej świadomości sytuacyjnej dźwięku 3D, chociaż większość konkurentów będzie miała dwa mikrofony przednie, a niektórzy tylko jeden.
Rozszerzenie możliwości dźwięku trójwymiarowego polega na stworzeniu separacji przestrzennej; to właśnie Revision pozycjonuje jako zaletę, która odróżnia jej produkty od produktów innych producentów. Ta funkcja pozwala użytkownikowi słuchać kilku rozmów jednocześnie, a następnie przełączać się na ważniejsze – w ten sam sposób uszy mogą selektywnie blokować niektóre rozmowy w pobliżu i lepiej rozumieć inne.
„Przyszli dowódcy będą mieli jednocześnie podłączone do czterech sieci radiowych. System JTACS ma cztery sieci działające jednocześnie, o różnych nazwach, różnym sprzęcie i ludziach, ale obecne systemy dopuszczają tylko dwie sieci w jednym uchu i co najwyżej dwie sieci w drugim. Moore wyjaśnił. - W najgorszym przypadku musisz mieć inną parę zestawów słuchawkowych dla każdej sieci; aby odbierać i nadawać, musisz przełączać się między nimi”.
Wersja proponuje wziąć te strumienie informacji i przetworzyć je za pomocą algorytmu dźwięku przestrzennego znanego jako funkcja transformacji związanej z głową, która dzieli je na dwa kanały (lewe i prawe ucho), ale następnie nakłania użytkownika do myślenia, że dźwięk pochodzi z przestrzeń wokół niego… Dźwięk każdej z czterech sieci wydaje się dochodzić z czterech różnych kierunków: 90 ° w prawo, 90 ° w lewo, 45 ° w lewo z przodu i 45 ° w prawo z przodu.
„Konsekwencją są dwa główne efekty” – wyjaśnił Moore. „Po pierwsze, twój mózg może natychmiast zrozumieć, skąd dochodzi rozmowa i dźwięk sieci radiowej, a po drugie, dźwięk jest przesyłany do obu uszu, dzięki czemu jest głośniejszy i bardziej zrozumiały”.
Wiązania w dół
Kolejną zaletą technologiczną jest wyeliminowanie przewodów w słuchawkach, ponieważ w tym przypadku użytkownik może swobodniej poruszać głową. Kable są głównym źródłem skarg żołnierzy niezależnie od rodzaju urządzenia taktycznego.
Rozwiązanie jest bezprzewodowe, eliminując kable, ale Hemenez zauważył, że może to stworzyć nowy problem - oddzielne ładowanie zestawu słuchawkowego. W terenie może to stać się problemem, gdy brakuje zasilaczy.
Moore zauważył, że dostępne są bezprzewodowe środki typu dongle (każde urządzenie, którego złącze jest zamontowane bezpośrednio na jego korpusie), co pozwala na podłączenie tych urządzeń bezpośrednio do zestawu słuchawkowego lub stacji radiowej w celu ustanowienia komunikacji bezprzewodowej. W tym przypadku do nawiązania komunikacji nie potrzeba dużej mocy ani dużej anteny.
Niektóre obiecujące technologie obejmują indukcję magnetyczną bliskiego pola (NFMI). Zaletą dla wojska, powiedział Moore, jest to, że „prawdopodobieństwo wykrycia lub przechwycenia sygnału z odległości 10-20 metrów jest znacznie niższe niż w przypadku systemów elektrycznych, takich jak sygnał Bluetooth lub standardowe radio VHF”.
Fallon powiedział, że NFMI tworzy małe pole magnetyczne w promieniu dwóch metrów od źródła, zwiększając bezpieczeństwo i niezawodność, a technologia bezprzewodowa jest bardzo obiecująca, chociaż wymaga wzmocnienia i zabezpieczenia za pomocą szyfrowania.
Taktyczne zestawy słuchawkowe oferują więcej opcji niż kiedykolwiek wcześniej: ulepszona ochrona słuchu; praca w cięższych warunkach zewnętrznych; i zaawansowane opcje komunikacji. Siły specjalne tradycyjnie wiodą w tym zakresie, ale patrząc na nieustanny proces miniaturyzacji i cyfryzacji, łatwo się domyślić, że coraz więcej krajów będzie akceptować takie urządzenia do zasilania swoich regularnych sił.
W dzisiejszych czasach wojsko musi po pierwsze zdecydować, czego naprawdę potrzebuje, a po drugie, upewnić się, że żołnierze poprawnie używają i testują systemy, w przeciwnym razie mogą nie mieć szans na uzyskanie jakościowo nowych przewag na polu bitwy.
