Doskonała technologia dla idealnego żołnierza. Część 1

Spisu treści:

Doskonała technologia dla idealnego żołnierza. Część 1
Doskonała technologia dla idealnego żołnierza. Część 1

Wideo: Doskonała technologia dla idealnego żołnierza. Część 1

Wideo: Doskonała technologia dla idealnego żołnierza. Część 1
Wideo: Discover the Rheinmetall Mission Master XT, an all-new autonomous platform 2024, Marsz
Anonim
Doskonała technologia dla idealnego żołnierza. Część 1
Doskonała technologia dla idealnego żołnierza. Część 1

Przewaga bojowa współczesnego żołnierza

Ponieważ coraz bardziej złożona przestrzeń walki stawia coraz większe wymagania taktyczne jednostkom, wojsko i przemysł szukają technologii nowej generacji, które mogą zapewnić taktyczną przewagę nad niemal równymi przeciwnikami o znaczących zdolnościach bojowych

Technologie nowej generacji mające na celu zapewnienie współczesnemu żołnierzowi najskuteczniejszych środków wykonywania całego spektrum zdolności operacyjnych są nieustannie badane, rozwijane i wdrażane w wojskach w celu optymalizacji siły ognia, przeżywalności i celności na wszystkich poziomach taktycznych, w tym najniższych..

Lista tych technologii jest ogromna, począwszy od systemów komunikacyjnych i urządzeń użytkownika końcowego po autonomiczne pojazdy wsparcia oraz systemy pozyskiwania i pozyskiwania celów, które zmniejszają fizyczne i poznawcze obciążenie współczesnego żołnierza.

Zgodnie z doktryną NATO, nowoczesna przestrzeń operacyjna jest definiowana jako „przestrzeń obejmująca wszystkie poziomy złożonego konfliktu w trudnych warunkach, w tym sporne terytoria morskie, gdzie informacje należy traktować jako broń”.

Współczesne siły militarne mierzą się z niemal równymi i potężnymi przeciwnikami, takimi jak Chiny, Iran, Korea Północna i Rosja, którzy nieustannie budują swoje zdolności w wielu różnych dziedzinach. W konsekwencji wojsko musi być przygotowane nie tylko do zwalczania tradycyjnych i istniejących zagrożeń, ale także do przeciwdziałania nowym zagrożeniom związanym z wojną hybrydową, które obejmują zarówno środki kinetyczne, jak i niekinetyczne.

Zagrożenia te są szczególnie niepokojące dla zdemontowanych jednostek walczących w zwarciu i Sił Operacji Specjalnych (MTR). Jednak rozwiązaniem może być nie tylko aktualizacja uzbrojenia, sprzętu i oprogramowania, ale także opracowanie zasad użycia bojowego i taktyki, metod i metod prowadzenia działań wojennych. Wszystko to należy połączyć, aby zapewnić grupom bojowym zestaw zdolności do przeciwdziałania szerokiemu spektrum zagrożeń w sferze informacyjnej i cybernetycznej, a także w dziedzinie walki elektronicznej.

Na przykład rosyjskie siły zbrojne z powodzeniem zastosowały koncepcję wojny nowej generacji (własnej wersji wojny hybrydowej). Jej wykonanie pięknie zademonstrowano podczas działań wojennych na Ukrainie iw Syrii, gdzie wysunięte jednostki naziemne były wspierane przez starannie przygotowane operacje informacyjne.

To właśnie ta działalność zmusiła armie wielu krajów do zidentyfikowania i opracowania szeregu nowych technologii wspierających małe grupy bojowe (na poziomie kompanii i niższych), których zadaniem może być prowadzenie operacji w warunkach odmowy dostępu/zablokowania strefa, w której sygnały satelitarne GPS i inne sygnały komunikacyjne mogą być łatwo blokowane.

Doświadczenia bojowe w Europie Wschodniej, zwłaszcza na Ukrainie, pokazały, że siły koalicyjne działające w bliskim sąsiedztwie sił rosyjskich mają różne problemy w swoich sieciach komunikacyjnych.

Attaché wojskowy Ukrainy w Wielkiej Brytanii powiedział, że wojna elektroniczna pozostaje „atrakcyjną” opcją dla sił rosyjskich działających na wschodzie Ukrainy.„Wojna elektroniczna jest bardzo skutecznym atakiem niekinetycznym, który jest trudny do wyśledzenia”, dodając, że siły koalicji w regionie bardzo dobrze wiedzą, czym jest zagłuszanie komunikacji VHF. Sieci UHF i GSM.

Na przykład z nieznanych przyczyn „nagle zatrzymuje się ruch radiowy”, podczas gdy bezzałogowe statki powietrzne i naziemne roboty mobilne, które opierają się głównie na sygnałach GPS, również są regularnie zakłócane.

Obraz
Obraz

Według rzecznika Getac, Jacksona White'a, siły zbrojne coraz częściej inwestują w technologie C4ISTAR (Command, Control, Communications & Computers Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconnaissance), aby wspierać „strategię wojny asymetrycznej i cyfryzacji”. Jako przykład podał serwer i laptop swojej firmy X500, a także najnowsze urządzenie użytkownika końcowego - wytrzymały tablet MX50. wydany w 2017 roku.

Ten 15-calowy tablet umożliwia wymianę danych na dużą skalę na potrzeby aplikacji do mapowania 3D i innych programów do kontroli operacyjnej i orientacji sytuacyjnej. Urządzenie mobilne wielkości szkolnego piórnika może przechowywać do 6 terabajtów danych, przetwarzać i dystrybuować dane otrzymane z platform naziemnych i powietrznych, zapewniając zaawansowanym jednostkom możliwości „analizy danych platformy, wykonywanej misji i innych parametrów w celu zapewnienia stabilność operacyjna w trudnych warunkach bojowych”.

Tablet X500 posiada ogólną architekturę podstawową, która umożliwia integrację z istniejącymi i przyszłymi sieciami C4ISTAR. Urządzenie działa w systemie operacyjnym Windows 10, który zapewnia ochronę danych, uwierzytelnianie i fizycznie bezpieczne uruchamianie. Jeśli tablet wpadnie w ręce wroga, można go wyłączyć zdalnie za pomocą oprogramowania do zarządzania urządzeniami mobilnymi.

Obraz
Obraz

Odmówiono w związku

Potrzeba bezpiecznego przesyłania wiadomości w spornej i zatłoczonej przestrzeni bojowej pozostaje kluczowym i zasadniczym warunkiem wstępnym dla sił zbrojnych dążących do skutecznego wykonywania misji w obecnych i przyszłych środowiskach operacyjnych.

Według niektórych ekspertów, systemy komunikacji nowej generacji powinny mieć dziś nie tylko wzmocnioną ochronę przed zagłuszaniem (jak pokazuje przykład Ukrainy), ale także zapewniać Owyższe szybkości transmisji danych, aby dać żołnierzom możliwość obsługi pełnego zakresu możliwości C4ISTAR.

Potrzeby te spowodowały pojawienie się i rozpowszechnienie nowej generacji radiotelefonów programowalnych. Są w stanie zaakceptować wiele specjalnych protokołów komunikacyjnych i zapewnić komunikację w najtrudniejszych środowiskach.

Ponadto wiele bardziej zaawansowanych sił zbrojnych dąży do rozszerzenia swoich wpływów i nawiązania globalnej współpracy. Wymaga to wyższego poziomu interakcji systemów łączności z lokalnymi sojusznikami, którzy nie dysponują zaawansowanymi technologicznie programowalnymi systemami radiowymi i taktycznymi stacjami radiowymi dostępnymi dla „zachodnich” armii.

Michael McFerron z 1. Dywizji Piechoty Morskiej Stanów Zjednoczonych, zauważając potrzebę poprawy zarządzania sygnaturą komunikacji małych grup bojowych, ostrzegł: „Musimy wziąć pod uwagę zakłócenia elektromagnetyczne i wysyłane przez nas sygnały. Jeśli wysyłasz sygnały, jesteś martwy”.

„Jak działać w takiej przestrzeni? – spytał McFerron, wskazując, jak ważne jest wyłączanie wrogich systemów komunikacyjnych przy jednoczesnej ochronie komunikacji Korpusu Piechoty Morskiej. „Jeśli działamy w takim środowisku, czy możemy chronić nasze systemy przed bardziej zaawansowanymi zagrożeniami? Jak przygotowujemy się i uczymy pracować w tym środowisku?”

MANET (Mobile Ad Hoc Network) - bezprzewodowe zdecentralizowane, samoorganizujące się sieci składające się z urządzeń mobilnych. Każde takie urządzenie może samodzielnie poruszać się w dowolnym kierunku i w efekcie często zrywać i nawiązywać połączenia z sąsiadami. Takie sieci, niezależne od konstelacji satelitarnych, stają się coraz bardziej popularne. Technologia ta stopniowo rozprzestrzenia się na jednostki piechoty i MTR, zapewniając personelowi samoleczące się i odporne na zakłócenia systemy łączności.

Jimi Henderson z Silvus Technologies ma własne spojrzenie na nowe wymagania dzisiejszego środowiska operacyjnego. Zapewniają one zdolność specnazu i piechoty w bezpośrednim kontakcie z wrogiem, a także UAV i NMR do działania w opozycji, gdy kanały komunikacyjne mogą zostać z dużym prawdopodobieństwem zakłócone.

Na przykład zdolność personelu i zdalnie sterowanych systemów do opierania się zakłóceniom jest zwiększona dzięki zastosowaniu radiotelefonów dwuzakresowych, które obsługują dwa pasma częstotliwości radiowych (np. 2 i 4 GHz) w jednym urządzeniu fizycznym. Według Hendersona, takie rozwiązanie pozwala współczesnemu żołnierzowi na szybkie i łatwe przełączanie się pomiędzy alternatywnymi częstotliwościami w celu uniknięcia źródeł zakłóceń bez konieczności modyfikacji sprzętowej.

„Chodzi o wiedzę o widmie”, wyjaśnił, zauważając, że istniejące systemy radiowe mogą „przeoczyć” problemy z wydajnością i zakłóceniami. Henderson zauważył również, że taktyczne systemy radiowe powinny działać w budynkach tunelowych i konstrukcjach podziemnych, gdzie łączność na linii wzroku może zostać łatwo zakłócona. Dlatego zdolność do utrzymywania komunikacji poza zasięgiem wzroku między operatorami a pojazdami bezzałogowymi pozostaje krytycznym wymogiem operacyjnym.

Obraz
Obraz

Wśród tych rozwiązań znajdują się stacje radiowe z rodziny StreamCaster firmy Silvus Technologies. Opcjonalnie obsługują podłączenie nadawczych anten kierunkowych 2x2 i 4x4, które zapewniają wzmocnienie sygnału odpowiednio 2-3 dB i 5-6 dB. Dlatego są dobrze przystosowane do „ekstremalnych sytuacji, w których abonenci poruszają się szybko lub znajdują się poza zasięgiem wzroku, a długość i odległość anteny nie mają znaczenia” – powiedział Henderson.

Radio Streamcaster 4200 2x2 z technologią MIMO (multiple-input multiple-output - metoda przestrzennego kodowania sygnału pozwalająca na zwiększenie przepustowości kanału, w której transmisja i odbiór danych realizowane są przez układy kilku anten adaptacyjnych o słabej korelacji), będącego najmniejszy system w portfelu spółki, jest w stanie nadać niezbędne możliwości jednostkom MTR i piechoty. Radio o mocy wyjściowej do 4 W jest dostępne w wersji „hartowana ręka”; małe prawdopodobieństwo zacięcia zapewnia tryb „push-to-talk” (tylko przez naciśnięcie przycisku) oraz dwupasmowa komunikacja.

Według Hendersona radiotelefony Streamcaster mogą obsługiwać do 380 węzłów MANET w jednej sieci. Umożliwia to skuteczne przesyłanie sygnałów z jednego węzła do drugiego w trybie automatycznym, co zmniejsza jakąkolwiek zależność od sygnałów GPS i ogólnie komunikacji satelitarnej.

Radio Streamcaster 4200 może również łączyć się z urządzeniami Wi-Fi i GPS za pomocą opcjonalnego złącza zewnętrznego. Każdy system może przechowywać do 128 GB danych w swojej pamięci wewnętrznej. Henderson powiedział, że sieć takich radiotelefonów może osiągnąć „bardzo niskie opóźnienie, średnio 7 milisekund na przeskok między węzłami”.

W odpowiedzi na aktualne zapotrzebowanie na misje bojowe we wszystkich scenariuszach C2D2E (Communications Degraded / Communications Denied Environment) na rynku dostępnych jest coraz więcej specjalistycznych platform komunikacyjnych MANET dla wojska. Na przykład alternatywne radio programowalne TW-950 Shadow firmy TrellisWare Technologies. Został on zaprezentowany w maju 2017 roku na Konferencji Sił Specjalnych SOFIC.

Podobnie jak Streamcaster, radiotelefon przenośny Shadow może działać w rozszerzonym zakresie RF. Pozwala to na wyższe szybkości przesyłania danych i, według Mat Fellows z TrellisWare Technologies, „oglądanie różnych materiałów wideo w wysokiej rozdzielczości i jest w pełni interoperacyjne z urządzeniami korzystającymi z zastrzeżonego protokołu TSM-X”.

Urządzenie Shadow waży 312 gramów, działa w pasmach częstotliwości 225-450 MHz i 1250-2600 MHz i ma moc nadawania 2 waty. Radiostacja obsługuje do 16 kanałów z opóźnieniem „mniej niż sekundę” i może pracować pod wodą na głębokości dwóch metrów.

Stypendyści potwierdzili również, że różne jednostki MTR już używają różnych typów systemów radiowych kompatybilnych z MANET, w szczególności do zwalczania terroryzmu na obszarach zaludnionych i przy braku sygnału GPS.

Persistent Systems promuje swój system MPU5, którego głównym elementem jest radio 3x3 z technologią MIMO. Według Herberta Rubensa, dyrektora Persistent Systems, „Generuje moc transmisji do 6 watów, zapewniając bezpieczną sieć IP (protokół internetowy) w każdych warunkach i z szybkością transmisji przekraczającą 100 megabitów na sekundę”.

MPU5 zawiera również zintegrowany koder/dekoder wideo zdolny do dystrybucji strumieni wideo w wysokiej rozdzielczości w czasie rzeczywistym; system operacyjny Android, na którym działa oprogramowanie ATAK; a także 16 kanałów radiowych z ruchem przez IP (RoI).

„MPU5 zwiększa świadomość sytuacyjną, przyczyniając się do sukcesu misji, a także poprawia ogólne bezpieczeństwo. Ponadto system MPU5 jest niezwykle opłacalnym rozwiązaniem, wdrażając wiele możliwości w jednym komercyjnym produkcie”- wyjaśnił Rubens ze stanowiska swojej firmy.

Obraz
Obraz

Autonomiczne wsparcie i sztuczna inteligencja

Systemy radiowe kompatybilne z MANET są coraz częściej wykorzystywane do komunikacji z autonomicznymi platformami, w tym UAV i NMR. Są aktywnie wdrażane w scenariuszach operacyjnych, aby zmniejszyć obciążenie personelu MTR i jednostek piechoty.

Rynek światowy oferuje obecnie mnóstwo różnych naziemnych systemów robotycznych lub HMP. Obejmuje to małe gąsienicowe HMP zdolne do usuwania niewybuchów i improwizowanych urządzeń wybuchowych, a także inne zadania związane z gromadzeniem informacji. Na rynku dostępnych jest również wiele dużych platform kołowych używanych zarówno do transportu ładunków, jak i wsparcia bojowego. NMP może nawet zapewnić stałe wsparcie ogniowe zdemontowanym grupom szturmowym i siłom specjalnym.

Nowe technologie pozwalają teraz na użycie HMP w coraz bardziej złożonych scenariuszach walki. W szczególności istnieje zwiększone zapotrzebowanie na MWD do wykonywania zadań na terenach zabudowanych i uzbrojeniu podziemnym.

Źródła branżowe twierdzą, że ten rozwój technologiczny nie polegał na projektowaniu i rozwijaniu zupełnie nowych platform, ale bardziej na wdrażaniu standardów otwartej architektury w celu uproszczonej integracji ładunków i kontrolerów plug-and-play. Oczywiście wymagane są kompromisy między rozmiarem, wagą i mocą, a obawy dotyczące obecnego poziomu autonomii w całym spektrum NMR pozostają.

Według przedstawiciela Applied Research Associates Matthew Fordhama, dopiero teraz współczesny żołnierz zaczął korzystać z autonomicznej technologii.

Od ponad dekady Departament Obrony USA angażuje się w powszechne stosowanie terenowych HMP do zadań wojskowych, ale do niedawna ich rozwój był napędzany głównie projektami badawczymi.

„Dopiero w 2017 roku Departament Obrony zaczął ukierunkować finansowanie zastosowań wojskowych, wydając RFP dla Route Clearance Interrogation System (RCIS) i programu Squad Multipurpose Equipment Transport (SMET)” – wyjaśnił.

Armia USA w grudniu 2017 roku wybrała czterech uczestników projektu SMET: Applied Research Associates (ARA) i Polaris Defence (Team Polaris); General Dynamics Land Systems (GDLS); HDT globalny; i Howe & Howe Technologies.

Program ten został nazwany w dokumencie strategicznym amerykańskiej armii Robotic and Autonomous Systems, opublikowanym w marcu 2017 r., jako priorytet krótkoterminowy (do 2020 r.) dla sił lądowych. Koncepcja Manned Unmanned Teaming (MUM-T) polega na zintegrowaniu połączonych możliwości robotycznych i autonomicznych z jednostkami wojskowymi przy jednoczesnym zachowaniu pełnej funkcjonalności myśliwców.

Wstępne zasady użycia bojowego i wymagania SMET dotyczyły pojazdu, który mógłby towarzyszyć żołnierzom idącym z prędkością 3 km/h do 72 godzin bez tankowania na dystansie 97 km. Docelowo urządzenie będzie musiało pracować w trzech trybach: autonomicznym, półautonomicznym i zdalnym.

Platforma musi udźwignąć 454 kg i generować 3 kW podczas postoju i 1 kW w ruchu. Przewiezienie 454 kg zmniejszy obciążenie każdego żołnierza w drużynie o 45 kg. Dzięki zmniejszeniu obciążenia platforma umożliwi grupom brygady piechoty Brygady Bojowej Piechoty podróżowanie na duże odległości, a wytwarzanie energii elektrycznej z tej platformy umożliwi ładowanie sprzętu i akumulatorów w podróży.

Platforma SMET przeznaczona jest do wykonywania różnorodnych zadań, w tym transportu amunicji, wody, baterii i sprzętu specjalnego; C4ISTAR; i wsparcie ogniowe.

Obraz
Obraz

Oczekuje się, że Departament Obrony potwierdzi oficjalny status programu SMET w połowie przyszłego roku. Armia USA rozważa zakup do 80 platform po wybraniu preferowanego głównego wykonawcy.

Według Fordhama, platformy i technologie czujników związane z takimi rozwiązaniami HMP są dziś na tyle dojrzałe, że mogą być szeroko stosowane we wspieraniu współczesnego żołnierza i wystarczająco opłacalne dla kolejnych inwestycji.

Odnosząc się do przyszłych wyzwań związanych z wybuchowym rozwojem HMP, Fordham nazwał „absolutne bezpieczeństwo” najważniejszym elementem każdego udanego projektu platformy robotycznej. Działanie HMP musi być zawsze bezpieczne, bez niezamierzonych ruchów lub nieoczekiwanych zachowań.

„Tylko jedna kwestia bezpieczeństwa może odłożyć robotykę na bok na lata. Przewidywalna wydajność platformy to klucz do sukcesu. Po pierwsze bezpieczeństwo jest zawsze najważniejszym wyzwaniem. Redundancja kontrolerów, bezpieczne oprogramowanie, dokładna analiza, kontrola i testowalność – to wszystko jest podstawą skutecznego osiągnięcia wymaganego poziomu bezpieczeństwa.”

„Po drugie, z robotami terenowymi jest wiele problemów. Nie mamy Google Maps, które pokazują najlepszą trasę, zasady ruchu drogowego ze znakami jak w aplikacjach komercyjnych. Ale mamy dużo kamieni, drzew, dziur i nagłych zmian rzeźby, które nie są zaznaczone na mapie, a system musi to wszystko rozwiązać w czasie rzeczywistym”- wyjaśnił Fordham.

Applied Research Associates nawiązał współpracę z Polaris w ramach programu SMET, aby zaoferować rozwiązanie oparte na ATV Polaris MRZR (pojazd terenowy), który jest już na wyposażeniu piechoty i sił specjalnych krajów NATO oraz ich sojuszników. Wariant MRZR X to autonomiczny, opcjonalnie sterowany wariant ATV MRZR zaprojektowany w celu zapewnienia płynniejszego przejścia z systemów załogowych do autonomicznych systemów robotycznych.

MRZR X jest wyposażony w Modular Robotic Applique Kit (M-RAK), który umożliwia integrację autonomicznych technologii przy zachowaniu fizycznej i programowej architektury istniejących już zamieszkałych platform.

Matthew Fordham powiedział, że jedną z zalet MRZR X jest to, że „podobna platforma jest już używana w armii amerykańskiej. Koszty produkcji będą niskie, a wsparcie jest dostępne na całym świecie. Maszyna jest łatwa w obsłudze i konserwacji, a przejście z trybu ręcznego do bezobsługowego następuje po naciśnięciu przełącznika dwustabilnego. Postępy w algorytmach uczenia maszynowego, przetwarzaniu wideo i technologiach programowalnych bramek użytkownika (FPGA) wniosły znaczący wkład w pół-autonomiczną wydajność, której obecnie poszukuje wojsko.

„Rynek HMP stale się rozwija. Wraz ze wzrostem zaufania żołnierzy do platform robotycznych będziemy świadkami rosnącego rozprzestrzeniania się takich systemów. Budżety będą kształtowane z uwzględnieniem konieczności wprowadzenia do arsenału wojskowego dodatkowych naziemnych systemów robotycznych. Patrząc na naszych potencjalnych przeciwników, dążymy do rozszerzania funkcjonalności naszych robotów. Będą mogli wykonać najbrudniejszą i najbardziej niebezpieczną pracę dla naszych żołnierzy.”

Obraz
Obraz

Ronen Fishman z izraelskiej firmy Automotive Robotic Industry zgodził się, że rozwój HMP jest niezbędny dla współczesnego żołnierza.

Uważa jednak, że rynek HMW dla struktur bezpieczeństwa narodowego pozostaje bardziej rozwinięty niż rynek HMW dla struktur wojskowych. Jednak w niedalekiej przyszłości technologie te staną się powszechne w wielu armiach świata.

„Zrozumienie, że HWM powinny odgrywać wiodącą rolę w następnej bitwie, już istnieje, ale minie jeszcze dwa lub trzy lata, zanim to zrozumienie przełoży się na prawdziwe działanie”.

Według Fishmana najważniejszymi wymaganiami dla HMP pracującego ramię w ramię z nowoczesnym żołnierzem są wysoka zwrotność i doskonała zwrotność. Jednak oprogramowanie pozostaje kluczowym elementem każdego programu rozwojowego HMP, ponieważ tylko oprogramowanie pozwala na implementację różnych trybów offline.

„Najtrudniejszą częścią tworzenia oprogramowania jest to, że wiele podsystemów musi działać w idealnej harmonii, a jednocześnie być wystarczająco elastycznym, aby zintegrować nowe zaawansowane podsystemy w ułamku czasu”.

Automotive Robotic Industry oferuje obecnie kilka kołowych HMP, w tym AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 i AMSTAF 4 4x4, które rozwija we współpracy z BFL India.

Jednocześnie na rynku HMP trwa proces zmniejszania rozmiarów platform i ładunków w celu optymalizacji wsparcia dla piechoty i jednostek specjalnych, zwłaszcza podczas wykonywania misji rozpoznawczych i usuwania niewybuchów.

Zalecana: