未來信息化戰場的“超級盔甲”

——世界各國數字化單兵系統研發進展及趨勢

來源: 解放軍報作者: 劉一鳴 石海明責任編輯:吳月明2017-09-29

眾所周知,戰爭勝負的決定因素是人。如今,戰場上的遠程精確打擊手段,極大擠壓了戰斗人員的生存空間。為此,各國科研團隊試圖打造如“鋼鐵俠”般的高科技作戰盔甲,提高未來信息化戰場上戰士的生存能力及作戰效能。

為了打造未來信息化戰場上的“鋼鐵俠”,很多名頭響亮的防務公司都開足馬力,甚至好萊塢的特效公司也參與打造這件世界上最貴的“戰袍”。今年,美國特種作戰司令部介紹了正在研制的新一代數字化單兵戰斗系統,宣布將在未來18個月內完成集成;俄羅斯則表示,俄軍的第二代“戰士”單兵作戰系統在敘利亞的作戰行動中得到檢驗,采用“樂高”設計原理的第三代數字化單兵系統將于2017年底面世。

“鋼鐵俠”們正在為“出關”而加緊修煉。專家們預測,可能今年年底或者明年,你就會見到不止一種披著未來戰袍的“超級英雄”——除了不能飛,他們幾乎和電影中的“鋼鐵俠”一樣神奇:身著鐵甲戰袍,在戰場上刀槍不入,不僅防毒防蟲,還有修復傷口的醫療作用;頭戴智能頭盔,有各種各樣的“眼睛”“耳朵”助其觀六路聽八方,幫其分析情報,甚至能召喚空中火力支援……

——編 者

美軍研制新一代數字化單兵系統

在伊拉克和阿富汗戰場大放異彩的“陸地勇士”系統尚未淡出人們的視線,美軍已著手研發下一代數字化單兵系統——輕型戰術突擊作戰服“塔羅斯”。

“塔羅斯”是由美軍特種作戰司令部牽頭,眾多大學、實驗室和企業聯合參與研發的一款用于特種作戰的可穿戴設備系統。該系統以希臘神話中守護歐羅巴的青銅巨人“塔羅斯”為名,可謂形意兩合。

未來的“塔羅斯”該有多厲害?據悉,作為目前世界上先進的數字化單兵作戰系統之一,在設計理念上“塔羅斯”追求達到以下效果:降低載荷,保持靈活性和兼容性,降低能耗與重量,與現有軍裝舒適匹配,提高動作效率和加快整體新陳代謝等。

為實現上述理念,美軍將諸多尖端技術應用到這套“超級盔甲”上。為了在確保防護力的同時盡量降低重量且提高舒適度,“塔羅斯”在防護層采用了特殊工藝材料。此種材料可浸透在織物上,平時處于柔軟的平衡狀態,而一旦受到刀刃、槍彈或彈片的沖擊,就會立刻改變粒子間結構,變得十分堅硬,起到防護作用。

另外,為了使士兵在穿戴這套幾倍于自身體重的作戰服后仍能“身輕如燕”,“塔羅斯”在支撐結構上采用了外骨骼助力技術。美軍以較為成熟的幾種外骨骼技術為依托,力求使“塔羅斯”的外骨骼在無動力情況下承擔更多載荷。

“塔羅斯”的研發始于2013年,據悉美國將于2018年底前完成原型機的集成工作,以打造出更輕便、更堅固且整體效能更高的作戰服。在這一過程中,“塔羅斯”已經完成了多次子系統的設計競賽,即以舉辦設計方案大賽的方式,將勝出方案作為下一步改進的選擇。

2015年夏季以來,“塔羅斯”的護甲鑲嵌設計取得了重大突破,2016年開始了首次護甲和外骨骼的集成。后續研發中,“塔羅斯”在繼續進行具體技術應用改進的同時,將著重對系統整體進行優化。雖然,“塔羅斯”至今仍未能在真正的戰火中大展拳腳。不過,種種跡象表明,身披多功能甲胄的戰士不久將投入實戰,“鋼鐵俠”已經不再是虛幻的影像。

即便財大氣粗的美國,在研發列裝新一代數字化單兵系統時也是謹慎的。出于對控制成本和戰場實際需求的考慮,美軍在實際應用中很可能不會讓每一名士兵都裝備這一系統,而是讓少量裝備“塔羅斯”的士兵充當先鋒,在危險任務中打頭陣。

俄軍打造未來戰場“超級士兵”

美國軍方絕對不是第一個想到把“鋼鐵俠”從電影中搬到現實的人。

阿富汗戰爭之后,俄羅斯著眼于提高士兵在復雜戰場上的存活率,同時追趕歐美國家研發單兵系統的步伐,決定開發自己的數字化單兵系統,啟動了“未來士兵”計劃。該計劃由俄羅斯中央精密機械工程科研所牽頭,幾十家企業參與。

“未來士兵”計劃分三個階段執行,即第一代“巴爾米查” (即“勇士的頭盔”)單兵系統、第二代“戰士”數字化單兵系統和第三代“戰士-3”系統。目前,第二階段的成果已列裝部隊,俄軍接收了超過12萬套基本型“戰士”數字化單兵系統。

最新一代數字化單兵系統“戰士-3”的研發已于兩年前啟動。據介紹,新系統將整合帶集成瞄準系統的頭盔、連體戰斗防護服、指揮通訊系統、模塊化加強式沖擊防護元件、防護靴、榴彈發射器和外骨骼等子系統。

由于此前“戰士”系統已經大規模裝備部隊并經過實戰檢驗,在此基礎上發展而來的“戰士-3”系統積累了基數巨大的用戶需求反饋,改進也更具針對性。比如,針對上一代系統各個元器件之間互相干擾的情況,“戰士-3”系統將會徹底解決設備兼容性問題。

“戰士-3”的亮點之一是采用兩種外骨骼(被動式和主動式)合并的方式作為動力源。被動式外骨骼僅提供結構強度和均勻支撐力,而主動式外骨骼則會實質性地提供額外的運動能力,幫助士兵分擔載荷。

在未來開發中,“戰士-3”將在多功能頭盔上加強創新,使頭盔不再僅僅是一個防護工具,而是一個集防護、信息顯示、信息控制等為一體的子系統。

在材料方面,“戰士-3”也將告別上一代系統中廣泛運用的織物材料,以更實用、更結實耐用的高分子聚乙烯取而代之。此外,由于俄羅斯特殊的嚴寒氣候,“戰士-3”系統特別設計了適應不同季節的型號,為穿戴的戰士提供更舒適的體驗,甚至適于北極地區使用。

數字化單兵系統將走向何方

以美國、俄羅斯為代表,數字化單兵系統歷經多年發展,已完成由單一功能向集成功能的轉變,開始在多功能間尋求符合需要的最佳平衡點。在此過程中,各國數字化單兵系統都有不同程度的進步,“百花齊放”中體現出以下幾個發展趨勢:

首先,設計理念各有側重。由于各國軍隊所面臨的作戰任務、技術水平和研發成本等有所區別,因此在最初的設計理念上,各國數字化單兵系統就已體現出迥然有異的側重點。例如,由于實際作戰的需求,以色列國防部主導的“阿諾格”未來士兵計劃,從戰場態勢感知到武器射擊系統,都為巷戰量身打造。其他國家的數字化單兵系統則不會如此側重巷戰。

第二,能源問題懸而未決。美國的“塔羅斯”和俄羅斯的“戰士-3”無不面臨著如何為龐大系統提供能源的問題。而無論是內燃機還是基于車輛的充電方式,都無法為沖鋒陷陣的士兵提供足夠滿意的能源。各國不得不為越來越龐大的數字化單兵系統尋找更為可靠、持久的能量來源。“鋼鐵俠”閉關修煉多年,很大的原因在于此。

第三,信息化改造如虎添翼。在情報信息重要性愈發凸顯的現代戰場,單兵設備的信息化程度越高就越能在戰場上占據主動,尤其是在裝備的整體水平處于劣勢時,信息化改造就可以起到事半功倍的效果。如法國的FELIN單兵系統有七大部分,其中包括完善的觀測和瞄準系統,以及分隊指揮控制系統,它們的用途幾乎都是為了縮短士兵的反應時間。德國的數字化單兵系統則強調互聯條件下裝備和數據的通用性,其系統能夠很容易地適應德國以及盟國的三軍作戰,并符合國際上通用的眾多接口標準。這些信息化改造讓本來功能較為普通的單兵系統成為戰場的關鍵節點,具備了改變戰場態勢的能力。

總之,任何武器裝備,無論其外形再“科幻”,都必須要經受戰場考驗才知戰斗力。面對單兵智能化的大趨勢,可以預見,在未來戰場上,裝備先進數字化單兵系統的一方將更有可能成為獲勝的一方。(劉一鳴、石海明)

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