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美陆军未来战斗系统研发衍生出多项实用新技术
作者:转载    转贴自:科技长廊    点击数:3574    文章录入: zhaizl

陆军认识到需要加速新兴技术的应用以提高士兵在当今战斗中的作战能力。集成来自陆军科学与技术(S&T)和未来战斗系统(FCS)研发(R&D)的技术,将使得陆军能够在全陆军部队立即利用和权衡研发努力与相互支援技术增强。

通过众所周知的“螺旋式增量研制”,陆军正在权衡陆军科技和未来战斗系统研发努力,为当前部队嵌入有前途的新型能力。致力于缩小当前能力差距的未来战斗系统核心和附属系统在成熟时将被集成到了当前编组中,或进行“螺旋式增量研制”。

过去几年来,陆军在部署的当前部队中通过运用未来能力证实了其适应性。未来战斗系统项目的“先驱”系统今天正在伊拉克和阿富汗战场上作战。例如,18架微型空中飞行器(MAV)目前正在海军爆炸军械处理部队服役。这些未来战斗系统I类无人空中飞行器的“先驱”用来定位临时爆炸装置(IED),并已被证明对完成作战任务十分关键。在2008年中期,一个旅战斗队将部署36套微型航空飞行器到伊拉克。此外,今天大约有4000个机器人在战区执勤。许多这样的系统都是诸如未来战斗系统小型无人地面车辆的“先驱”,用来执行致命的临时爆炸装置威胁清除任务,如果没有它们,这些任务将由士兵来完成。最终,作为陆军科技与未来战斗系统努力的结果,悍马和防地雷反伏击军车(MRAP)上的改进型破片保护工具箱被部署用来快速应对不断演变的战场威胁。

设定“螺旋式增量”的条件

陆军在保持对紧急需求反应的同时,必须有系统地设定执行“螺旋式增量研制”的条件。未来战斗系统“螺旋式增量研制”是基于依照联合能力集成与开发系统中一致的定义需求的。未来战斗系统“螺旋式增量研制”在陆军基本预算需求内计划的。部署计划是依据联合采购和部队管理、条令、需要。因此,在陆军开始低速初始生产“螺旋式增量”的未来战斗系统以前,技术将会通过验证,并保证是成熟的。陆军已经确立由项目经理负责未来战斗系统“螺旋式增量”集成,并由训练与条令司令部的驻德克萨斯州布利斯堡的未来力量合成师(FFID)来同步“螺旋式增量”研发。

设定“螺旋式增量”的条件需要两个重要的努力。首先,陆军必须着力于那些必须采用未来战斗系统“螺旋式增量”技术的当前部队的车辆的能力差距。陆军“螺旋式增量”努力证实当前部队的车辆不能支持力量载荷和提供发挥全部未来战斗系统能力的内部空间。陆军必须主动地着力于这些挑战和限制,以投送改进的预想中的“螺旋式增量”能力。其次,陆军必须权衡陆军科技群体的能力。这将使陆军能够灵活地通过提供未来战斗系统及其它的不同问题的解决方案来综合解决陆军的需要。

克服当前平台的限制

陆军“螺旋式增量”计划认识到升级当前系统是给当前部队投送未来战斗系统“螺旋式增量”能力的关键组成部分。今天的士兵急切地需要在运动中接收和发送大量数字化资料数据的能力。那些以前仅驻留在静态司令部的能力必须投入到战斗中的士兵手中。传送量过少将剥夺士兵和他们的领导者在动态战场环境中所需的态势感知。当前部队的车辆在不做重大升级的情况下缺乏动力和可用的空间以安装许多所需的技术。

“螺旋式增量”必须能够全面地与当前平台的升级互用,以确保我们“螺旋式增量”计划的无缝执行。未来战斗系统“螺旋式增量”组件与其它有效的东西必须能够克服当前平台的空间和动力问题。战斗中的经验表明我们战斗平台升级的增量能力是十分明显的。在许多情况下,这些新的能力来自于一些新的部件,而这对我们已经承受重负的平台又增加了重量和动力需求。陆军认识到它的现代化战略是相互支持的。在这种情况下,前面几章讨论的若干升级当前平台的努力是建立在集成未来战斗系统研制和开发所衍生的新技术基础之上的。

权衡科学与技术――增强当前部队,使能未来部队

陆军通过在三个科学与技术要素上的投资来发展技术:

近期,演示作战环境相关的成熟技术以加速技术转化为采办项目

中期,转化应用研究为军事上有用的技术应用

远期,实行基础研究以创造对能提供提升能力的技术的新理解

陆军科技战略正在追求能使能未来部队的技术,同时又在寻求增强当前部队的技术。这些部队需要通过速度与精确杀伤并从网络化的能力和增强的响应方面寻求技术解决方案。从战略前景来看,科技群体支持全球反恐战争有三种方式。第一,士兵从我们以前投资产生的技术获益;第二,我们通过将正在进行的科技努力加速转化为成熟技术以充分利用转型机遇;第三,我们应权衡我们的科学家和工程人员的专门意见来开发在当前作战行动中遇到的不可预见的问题的解决方案。

陆军最大的科技投资是用来探测和压制简易爆炸装置、地雷、火箭、野战炮兵和迫击炮的部队防护技术,以提高士兵和车辆的生存能力,增强区域/设施保护。陆军的科技投资于大量不同的技术和研究以提供全谱持久能力所需的解决方案。这些投资的内容包括:C4ISR,毁伤性,士兵系统,无人系统,后勤,先进仿真,医疗与制造技术和基础研究。

C4ISR。我们正在为当前和未来的C4ISR开发和验证能够加速收集和分发来自传感器的信息的技术,这些信息是通过战场指挥软件和硬件传至传感器的。

传感器开发。用以为士兵提供更大安全距离和更高保真度的探测个体、平台和其它威胁的手段

透墙式传感器

探测、跟踪和标定个体的传感器

数据融合技术。用以为指挥官和士兵提供及时的和相关的态势感知

网络化传感器

高带宽方向天线,网络软件、决策工具和信息安全算法

毁伤性。在这些方面的技术投资为士兵和平台提供压倒威胁优势的能力。毁伤性技术包括:

电磁(EM)炮。陆军正在从事电磁炮技术开发,为传统直瞄和间瞄火力加农炮提供推进力。这种技术使用巨大的电流来加速弹丸,而不是使用传统的推进药。与传统火炮弹丸相比,电磁炮减少了射弹的尺寸和重量,从而具有减少和简化后勤负担的潜能

定向能(DE)武器。定向能技术投资主要集中在验证固态高能量激光和高动力微波武器。这些定向能武器提供了击败火箭炮、野战炮兵和迫击炮弹药的潜能,从而提供了精确区域防护,减少了附带伤亡。

可缩放杀伤弹头。导弹和火炮发射弹药的未来多用途弹头技术寻求提供可剪裁的杀伤效果

增强毁伤的新能量学

先进的精确制导、控制和弹药寻的器组件

士兵系统。科技投资寻求使训练与条令司令部的士兵作为一个系统的概念,预想用一个集成的模块全集(使用开放式结构),提供可剪裁任务的能力。提供给单个士兵平台式毁伤和生存能力的技术包括:

超轻型装备和纳米技术。用以增强士兵对子弹、破片、爆炸和其它杀伤装置的防护

轻型、超耐久的电力生成和存贮技术

生理状态及其诊断、报告和“制服上”的医疗反应干涉技术

嵌入式和沉浸式训练和任务学习环境、文化感知和翻译工具

无人系统。无人系统科技的投资目的是为士兵提供一种能够把他们从危险的、例行的和长期的任务中解脱出来而不需要人的全维能力的新型能力。正在开发这方面技术包括无人空中和地面车辆、无人值守传感器和智能弹药等使用的技术。无人系统在各种支援全球反恐战争已经验证了它们具有增强士兵能力的作用。技术重点是追求无人系统的更强自治能力,这主要是通过提高感知、机动和智能的较少人力监管的车辆控制等工作来实现。无人系统技术包括:

实时目标和地形探测、分类和识别算法

增强的战术行为使能无人系统算法,以使无人系统在战术机动中更为独立地工作

被动式和主动式传感器技术,及更高级系统的多谱段和遥控传感器融合技术

智能体和自适应技术,及增强的和交互式显示以使能人-无人系统和无人的系统

后勤。这方面的技术投资主要集中在给所有系统和组件增强可靠性、耐久性和减少维修。目前,正在研发嵌入式的预测和诊断以动态监控关键车辆部件和系统的“健康”,并在装备发生故障之前报告。在追求减少作战和保障费用,提高性能的同时,技术项目正寻求减少燃料消耗。正在研发的达15吨的精确空投传送技术可以通过全球定位系统制导、冲压空气降落伞和碰撞吸收着陆技术等实现,以提供关键的后勤能力。后勤技术包括:

水复用和净化系统

石油燃料革新技术

预测和诊断建模,传感器与信号处理

高效车辆动力和推进技术,以减少燃料消耗和增加性能

旋翼飞机减少操作和保障需要的技术

能量和动力:

能潜在减少石油燃料需求和相关后勤负担的电气的和混合电动车辆技术

先进的电池、电容器、开关、发电机、辅助电力单元、燃料单元和其它的装置将改进电力的产生、存贮和条件功率,以减少士兵的负载和装备重量

压缩脉冲功率系统将使诸如电磁装甲和定向能武器能为可能

先进的仿真。先进的仿真技术投资寻求为设计和评估新技术提供鲁棒的、网络化的、生动的、虚拟的和构造性的仿真环境,将潜在地使革命性的训练、任务演习、领导培训和仿真工具成为可能。在这方面的投资还提供工具、技术和分析能力以实现协作的、分布式的联合作战仿真。

医学技术。医学技术投资是为士兵改进保护(包括防护爆炸装置的爆炸)、治疗和生命救护等。这个项目有三个方面:传染病的诊断、治疗和预防;战斗伤亡护理;世界范围极端环境条件的军事行动医学。

制造技术。这个项目通过开发可靠的制造过程和增加生产率,来着力提高新技术的可生产性和可承担能力。这方面的技术致力于在独特的军事制造过程中节省费用和减小风险以实现经济的生产速度。这个项目还鼓励转化新的/改进的制造技术。

基础研究。基础研究致力于提供对一些新型材料与技术的新理解。这些新型材料或技术主要有:弹道防御的纳米材料、用于网络传感器的改良材料的生物工艺学、下一代的网络科学、以网络为中心的技术、训练和任务演习的沉浸式仿真。

陆军的科学与技术努力与正在开发的未来战斗系统项目的能力是一致的。通过致力我们广泛的科技努力,陆军赢得了颇有价值的柔性,满足了今天战场上士兵的需要。正式的“螺旋式增量”计划目前由未来战斗系统核心和附属的系统组成。这此不确定年代,陆军通过未来战斗系统的“螺旋式增量”已准备好取出其巨大的科技群体中的智力和技术能力,用以对紧急的需求做出反应,这种技术研发与应用越快,那么我们就越能最大化地我们利用和权衡研发努力的机遇。

陆军评估特遣部队:评估士兵手中的未来战斗系统技术

陆军已经在德克萨斯州的布利斯堡建立了陆军评估特遣部队(AETF),用来评估和验证未来战斗系统项目开发过程中的新技术。该部队编制为第一装甲师第5旅,这种陆军唯一的编制支持未来战斗系统旅战斗队的设计、作战观念、作战能力和训练的评估和测试。

根据陆军评估特遣部队提供的测试结果,陆军测试与评估司令部将评估未来战斗系统核心项目和“螺旋式增量”技术的性能。网络对陆军评估特遣部队影响主要通过让士兵进入设计周期,并使未来战斗系统的开发现代化。陆军评估特遣部队的士兵都有相关的丰富的作战经验(超过80%都是战场上的老手),以使他们在德克萨斯州和新墨西哥州的沙漠中充分释放未来战斗系统的能力,这更胜过在伊拉克和阿富汗的无情的沙场环境。

陆军评估特遣部队主要设计用来提供一支专门的部队和士兵,以提供未来战斗系统发展的反馈和部署决策。这支部队齐装满员、装备精良,作为测试者、装备开发者,训练与条令司令部和部队司令部期望确保对未来战斗系统的全面评估。当作出了未来战斗系统“螺旋式增量”的相关决策时,陆军评估特遣部队的设计和编制将被视为保证它是支援正在进行的任务的最佳编制。

未来部队集成理事会(FFID)也位于布利斯堡。它为全面审视陆军特遣部队提供装备开发者、建模与仿真人员、能力管理者和观察员组成的综合的参谋机构,并为未来战斗系统测试和评估提供全面支持。这一组织,即陆军训练与条令司令部的陆军能力集成中心(ARCIC)在识别、设计、开发和同步各种能力到当前模块化部队中以及在验证“螺旋式增量”过程,确保未来战斗系统的“螺旋式增量”集成了条令、组织、训练、装备、领导培训、人员与设施等领域内容都是十分关键的。

为步兵旅战斗队部署“螺旋式增量”

陆军最近决定集中将未来战斗系统“螺旋式增量”初始能力部署到步兵旅战斗队(IBCT)。这个决策是基于从战斗中得到的教训的。2007和2008两年间,步兵旅战斗队指挥官的作战需求说明(ONS)几乎是重型旅战斗队(HBCT)的两倍。此外,步兵旅战斗队具有在我们重型部队不存在的能力差距。我们在过去的5年间的战斗行动中对步兵旅战斗队提出了最高的要求。陆军正在满足全球化需要,将增加六支步兵旅战斗队来达到今天和未来的需要。陆军因为未来战斗系统技术发展的进步,使得我们有机会来做出这种调整。

陆军调整来自重型旅战斗队和步兵旅战斗队的未来战斗系统部署努力的顺序,将首次重新聚焦于步兵旅战斗队,使这一项目满足当前的需求、我们的新条令以及资金的调整。陆军正为步兵旅战斗队优先部署增强的能力以增加它们在今天和未来战斗中全谱作战效能和生存能力。更大的士兵和部队效能对于战备至关重要。

从2008年7月开始,未来战斗系统装备将开始进行初步的有限用户测试(P-LUT)。初步的有限用户测试有意集中在前面计划的重型旅战斗队有限用户测试。这次测试努力的结果将支援条令、组织和装备发展努力。计划中的2009财年的正式的有限用户测试将成为“螺旋式增量”第1阶段采办决策的基础。这些变化将确保所有的43个步兵旅战斗队到2025年前全面装备带“螺旋式增量”技术的未来战斗系统。

由未来战斗系统带给当前部队的能力正保证今天的士兵的持续优势。从I类无人驾驶飞行器的“先驱”系统部署到当前作战旅的事实中可以看出,未来战斗系统技术的加速部署已经很明显了。为今天的部队同步提供的实时视觉感知能够区分友军和敌人的连、排一级部队,这一潜能将大大增强小型部队的作战。揭开面纱的未来战斗系统非视距(NLOS)火炮技术在集成网络系统方面是一个里程碑。地面士兵系统、战术/城市传感器、非视距发射系统、集成网络通信在悍马平台上的合成将给予步兵旅战斗队从旅到排一级的观察、了解、理解和先敌行动的前所未有的能力。

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