成功案例
GuanHang &Machinery
无人装甲战斗工程车辆新发展
无人地面车辆(UGV)、机器人战车(RCV)和遥控系统(RCS)的应用慢慢的受到全球各国军队地面部队的关注,涉及各种战斗和情报、监视与侦察用途。然而,军事和业界专家这样认为,这一些平台在包括从工程作业到后勤保障和医疗后送等一系列支援任务中也有重要应用。
美国陆军正在通过一系列项目关注这一些平台的未来发展。其中一个有必要注意一下的案例是轻型机器人战车项目,根据该项目,McQ公司、德事隆系统公司(Textron)、通用动力地面系统公司(GDLS)和奥什科什防务公司(Oshkosh Defense)正在开发轻型机器人战车平台原型。
然而,该项目只是美国陆军致力于机器人战车开发领域的个案。美国陆军项目执行办公室负责战斗支援与战斗勤务支援(PEOCS&CSS)的公共事务军官瑞伊·希金斯表示,该军种的机器人和自主平台等“记录在案项目”既能为士兵防区外执行任务提供优势,也可作为“机器骡”发挥后勤保障作用。
希金斯提到了小型多用途装备运输(S-MET)增量I系统,该系统由通用动力地面系统公司基于其多用途战术运输车(MUTT)设计开发,属于一种单一的无线电遥控平台,旨在解决与过度体力负担相关的能力差距,可在连续作战期间为电池充电,并减轻“半独立”作战行动期间的持续保障负担。
按照希金斯的说法,该系统的机器人特性能够减轻装备S-MET无人车的部队的持续保障负担。美国陆军要求开发商致力于整合模块化任务有效载荷(MMP)能力,比如自主性、杀伤力、扩展通信能力和伤亡人员后送等。
此外,希金斯还提到了自主战术车辆系统(ATV-S)项目,该项目将为美国陆军开发并提供无人操作的轻型轮式车辆,旨在支援该军种的后勤保障任务(包括护航行动和航路点导航等)。
去年12月,美国陆军宣布将自主战术车辆系统的“其他交易授权”(OTA,是美国一个强力采办工具的法定名称,主要用来与创新、非传统的国防承包商沟通,并能协同工业部门执行快速、灵活的商业协议。这些协议可以规避大部分现有的政府财政支付过程的法律和条例。它们仅对合同和乙方进行最少的约束,并给予政府在花费资金时相当可观的自由决定权)协议授予机器人研究自主工业公司、Neya系统公司和卡内基机器人公司,这三家公司将制造和交付4辆原型车。
当时,美国陆军项目执行办公室负责战斗支援与战斗勤务支援中的力量投送项目管理的机器人和自主系统产品经理肯特·谢伊将该项目置于持续不断的发展的工业背景和新的作战环境中进行开发。谢伊表示,“现有商业技术将使美国陆军能够缩小技术差距,并在未来继续推进自主能力的提升。现在正是对自主战术车辆系统来进行现代化升级改造,以支援在对抗性环境中进行多域作战的大好时机。”
希金斯补充道,自主战术车辆系统将减少士兵面临的敌对威胁,同时增加护航任务的后勤吞吐量。装有自主战术车辆系统的货盘装载系统(PLS)战术轮式车辆(TWV)将允许一名士兵“引领”一个四辆组成的无线连接护航车队,在增加运输吞吐量的同时,减少遭受敌对威胁的风险。
通用动力地面系统公司的业TANK务发展经理雷·摩尔多瓦表示,尽管像S-MET无人车这样重量较轻的车辆很适合为下车士兵提供支援,但该公司10吨重的履带式机器人车辆(TRX)更适用于支援“重型”任务。这可能包括减少障碍、清除障碍以及直瞄和间瞄火力杀伤,旨在重点支援“斯特赖克”旅战斗队(SBCT)、装甲旅战斗队(ABCT)及其以上规模的部队。
摩尔多瓦还表示:“无人地面车辆非常适用于执行对陆军士兵或海军陆战队员来说枯燥、肮脏或危险的任务。比如,在明确的地点之间一次又一次地移动执行再补给任务。此外,利用通用移动平台还能减轻操作人员和维护人员的培训负担,并最大限度地减少备件库存需求。”
无人地面车辆也适合采用自主系统,因为它们不是为人类操作而设计的。凭借线控架构、可扩展的车载计算系统、集成式模块化传感器和可用网络等有效载荷,无人地面车辆可以在一定程度上完成视距和非视距偏移控制。另据摩尔多瓦称,突破障碍(简称破障)任务是所有任务中最危险的,因此最好由无人地面车辆执行。他指出,通用动力地面系统公司与英国皮尔逊工程公司(Pearson Engineering)合作,为履带式机器人车辆开发了一种专门用于破障的有效载荷。
摩尔多瓦认为,“多用途战术运输车和履带式机器人车辆等无人地面车辆的实用性怎么强调都不为过。每款车的设计都是为了最大限度地提高有效载荷的承载能力和空载功率,以集成各种任务设备套件(MEP);它们还被设计成拥有车载数据网络,可以将任务设备套件完全集成到车辆上,也可以将其集成到更大的战场网络中。”摩尔多瓦补充道,自主解决方案是开发过程的重要组成部分,要一直做评估。随着自主解决方案的改进和越来越复杂,它们将为操作人员提供更多的时间来完成只有人类才能完成的高价值任务。
皮尔逊工程公司的一位发言人强调了无人地面车辆和机器人战车在执行战场/战斗工程作业任务中的潜力,并指出这些任务“众所周知地特别复杂,士兵在执行关键任务以支援机动性、反机动性和生存能力时经常暴露于敌人的炮火之下。”此外,这位发言人还表示,战斗工兵需要高度的适应性,随便什么时间都能根据战场上不断演变的动态环境特点重新配置资源。“无人驾驶车辆具备解决这两个挑战的潜力,通过将人们带离最危险的境遇来减少对人类生命的危险,并使其能够以各种配置快速部署,以满足任务要求。”
据称,无人地面车辆或者机器人战车可以在基于不同配置进行“变型”之前,采用一种任务有效载荷突破雷区,以为己方部队/友军提供突击行动缺口,这对现代战场和下一代战场/战斗工程作业来说将是革命性的。皮尔逊工程公司开发的“先锋”机器人战车(RCV-Pioneer)系列装置旨在提供遥控工程作业能力。每一种装置都是通过有效载荷为特定的战场/战斗工程作业任务量身定制的,可以在野外条件下快速更换。
该概念是基于快速互换性和敏捷性的原则而开发的。据该公司称,这使车辆能够根据正在执行的任务进行扩展和优化,无论是保障车辆自身的机动性,还是为他方提供工程作业支援。皮尔逊工程公司的发言人指出:“用于执行情报、监视与侦察和战斗等其他任务的无人驾驶车辆也需要像有人驾驶车辆一样能够按时到达指挥官选择的地点。如果没有工程作业资产的支援,这些无人驾驶车辆将需要人为干预来确保其机动性,否则最终会削弱其价值。”
THeMIS无人地面车辆和Type-X型机器人战车的制造商爱沙尼亚米勒姆机器人公司(Milrem Robotics)负责能力开发的专家托尼·尼罗表示,未来此类车辆将在执行非战斗任务中发挥重要作用。
尼罗评论道:“在卡车或大型履带式车辆不适合的情况下,无人地面车辆肯定会被用来运送装备和物资,其携带更多装备和物资的能力能够提高从单兵到部队的战斗力。无人地面车辆不仅能够携带包括观察设备在内的较重装备和物资,而且能够防止士兵消耗体能。”
按照尼罗的说法,米勒姆机器人公司正在考虑为战斗和情报、监视与侦察用途之外的多个领域开发无人地面车辆。这包括不同的工程作业功能,比如反简易爆炸装置和通过使用清障/扫雷犁确保(己方部队/友军的)行动自由。
此外,他还提到了医疗后送方面的应用,并指出,尽管该公司正在考虑扩大这一能力的可能性(包括通过集成医疗监测设备),但THeMIS无人地面车辆至少可以安装两具担架。另据尼罗称,后勤保障车辆应用方面的工作也在进行中,包括自动化,旨在“为最后的四分之一英里提供可能的解决方案,即使是开发出的小型车辆也可能有所帮助。”
尼罗还强调了在通信和一系列其他领域的应用。“对于任何一支军队来说,目前的弱点都是严重依赖通信系统。尽管通信技术在对抗干扰和改善连接方面取得了长足进步,但最终的解决方案在于提高机器人的智能。因此,无人地面车辆需要能够通过各种传感器收集信息,能够在战场上以最小的辅助进行移动,并帮助指挥官做出决策。”
尼罗表示,谈论无人地面车辆的非战斗和战斗作用可能会适得其反——相反,应该对其进行全面评估。“目前,米勒姆机器人公司正在通过一个能力框架来开发未来的无人地面车辆;在该框架中,不同类型的机器人资产相结合,使指挥官能够实现其所需的军事效果。 因此,说某些东西发挥了非战斗作用可能会产生误导。与大多数商业案例一样,有‘实干者’和‘赋能者’(通过保护、持续保障等方式参与战斗)。因此,有人可能会说,无人地面车辆的能力是由其相关车载系统实现的。”
皮尔逊工程公司发言人表示,无论是通过操作人员辅助的形式提升自动控制能力,还是通过允许“不干涉”模式的完全自主解决方案,人工智能的进步都将使无人地面车辆能够更快、更有效地执行战场/战斗工程作业任务等活动。这样的解决方案最终将缩短完成任务的时间,为己方部队/友军对抗对手创造前所未有的推进速度,同时将人员风险降到最低。
传统上,专用战斗工程车(CEV)重量大、价格昂贵,采购数量相对较少。报告撰写者研究了以较低成本提高这一能力的新方法,包括采用较小的基础平台,以及开发快速转换/改装套件,使标准的装甲战车能够执行破障或扫雷等诸多任务。
无论是由专用车辆执行,还是由改装平台进行,战场/战斗工程作业始终是现代军队的一项重要任务。随着作战环境的发展演变,该领域将如何发展?现如今,战斗工程车或装甲工程车(AEV)能够完成一系列重要任务(如破障);除其他支援和施工任务外,它们还充当挖掘机和推土机,执行扫雷任务。
克里斯托弗·福斯是国际公认的装甲战车和其他武器系统方面的权威专家,也是Shephard网站《决定性优势:陆战》简报的作者。据他称,尽管战斗工程车和装甲工程车发挥着广泛的重要作用,但绝大多数国家都没有在这一领域运营专用车辆,只有一些例外,比如英国陆军皇家工程兵使用的“小猎犬”(Terrier)装甲工程车。“这是一种非常昂贵且复杂的车辆,因其用途广泛,有时也被称为‘瑞士军刀’。”
相反,大多数国家使用改装的主战坦克和其他车辆来满足各自的工程作业需求,也许为其配备推土铲、扫雷设备或类似的装置,福斯解释道:“就潜在的创新而言,遥控能力可应用于高威胁领域,比如扫雷。展望未来,看看人工智能如何‘适配’战场/战斗工程作业车辆将是一件令人关注的事情。”
美国陆军项目执行办公室负责战斗支援与战斗勤务支援的公共事务军官瑞伊·希金斯表示,该组织目前确实正在探索M1150突击破障车(ABV)的遥控能力。突击破障车遥控系统项目将提供一款全履带式战斗工程车,以突破雷区和复杂的障碍物,提高美国陆军装甲旅战斗队快速推进的能力。希金斯解释道,M1150突击破障车将为士兵提供“补偿”能力,以减少伤亡;还可以集成其他附属装置,比如挖掘机臂、车辆磁异常特征记录器或扫雷辊。“M1150突击破障车目前正处于原型开发阶段,计划在2024~2027财年进入测试、成熟期和工程设计阶段。”
按照希金斯的说法,破障是最危险的地面行动之一,需要机动速度和创新手段。M1150突击破障车是一种高度机动、全履带、重装甲的突破雷场和复杂障碍物的系统,具备与M1A1“艾布拉姆斯”主战坦克底盘相当的乘员保护和车辆生存能力,同时能够与机动部队的速度和机动能力保持同步。工程作业任务的遥控主题始终是美国陆军的一个重要关注点。希金斯还提到了M160遥控扫雷系统,这是一款可由士兵遥控操作的轻型打击式扫雷机器人(主要依托其前端坚硬的防护装甲和安装有打击链条的滚筒进行清除地雷;在M160工作时,滚筒会高速旋转,然后用上面的这些链条清除其前进道路上的各种地雷或者未爆炸弹,从而开辟出一条安全的通道),旨在执行视距内无人排雷行动任务。
适应性显然是当今战场/战斗工程作业中的一个关键主题,而且很可能在未来仍然如此。希金斯还提出了一系列系统,这些系统具备装甲工程作业能力,但不被认为是完全成熟的装甲工程车。比如全地形起重机家族,其中的TypeII型起重机加装了装甲防护套件。希金斯表示,这使得横向、纵向和工兵施工成为可能,并能够为专业支援连队提供进行高架起重、集装箱搬运、打桩、补给活动和一般施工任务所需的能力,以及使其皮尔逊工程公司通过其SLICE适配器概念,推广一种灵活、适应性强的方法使更多车辆能够承担工程作业任务(本页各图)能够对设施、机场和道路等进行升级和维修。 希金斯还强调了美国陆军装备的推土机家族。该家族被认为是关键的军民两用装备,作战期间可为战斗工兵、军需官和运输连提供建造和维护基础设施、实施破障行动及架设桥梁等能力。
此外,她在介绍美国陆军装备的加装了装甲防护套件的重型铲运车时称,“通过为工兵支援连队及横向/纵向施工连队提供建造、维护和维修机场、跑道、滑行道和停机坪、主要补给路线、后勤设施、道路、直升机停机坪、车辆调度中心、铁路和港口所需的土方作业能力,重型铲运车可为当前和未来的多域机动部队提供有力支援。”其他具有重要工程作业应用能力的装备包括振动压路机,也可以加装装甲防护套件,液压挖掘机也是如此。希金斯表示,液压挖掘机的附加装甲防护套件在设计时就充分考虑到了战场/战斗工程作业的适应性,因为它具备损坏机场快速修复、湿隙穿越、地面通信线路施工、基地建设和拆除、屏障和障碍物构筑、生存能力保障,以及基础设施修复所必需的能力。
最后,她提到的是高机动性工程作业挖掘(装载)机(HMEE),该挖掘(装载)机也加装了装甲防护套件。据信,装备了HMEE-IV型挖掘(装载)机的空降、施工和战斗工兵部队能够在整个作战区域进行挖掘、装载和运土等土方作业,以支援机场和道路维修或建设、桥梁场地准备等活动,从而赋能美国陆军当前和未来的多域机动。HMEE-IV型挖掘(装载)机可以随部队单独行驶而无需拖车,能够用于清理道路、移除障碍物、堵塞敌方通路,以及修复通信线路等,从而提高己方部队/友军的机动性、灵活性、可部署性和可持续性;HMEE-IV型挖掘(装载)机在一级公路上的行驶速度可达97千米/小时,在二级公路上可达40千米/小时,能够与美国陆军的作战系统保持同步。
通用动力陆地系统公司本身并不生产装甲工程车,不过正在研制能够执行部分装甲工程车任务的无人地面车辆。该公司的业务发展经理雷·摩尔多瓦表示,研发10吨重的履带式机器人车辆旨在对一系列“重型”任务实施支援。“无人地面车辆在非战斗支援(包括工程作业)方面的优势是多方面的。通过最大限度地减少执行任务所需的人员数量,该系列车辆能够实现倍增效应。此外,因为基础移动平台(比如履带式机器人车辆)可以成为战场指挥官部署多种能力的通用要素,所以无人地面车辆还能够降低后勤保障负担。”摩尔多瓦表示,更广泛地说,很明显,改装具有线控套件和自主能力的装甲工程车“将扩大其在战场上的效能,其原因与无人地面车辆能够提高传统装备部队的战斗力相同。”
战场/战斗工程作业创新的一个主要焦点仍然是需要改造车辆,以用于执行相关工程作业任务,即使这不是它们的最初目的。皮尔逊工程公司的一位发言人指出,“战斗工兵不可能无处不在,而且经常缺乏经费保障,这意味着技术人员和资产在冲突环境中可能会捉襟见肘。”在更广泛地转向多域行动的背景下,皮尔逊工程公司正在推广一种灵活的方法,比如通过采用其SLICE适配器概念,旨在使更广泛的车辆能够承担工程作业任务,让专用的装甲工程车处理最专业和复杂的工作。
按照皮尔森工程公司的说法,SLICE适配器概念旨在提供“即插即用功能”,使主战坦克和其他装甲战车能够快速安装、操作和拆卸各种前端装置,包括推土铲或扫雷犁等。该概念采用轻型适配器,无需对主车辆进行永久性改装即可安装,从而避免对生存能力产生任何影响。从本质上讲,通常由专用工程车使用的扫雷犁(库存中已有)能够准确的通过需要由主战坦克使用。另据皮尔逊工程公司一位发言人称,利用起重机和基本工具,可以在大约15分钟内将SLICE适配器加装在主战坦克上或将其移除。前端装置可以在现场条件下快速安装到SLICE适配器上,而不需要额外的工具。虽然它可以被视为一个简单的车辆接口,但SLICE适配器是一个重要的力量倍增器,可以创造重大的战略优势。
装甲工程车在未来如何进一步去参加了?皮尔逊工程公司的发言人强调了AI和自主性在未来几年的潜力,这可能会为人员提供安全优势、更有效的培训机会和更广泛的能力增强。该发言人指出,AI和自主性的使用能减轻人员的培训负担,工程作业资产能够独自执行一些任务。“鉴于执行战场/战斗工程作业任务会面临固有的威胁和风险,自主性和AI将极大提高战斗工兵的防护能力,原因主要在于它们将增加战斗工兵与交战区域之间的距离。”虽然专用装甲工程车可能仍然是例外而不是规则,但遥控和无人驾驶选项的引入可能会有更多的商家竞相参与,而为作业施工车辆提供装甲防护,以及为标准的装甲战车加装工兵作业适配器,无疑将逐步扩大全球军队使用这一些装甲/战斗工程车的可能性。