Perfekt teknik för den perfekta soldaten. Del 1
Bekämpa överlägsenhet för den moderna soldaten
Eftersom allt mer komplexa stridsutrymmen ställer allt större taktiska krav på enheter, försöker militären och industrin utveckla nästa generations teknologier som kan ge taktisk överlägsenhet gentemot motståndare som är nära jämställda med betydande stridsförmåga.
Ny generations teknik som syftar till att förse den moderna soldaten med de mest effektiva sätten att utföra hela skalan av operativa förmågor forskas kontinuerligt, utvecklas och introduceras i trupperna för att optimera eldkraft, överlevnadsförmåga och noggrannhet på alla taktiska nivåer, inklusive de lägsta. .
Listan över dessa teknologier är enorm, allt från kommunikationssystem och slutanvändarenheter till autonoma stödfordon och målinsamlings- och förvärvssystem som minskar den fysiska och kognitiva bördan på den moderna soldaten.
Enligt Natos doktrin definieras det moderna operativa utrymmet som ”ett utrymme som inkluderar alla nivåer av komplexa konflikter i komplexa miljöer, inklusive omtvistade maritima territorier, där information bör betraktas som armar".
Moderna militärer möter nära jämställda och mäktiga motståndare som Kina, Iran, Nordkorea och Ryssland, som obevekligt bygger upp sin kapacitet inom en mängd olika områden. Som en konsekvens måste de väpnade styrkorna vara redo att inte bara hantera traditionella och befintliga hot, utan också att motverka nya hot i samband med hybridkrigföring, som inkluderar både kinetiska och icke-kinetiska vapen.
Dessa hot är särskilt oroande för nedmonterade närstridsförband och specialoperationsstyrkor (SOF). Men lösningen här kan inte bara vara förnyelse av vapen, hårdvara och mjukvara, utan också utvecklingen av principerna för stridsanvändning och taktik, metoder och metoder för att genomföra stridsoperationer. Allt detta måste kombineras för att ge stridsgrupper en uppsättning möjligheter att motverka ett brett spektrum av hot inom informations- och cybernetiska områden, såväl som inom området för elektronisk krigföring.
Till exempel implementerar de ryska väpnade styrkorna framgångsrikt konceptet "Next Generation Warfare" (deras egen version av hybridkrigföring). Dess genomförande demonstrerades vackert under de militära operationerna i Ukraina och Syrien, där avancerade markenheter fick stöd av noggrant förberedda informationsoperationer.
Det är denna aktivitet som har lett arméerna i många länder att identifiera och utveckla en rad nya tekniker för att stödja små stridsgrupper (företagsnivå och under), som kan ha i uppdrag att genomföra operationer under villkoren för förbud mot tillträde/blockering området där GPS-satellitsignaler och andra kommunikationssignaler lätt kan blockeras.
Stridserfarenheter i Östeuropa, särskilt i Ukraina, har visat att koalitionsstyrkor som verkar i nära anslutning till ryska styrkor upplever olika problem i sina kommunikationsnät.
Ukrainas militärattaché till Storbritannien sa att elektronisk krigföring fortfarande är ett "attraktivt" alternativ för ryska styrkor som opererar i östra Ukraina. "EW är en mycket effektiv icke-kinetisk attackvariant som är ganska svår att spåra," och tillägger att koalitionsstyrkor i regionen mycket väl vet vad störning av VHF-kommunikation innebär. UHF- och GSM-nät.
Till exempel, av okända anledningar, "stoppar radiotrafiken plötsligt", samtidigt som det regelbundet stör driften av obemannade flygfarkoster och markmobiler robotar, mest beroende av GPS-signaler.
Under en övning i Tyskland använder en plutonschef för 173:e luftburna brigaden en slutanvändarenhet (surfplatta) för att överföra information till kompanichefen över det taktiska nätverket
Enligt Getacs talesman Jackson White investerar de väpnade styrkorna alltmer i C4ISTAR-teknologier (Command, Control, Communications & Computers Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconnaissance - kommando, kontroll, kommunikation, datorer, informationsinsamling, övervakning, målbeteckning och underrättelsetjänst ) för att stödja "asymmetrisk krigföring och digitaliseringsstrategi". Som exempel nämnde han företagets X500-server och bärbara dator, samt den senaste slutanvändarenheten, den härdade surfplattan MX50. släpptes 2017.
Denna 15-tums surfplatta möjliggör datautbyte i stora volymer för 6D-kartapplikationer och andra program för driftledning och situationsmedvetenhet. Den mobila enheten i pennfodral kan lagra upp till XNUMX terabyte data, bearbetar och distribuerar data från mark- och luftplattformar, vilket gör det möjligt för frontlinjeenheter att "analysera plattform, uppdrag och annan data för att säkerställa operativ motståndskraft i utmanande stridsmiljöer."
X500-surfplattan har en generisk basarkitektur som möjliggör integration i befintliga och framtida C4ISTAR-nätverk. Enheten körs på ett Windows 10-operativsystem som ger dataskydd, autentisering och fysiskt säker start. Om surfplattan hamnar i fiendens händer kan den inaktiveras på distans med hjälp av programvaran Mobile Device Management.
Militären på de lägsta nivåerna använder i stor utsträckning smartphones och surfplattor, inklusive Getac MX500
Kommunikation nekad
Behovet av säkra meddelanden över ett omtvistat och överbelastat stridsområde är fortfarande ett kritiskt och väsentligt krav för militära styrkor som försöker prestera effektivt i dagens och morgondagens operativa miljöer.
Enligt vissa experter bör nästa generations kommunikationssystem idag inte bara ha ett förbättrat skydd mot störsändare (detta indikeras av exemplet Ukraina), utan också geоhögre datahastigheter för att ge soldater möjligheten att stödja hela utbudet av C4ISTAR-funktioner.
Sådana behov ledde till uppkomsten och distributionen av programmerbara radiostationer av nästa generation. De kan acceptera många speciella kommunikationsprotokoll och tillhandahåller kommunikation under de svåraste förhållandena.
Dessutom försöker många mer avancerade militärer utöka sitt inflytande och etablera globalt samarbete. Detta kräver högre nivåer av interaktion av kommunikationssystem med lokala allierade, som inte har högteknologiska programmerbara radiosystem och taktiska radioapparater tillgängliga för de "västliga" arméerna.
Michael McFerron från US 1st Marine Division, som noterade behovet av förbättrad signaturhantering av kommunikation i små stridsgrupper, varnade: "Vi måste överväga den elektromagnetiska störningen och de signaler vi skickar. Om du sänder ut signaler är du död."
"Hur fungerar man i ett sådant utrymme? frågade McFerron, samtidigt som han påpekade vikten av att stänga av fiendens kommunikation samtidigt som man skyddar marinkårens kommunikation. "Om vi verkar i en sådan miljö, kan vi skydda våra system från mer avancerade hot? Hur förbereder och tränar vi oss för att arbeta i den här miljön?”
MANET (Mobile Ad Hoc Network) är trådlösa decentraliserade självorganiserande nätverk som består av mobila enheter. Varje sådan enhet kan självständigt röra sig i vilken riktning som helst och, som ett resultat, ofta bryta och upprätta förbindelser med sina grannar. Sådana nätverk, oberoende av satellitkonstellationer, blir mer och mer populära. Denna teknik sprids gradvis i infanteriförbanden och i SOF, vilket ger personalen självläkande och störningsbeständiga kommunikationssystem.
Jimi Henderson från Silvus Technologies har sin egen syn på de nya kraven från dagens verksamhetsutrymme. De tillhandahåller möjligheten för specialstyrkor och infanteri i direkt kontakt med fienden, såväl som UAV:er och NMR, att verka i motåtgärder, när kommunikationskanaler med stor sannolikhet kan blockeras.
Till exempel förbättras förmågan för personal och fjärrstyrda system att motverka störningar genom att använda dubbelbandsradio som stöder två radiofrekvensband (t.ex. 2 och 4 GHz) i en enda fysisk enhet. Enligt Henderson tillåter en sådan lösning en modern soldat att snabbt och enkelt växla mellan alternativa frekvenser för att undvika störningskällor utan behov av hårdvaruutveckling.
"Det handlar om att känna till spektrumet," förklarade han och noterade att då befintliga radiosystem kan "förbise" prestanda och störningsproblem. Henderson noterade också att taktiska radiosystem bör fungera inuti byggnader, tunnlar och i underjordiska strukturer, där siktlinjekommunikation lätt kan störas. Det är därför förmågan att upprätthålla icke-line-of-sight kommunikation mellan operatörer och obemannade fordon förblir ett kritiskt operativt krav.
Enheter som arbetar i utmanande urbana eller underjordiska miljöer drar nytta av MANET- och MIMO-enheter som denna Streamcaster 4200 handhållna radio.
Dessa lösningar inkluderar StreamCaster-familjen av radioapparater från Silvus Technologies. Alternativt stöder de anslutningen av sändarriktade antenner 2x2 och 4x4, vilket ger signalförstärkning med 2-3 dB respektive 5-6 dB. Därför är de väl lämpade för "extrema situationer där abonnenter rör sig snabbt eller är utom synfält, medan längden och avståndet mellan antennerna inte spelar någon roll", sa Henderson.
Streamcaster 4200 2x2 MIMO (multiple-input multiple-output) radio är det minsta systemet i portföljbolaget, som kan ge de nödvändiga kapaciteterna till MTR- och infanterienheterna. En radio med uteffekt upp till 4 watt finns i en "härdad handhållen" version; en låg sannolikhet för störning tillhandahålls av "push-to-talk"-läget (endast när en knapp trycks in) och dubbelbandskommunikation.
Enligt Henderson kan Streamcaster-radioapparater stödja upp till 380 MANET-noder på ett enda nätverk. Detta gör att du effektivt kan sända signaler från en nod till en annan på ett automatiskt sätt, vilket minskar beroendet av GPS-signaler och satellitkommunikation i allmänhet.
Streamcaster 4200 kan också ansluta till Wi-Fi och GPS-enheter via en valfri extern kontakt. Varje system kan lagra upp till 128 GB data i internminnet. Henderson uppgav att ett nätverk av sådana radioapparater kunde uppnå "ultra-låg latens, i genomsnitt 7 millisekunder per hopp mellan noder."
I enlighet med de nuvarande behoven relaterade till utförandet av stridsuppdrag i alla C2D2E-scenarier (Communications Degraded / Communications Denied Environment) finns det fler och fler specialiserade MANET-kommunikationsplattformar tillgängliga på marknaden för militären. Till exempel TrellisWare Technologies TW-950 Shadow programmerbar radiostation alternativ. Den presenterades i maj 2017 på SOFIC Special Forces Conference.
Liksom Streamcaster kan Shadow handhållen radio fungera i ett utökat RF-område. Detta möjliggör högre datahastigheter och, enligt TrellisWare Technologies Matt Fellows, "visar en mängd olika högupplösta videor och är helt kompatibla med enheter som kör det proprietära TSM-X-protokollet."
Shadow-enheten väger 312 gram, fungerar i frekvensområdena 225-450 MHz och 1250-2600 MHz och har en sändningseffekt på 2 watt. Radiostationen stöder upp till 16 kanaler med en fördröjning på "mindre än en sekund" och kan fungera under vattnet på upp till två meters djup.
Fellowes bekräftade också att olika SOF-enheter redan använder olika typer av MANET-kompatibla radiosystem, särskilt för att bekämpa terrorism i befolkade områden och under förhållanden där det inte finns någon GPS-signal.
Persistent Systems marknadsför sitt MPU5-system, vars huvudkomponent är en 3x3-radiostation med MIMO-teknik. Enligt Persistent Systems direktör Herbert Rubens, "Den genererar överföringseffekt på upp till 6 watt, vilket ger ett säkert IP-nätverk (internetprotokoll) under alla förhållanden och dataöverföringshastigheter på över 100 megabit per sekund."
MPU5 inkluderar också en integrerad videokodare/avkodare som kan distribuera högupplösta videoströmmar i realtid; Android-operativsystemet som ATAK-programvaran körs på; samt 16 radiokanaler med trafiköverföring över IP-protokoll (RoI).
"MPU5 ökar medvetenheten om situationen, bidrar till ett framgångsrikt slutförande av uppgiften och förbättrar även den övergripande säkerheten. Dessutom representerar MPU5-systemet en extremt kostnadseffektiv lösning genom att implementera många funktioner i en kommersiell produkt”, förklarade Rubens sitt företags position.
Under en övning styr en soldat från den amerikanska armén, som går längs en given rutt, en markrobot
Offlinesupport och artificiell intelligens
MANET-kompatibla radiosystem används alltmer för att kommunicera med autonoma plattformar, inklusive UAV och HMR. De är aktivt utplacerade i operativa scenarier för att minska bördan på SOF-personal och infanteriförband.
En myriad av olika markbaserade robotsystem eller GMR:er erbjuds för närvarande på världsmarknaden. Detta inkluderar små, spårade HMP:er som kan göra sig av med oexploderad ammunition och improviserade explosiva anordningar, såväl som andra uppgifter för att samla in underrättelser. På marknaden finns också ett antal stora hjulplattformar som används både för transport av gods och för stridsstöd. HMP:er kan till och med tillhandahålla brandstöd på heltid till demonterade anfallslag och specialstyrkor.
Ny teknik tillåter nu användning av NMR i allt mer komplexa stridsscenarier. Framför allt finns ett ökat behov av att NMR utför uppgifter i tätorter och underjordiska anläggningar.
Branschkällor hävdar att denna tekniska uppgång har handlat mindre om att designa och utveckla helt nya plattformar och mer om att introducera öppna arkitekturstandarder för enklare integration av nyttolaster och plug-and-play-kontroller. Naturligtvis finns det avvägningar mellan storlek, vikt och kraft, och det finns fortfarande oro för nuvarande nivåer av autonomi över hela NMR-spektrumet.
Enligt Applied Research Associates talesman Matthew Fordham är det först nu som den moderna soldaten börjar dra nytta av autonom teknologi.
I mer än ett decennium har det amerikanska försvarsdepartementet drivit på för den utbredda användningen av terräng-NMR för militära uppdrag, men fram till nyligen drevs deras utveckling främst av forsknings- och utvecklingsprojekt.
"Det var först 2017 som försvarsdepartementet började specifikt finansiera militära ansökningar genom att utfärda en begäran om förslag för RCIS (Route Clearance Interrogation System) ruttröjningssystem och SMET (Squad Multipurpose Equipment Transport) plattform för transport av utrustning för flera ändamål. program”, förklarade han.
Den amerikanska armén valde i december 2017 ut fyra deltagare till SMET-projektet: Applied Research Associates (ARA) och Polaris Defense (Team Polaris); General Dynamics Land Systems (GDLS); HDT Global; och Howe & Howe Technologies.
Detta program namngavs i USA-arméns strategidokument Robotic and Autonomous Systems från mars 2017 som en kortsiktig prioritet (fram till 2020) för markstyrkorna. Konceptet med Manned Unmanned Teaming (MUM-T) är att integrera kombinerade robot- och autonoma förmågor med arméförband samtidigt som full jaktplansfunktion bibehålls.
De ursprungliga principerna för stridsanvändning och krav för SMET hänvisade till ett fordon som kunde följa med soldater som gick med en hastighet av 3 km/h i upp till 72 timmar utan att tanka på en sträcka på över 97 km. I slutändan måste enheten fungera i tre lägen: autonom, semi-autonom och fjärrkontroll.
Plattformen ska bära en last på 454 kg och generera 3 kW på parkeringen och 1 kW i rörelse. Att transportera 454 kg kommer att minska belastningen på varje soldat i truppen med 45 kg. Genom att minska belastningen kommer plattformen att tillåta infanteribrigadens stridslag att resa långa sträckor, medan generering av elektricitet från denna plattform tillåter laddning av utrustning och batterier på språng.
SMET-plattformen är designad för att utföra olika uppgifter, inklusive transport av ammunition, vatten, batterier och specialutrustning; C4ISTAR; och brandstöd.
Fordonet Polaris MRZR X IS som erbjuds för SMET-programmet är en valfritt styrd autonom plattform som är en vidareutveckling av Polaris MRZR terrängfordon
Försvarsdepartementet förväntas bekräfta SMET:s status som ett officiellt program i mitten av nästa år. Den amerikanska armén överväger att köpa upp till 80 plattformar efter att ha valt en föredragen huvudentreprenör.
Enligt Fordham är de plattformar och sensorteknologier som idag är förknippade med sådan HMR-utveckling mogna nog för att kunna användas brett till stöd för den moderna soldaten och tillräckligt kostnadseffektiva för framtida investeringar.
När det gäller framtida utmaningar i samband med den snabba utvecklingen av HMP, kallade Fordham "absolut säkerhet" för den viktigaste delen i alla framgångsrika robotplattformsprojekt. Driften av en HMP måste alltid vara säker, utan oavsiktliga rörelser eller oväntat beteende.
"Bara ett säkerhetsproblem kan ställa robotiseringsprocessen tillbaka i flera år. Förutsägbar plattformsprestanda är nyckeln till framgång. För det första är säkerheten alltid den viktigaste utmaningen. Redundansen av kontrollkontroller, säker programvara, noggrann analys, förmågan att kontrollera och testa - allt detta är grunden för att framgångsrikt uppnå den nödvändiga säkerhetsnivån.
"För det andra finns det många problem med terrängrobotar. Vi har inte Google Maps som visar den bästa rutten, trafikregler med skyltar som i kommersiella appar. Men vi har många stenar, träd, gropar och en kraftig terrängförändring som inte är markerade på kartan, allt detta måste systemet lösa i realtid, förklarade Fordham.
Applied Research Associates har slagit sig ihop med Polaris under SMET-programmet, och erbjuder en lösning baserad på Polaris MRZR ATV (all terrain vehicle) besättningen terrängfordon, som redan är i tjänst med infanteriet och specialstyrkorna från NATO-länderna och deras allierade . MRZR X-varianten är en autonom, valfritt styrd variant av MRZR ATV designad för att ge en mjukare övergång från bemannade till autonoma robotsystem.
MRZR X är utrustad med Modular Robotic Applique Kit (M-RAK), som möjliggör integration av autonoma teknologier samtidigt som den fysiska arkitekturen och mjukvaruarkitekturen för befintliga beboeliga plattformar bibehålls.
Matthew Fordham sa att en av fördelarna med MRZR X är att "en liknande plattform redan är i drift i den amerikanska militären. Produktionskostnaden kommer att vara låg och support tillgänglig över hela världen. Maskinen är lätt att använda och underhålla, och övergången från manuellt till obemannat läge sker med ett tryck på en vippströmbrytare. Utvecklingen av algoritmer för maskininlärning, videobearbetning och FPGA-tekniker (field-programmable gate array) har gett betydande bidrag till den semi-autonoma prestanda som militären för närvarande eftersträvar.”
”NMR-marknaden växer ständigt. När soldaternas förtroende för robotplattformar växer kommer vi att se en ökande distribution av sådana system. Budgetar kommer att utformas med hänsyn till behovet av att införa ytterligare markbaserade robotsystem i militärens arsenal. Vi tittar på våra potentiella motståndare och försöker utöka funktionaliteten hos våra robotar. De kommer att kunna göra det smutsigaste och farligaste arbetet för våra soldater.”
AMSTAF 6 6x6 är ett av flera HMP-alternativ på hjul som för närvarande erbjuds av den israeliska industrin.
Ronen Fishman från det israeliska företaget Automotive Robotic Industry höll med om att utvecklingen av HMP är avgörande för den moderna soldaten.
Han menar dock att NMR-marknaden för nationella säkerhetsstrukturer fortfarande är mer utvecklad än NMR-marknaden för militära strukturer. Men inom en snar framtid kommer dessa tekniker att användas i stor utsträckning i många arméer i världen.
"Förståelsen att NMR bör spela en ledande roll i nästa strid finns redan där, men det kommer att ta ytterligare två eller tre år för denna förståelse att omsättas i verklig handling."
Enligt Fishman är de viktigaste kraven för NMR, att arbeta sida vid sida med en modern soldat, hög manövrerbarhet och utmärkt manövrerbarhet. Även om programvaran förblir en nyckelkomponent i alla HMP-utvecklingsprogram, eftersom endast programvaran tillåter implementering av olika fristående lägen.
"Det svåraste med att skapa programvara är att den måste få de många delsystemen att fungera i perfekt harmoni, och ändå måste den vara tillräckligt flexibel för att integrera avancerade nya delsystem på ett minimum av tid."
Automotive Robotic Industry erbjuder för närvarande flera hjulförsedda HMPs inklusive AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 och AMSTAF 4 4x4 som hon utvecklar tillsammans med BFL India.
Samtidigt genomgår NMR-marknaden en process för att minska storleken på plattformar och nyttolaster för att optimera stödet för infanteri och specialförband, särskilt när de utför spanings- och explosiva ammunitionsuppdrag.
Fortsättning följer...
informationen