在當今瞬息萬變的戰(zhàn)場上,小部隊戰(zhàn)術和在復雜環(huán)境中作戰(zhàn)的能力對于軍事行動的成功至關重要。無人平臺、巡飛彈藥和人工智能驅動的解決方案等新興技術正在改變士兵與對手交戰(zhàn)和在充滿挑戰(zhàn)的地形中航行的方式。本報告探討了便攜式無人資產的最新創(chuàng)新,深入了解這些技術如何增強作戰(zhàn)人員的能力并滿足小部隊戰(zhàn)術的需求。
軍事行動往往依賴小部隊和單兵自主執(zhí)行任務的能力。從特種作戰(zhàn)小隊到步兵小隊,士兵們都經過嚴格的訓練,以提高凝聚力、在戰(zhàn)場上生存并長期維持生命。他們攜帶裝滿彈藥的個人和班用武器、個人救生裝備、觀察系統、夜視和通訊設備、食物、水和醫(yī)療包。此外,還需要備用電池來為這些電子設備供電,每人的總重量超過 60 公斤,整個小隊的重量接近半噸。因此,每增加一個士兵的負擔,就必須去除一些其他的東西。
應對重量挑戰(zhàn)的一種潛在解決方案是利用機器人負載載體來抵消多余的重量。然而,為了承受全地形作戰(zhàn),這種載體必須足夠堅固且足夠重,以能夠承載負載。動力裝載機會更加方便和有利,Marom-Dolphin 的 WILD GOOSE 戰(zhàn)術運輸機填補了這個空白。這種電動機器人車輛可以在不同地形上運輸重物,同時保持完整的戰(zhàn)斗力和部隊機動性。有兩輪或四輪配置可供選擇,兩輪車型重 28 公斤,承載能力為 70 公斤,而四輪牽引車則可承載 140 公斤。該運輸車由模塊化單元組成,允許士兵在戰(zhàn)場上將兩種兩輪車模型組合成四輪運輸車。
作為四輪機器人,搬運車可以成為無人武器運輸車,將小隊攜帶的自動武器安裝在小型遠程武器站中,然后由小隊成員遠程操作。這一功能使小隊能夠在掩體后面作戰(zhàn)時,戰(zhàn)略性地部署支援武器,即使是在暴露的地點。相同的配置可以通過攜帶擔架來疏散傷員,并使用士兵的鵝頸連接器進行引導。在這種模式下,運輸車可以釋放三名士兵,否則他們需要將受傷的戰(zhàn)友運送到安全的地方。
無人機 (UAV) 為各種角色的作戰(zhàn)人員提供支持,提供創(chuàng)新功能,例如美國 Areté 公司開發(fā)的基于圖像的自動化醫(yī)療傳感 (AIMS)。AIMS 通過遠程定位、描述和監(jiān)控從受傷點到現場護理的傷員,增強了戰(zhàn)場或大規(guī)模傷員的分類。該系統利用無人機的攝像頭,通過計算機視覺和機載醫(yī)療傳感軟件進行增強,來檢測人員傷亡、評估傷口、測量呼吸和其他生命體征,并記錄患者的狀態(tài)和變化。2021 年,Areté 在現場測試中展示了此功能,實現了此關鍵功能的 TRL-6 準備級別。
特種作戰(zhàn)小組可以考慮使用遠程控制武器支架,例如 Smartshooter 的 SMASH HOPPER P,以在伏擊場景中建立隱蔽的射擊位置。這種輕型、低調的固定遠程武器站 (RWS) 可容納突擊步槍或狙擊步槍,并且可由一個人在現場組裝。該系統配備了平移和傾斜運動控制,受益于該公司為 SMASH 系列開發(fā)的火控軟件,提供目標檢測和跟蹤,以實現精確射擊。
小型巡飛彈及其應用
為戰(zhàn)士開發(fā)的機器人資產包括各種納米徘徊彈藥。這種新的武器類別為單兵和班組級別帶來了超視距 (BLoS) 攻擊能力。
Defendtex 是一家澳大利亞公司,提供獨特的 D40 一次性手榴彈大小的彈藥,設計用于從 40 毫米榴彈發(fā)射器發(fā)射,但如果需要也可以手動發(fā)射。在推出之前,D40 處于折疊狀態(tài),長度為 120 毫米,直徑為 40 毫米。展開后,它的旋翼展開為四旋翼配置并飛行,最高速度為 20 m/s,最大航程為 20 km,飛行時間為 30-60 分鐘,具體取決于有效載荷。無人機空重190克,最大起飛重量300克。其模塊化有效載荷可配置為動能、電子攻擊、ISR、煙霧/閃光和閃光/爆炸效果。D40 能夠自主飛行和集群,使單個士兵能夠攻擊多個目標或進行多輪同時沖擊 (MRSI) 打擊,
另一種徘徊彈藥是拉斐爾開發(fā)的“尖刺螢火蟲”。這種同軸轉子驅動的垂直起降無人機采用雙向軍用標準數據鏈,并具有可拆卸的高爆破片 (HE-FRAG) 彈頭。螢火蟲由單個操作員輕松組裝和發(fā)射,采用日間、熱光電和接近傳感器,使用預設航路點或通過攝像頭引導,導航至目標。檢測到目標后,操作員可以命令螢火蟲攻擊或中止攻擊在撞擊前的任何時間。如果沒有目標交戰(zhàn),武器就會被解除武裝,并且可以安全地收回以供重復使用。螢火蟲在密集城市地形中的交戰(zhàn)范圍為 500 m,在空曠地區(qū)的交戰(zhàn)范圍為 1,500 m,任務續(xù)航時間為 15 分鐘。完整的螢火蟲系統包括三種徘徊彈藥,
另一家以色列公司 SpearUAV 開發(fā)了 VIPER,這是一種具有自主懸停能力的罐式發(fā)射徘徊彈藥。VIPER 在班級提供有機、反應靈敏、精確的火力支援,使操作員能夠消除直接威脅,例如敵方狙擊手和火箭彈小隊,而無需依賴更高級別的資產。
VIPER 具有低聲學和視覺特征、日間和熱成像傳感器以及自動目標識別功能,利用人工智能驅動的避障傳感器實現安全飛行,即使在具有挑戰(zhàn)性的地形中也是如此。在復雜的任務中,它可以單獨運行,也可以作為由單個操作員控制的協作群的一部分運行。VIPER 具有可互換的有效載荷艙,當前選項包括爆炸性、非致命性或電子戰(zhàn)有效載荷。2022 年,Spear 與 Leonardo DRS 合作在美國銷售 VIPER。
土耳其STM公司開發(fā)了KARGU,為地面部隊提供偵察和精確打擊選擇。KARGU武器系統通過完全自主導航進行操作,任務前準備僅需60秒。在自動目標識別軟件的支持下,使用機載攝像頭識別目標后,KARGU 通過安全的 AES-256 位加密數據鏈路將控制權轉移給操作員。操作員保持完全控制,然后可以授權罷工。KARGU 重 7.6-7.8 千克,具體取決于有效載荷,并配備近炸引信 1.3 千克 HE-FRAG 彈頭,帶有 840 枚預成型 4 毫米長方體破片。該平臺的任務續(xù)航時間為30分鐘,可在距控制站10公里、海拔3公里、風速10 m/s的條件下運行。
在美國,Aerovironment 現在提供 Switchblade 300 Block 20。這是一種管發(fā)射的徘徊彈藥,采用可折疊機翼設計。前身 Block 10 型號已在伊拉克、敘利亞、阿富汗和烏克蘭廣泛使用。更新后的 Block 20 模型引入了基于平板電腦的控制系統,簡化了操作員的可用性、規(guī)劃和培訓。此外,更新后的型號還配備了改進的數字數據鏈路 (DDL) 系列,采用 AES-256 位加密,以及新的日間/紅外平移攝像機套件,使其能夠在盤旋和執(zhí)行連續(xù)主動識別 (PID) 時提示目標。
Switchblade 300 Block 20 重 1.77 公斤,可以在不到兩分鐘的時間內通過管發(fā)射做好準備和部署,從而可以快速使用。其翼式配置可實現 50 m/s 的俯沖速度,明顯快于多旋翼無人機的終端速度。它的續(xù)航時間超過 20 分鐘,操作距離最遠可達 10 公里,飛行高度可達 4.57 公里。
室內和地下作業(yè)的創(chuàng)新
小型巡飛彈藥通過將精確殺傷力交給單個作戰(zhàn)人員,徹底改變了小部隊戰(zhàn)術,特別是在復雜的城市地形中。然而,無人機和徘徊武器在室內或地下操作方面存在局限性。專為這些環(huán)境設計的新平臺采用了尖端的人工智能和機器視覺技術,現在支持作戰(zhàn)人員參與近距離戰(zhàn)斗(CQB)場景,甚至是在室內。
態(tài)勢感知在 CQB 中至關重要,傳統上它是通過突擊隊逐個房間地仔細清理建筑物來實現的。這個耗時且危險的過程使士兵面臨巨大的風險,并且在清理地下設施或高層建筑時更加復雜。專為這些任務設計的無人機可以像人類一樣有效地執(zhí)行任務,但速度更快。由于大多數室內空間都沒有被敵人占領,無人機可以使用傳感器繪制室內區(qū)域地圖,掃描每個走廊和空間,尋找生命跡象或誘殺裝置。為了加快這一過程,監(jiān)視是自主進行的,無人機僅在檢測到可疑敵人時報告精確的目標位置或對目標使用效應器。
專為室內使用而設計的無人機示例包括美國 Shield AI 的 Nova 2。該無人機采用最先進的路徑規(guī)劃和計算機視覺算法,可在復雜的地下和多層建筑中自動導航,懸停時間長達 16 分鐘,室內范圍可達 150 m。完全自主性消除了對射頻或遠程操作鏈接的需要。當 Nova 2 清理建筑物時,檢測到的威脅會自動添加到地圖中,并通過振動通知向用戶發(fā)出警報。它使用十個傳感器、五個英特爾實感立體深度攝像頭、四個紅外攝像頭和一個長波紅外 (LWIR) 攝像頭。在整個飛行過程中,無人機會生成建筑物及其周圍環(huán)境的 3D 室內多層和室外地圖,突出顯示門窗入口點并提供場景的通用操作圖片。它具有頂部和底部有效負載連接點、高速數據接口、電源連接和遠程彈出功能,以適應各種有效負載。Nova 2 的總重量為 1.5 公斤,頂部和底部有效負載槽可承載 250 克的外部有效負載。
Xtender 是以色列公司 Xtend 生產的另一款針對室內操作進行優(yōu)化的無人機。
與 Nova 2 不同的是,Xtender 依靠人工引導進行室內飛行。該無人機可支持重達 150 克的有效載荷,這些有效載荷可以是無線電中繼器或復雜場景中所需的其他負載。其控制系統配備Xtend專有的Mark & Fly XOS操作系統,支持多架無人機協同集群。該公司提供了一個與可穿戴通信系統和虛擬現實護目鏡相連的單手控制器,使用戶能夠使用簡單的手勢引導無人機并通過攝像頭監(jiān)控環(huán)境。
第三款針對室內操作進行優(yōu)化的無人機是 Rooster,由以色列公司 Robotican 開發(fā)。這種獨特的設計將四旋翼無人機封裝在堅固的桶形框架中,作為保護屏和輪子,使 Rooster 能夠飛行和在地面上滾動。這種混合配置可實現快速、敏捷的移動并延長室內任務的續(xù)航時間?;旌蟿恿ο到y在飛行中使用旋翼,并在地面或靜止時滾動時節(jié)省電力。通過使用多個 Rooster,車輛可以建立一個自我修復的網狀網絡,以中繼車輛之間的通信并保持與控制器的連續(xù)數據鏈路。這使得在洞穴、碎石遍布的區(qū)域或復雜的建筑環(huán)境等環(huán)境中能夠更可靠地運行。公雞重1. 重 45 公斤,可承載高達 300 克的有效負載。它可以懸停和飛行 12 分鐘,或滾動長達 45 分鐘,但通過將運動和靜態(tài)觀察相結合,它可以支持更長的任務時間,達到 90 分鐘左右。
隨著軍事技術的進步,日益復雜的個人無人資產為士兵提供了前所未有的新攜帶能力。通過利用無人系統、人工智能和先進通信網絡的力量,這些解決方案正在為小部隊戰(zhàn)術制定新標準,并改變特種部隊和徒步步兵作戰(zhàn)的能力。
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