Tehnologia perfectă pentru soldatul perfect. Partea 1
Superioritatea în luptă pentru soldatul modern
Pe măsură ce spațiile de luptă din ce în ce mai complexe impun cerințe tactice din ce în ce mai mari asupra unităților, armata și industria caută să dezvolte tehnologii de ultimă generație care ar putea oferi superioritate tactică față de adversarii aproape de egali cu capacități de luptă semnificative.
Tehnologiile de nouă generație menite să ofere soldatului modern cele mai eficiente mijloace de realizare a întregii game de capacități operaționale sunt cercetate, dezvoltate și introduse în mod continuu în trupe pentru a optimiza puterea de foc, supraviețuirea și precizia la toate nivelurile tactice, inclusiv la cele mai mici. .
Lista acestor tehnologii este vastă, variind de la sisteme de comunicații și dispozitive ale utilizatorului final până la vehicule de sprijin autonome și sisteme de achiziție și achiziție de ținte care reduc sarcina fizică și cognitivă a soldatului modern.
Conform doctrinei NATO, spațiul de operare modern este definit ca „un spațiu care include toate nivelurile de conflict complex în medii complexe, inclusiv teritoriile maritime disputate, unde informațiile ar trebui considerate ca arme".
Armatele moderne se confruntă cu oponenți aproape de egalitate și puternici, cum ar fi China, Iran, Coreea de Nord și Rusia, care își construiesc neîncetat capacitățile într-o varietate de domenii. În consecință, forțele armate trebuie să fie pregătite nu numai să facă față amenințărilor tradiționale și existente, ci și să contracareze noile amenințări asociate războiului hibrid, care include atât arme cinetice, cât și non-cinetice.
Aceste amenințări sunt deosebit de îngrijorătoare pentru unitățile de luptă apropiată demontate și forțele de operațiuni speciale (SOF). Cu toate acestea, soluția aici poate fi nu numai reînnoirea armelor, hardware-ului și software-ului, ci și dezvoltarea principiilor de utilizare și tactici de luptă, metode și metode de desfășurare a operațiunilor de luptă. Toate acestea trebuie combinate pentru a oferi grupurilor de luptă un set de capacități pentru a contracara o gamă largă de amenințări în zonele informaționale și cibernetice, precum și în domeniul războiului electronic.
De exemplu, forțele armate ruse implementează cu succes conceptul de „Next Generation Warfare” (propria lor versiune de război hibrid). Implementarea sa a fost demonstrată frumos în timpul operațiunilor militare din Ucraina și Siria, unde unitățile terestre avansate au fost sprijinite de operațiuni de informare atent pregătite.
Toată această activitate a determinat armatele multor țări să identifice și să dezvolte o gamă de noi tehnologii de sprijinire a grupurilor de luptă mici (la nivel de companie și mai jos), care ar putea fi însărcinate cu desfășurarea operațiunilor în condițiile interzicerii accesului / blocării. zona în care semnalele satelitului GPS și alte semnale de comunicație pot fi blocate cu ușurință.
Experiența de luptă în Europa de Est, în special în Ucraina, a arătat că forțele coaliției care operează în imediata apropiere a forțelor ruse se confruntă cu diverse probleme în rețelele lor de comunicații.
Atașatul militar al Ucrainei în Marea Britanie a declarat că războiul electronic rămâne o opțiune „atractivă” pentru forțele ruse care operează în estul Ucrainei. „EW este o variantă de atac non-cinetic extrem de eficientă, care este destul de greu de urmărit”, adăugând că forțele coaliției din regiune știu foarte bine ce înseamnă bruiajul comunicațiilor VHF. Rețele UHF și GSM.
De exemplu, din motive necunoscute, „traficul radio se oprește brusc”, în timp ce funcționarea vehiculelor aeriene fără pilot și a dispozitivelor mobile la sol este, de asemenea, întreruptă în mod regulat. roboți, bazându-se în mare parte pe semnalele GPS.
În timpul unui exercițiu din Germania, un comandant de pluton al Brigăzii 173 Aeropurtate folosește un dispozitiv de utilizator final (tabletă) pentru a transmite informații comandantului companiei prin rețeaua tactică
Potrivit purtătorului de cuvânt al Getac, Jackson White, forțele armate investesc din ce în ce mai mult în tehnologiile C4ISTAR (Command, Control, Communications & Computers Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconnaissance - comandă, control, comunicații, calculatoare, colectare de informații, supraveghere, desemnare ținte și informații). ) pentru a sprijini „războiul asimetric și strategia de digitalizare”. Ca exemple, a citat serverul și laptopul X500 ale companiei sale, precum și cel mai recent dispozitiv pentru utilizatorul final, tableta întărită MX50. lansat in 2017.
Această tabletă de 15 inchi permite schimbul de date de mare volum pentru aplicații de cartografiere 6D și alte programe de management operațional și de conștientizare a situației. Dispozitivul mobil de dimensiunea unui creion poate stoca până la XNUMX teraocteți de date, procesează și distribuie date de pe platformele terestre și aeriene, permițând unităților din prima linie să „analizeze platforma, misiunea și alte date pentru a asigura rezistența operațională în medii de luptă provocatoare.””.
Tableta X500 are o arhitectură de bază generică care permite integrarea în rețelele C4ISTAR existente și viitoare. Dispozitivul rulează pe un sistem de operare Windows 10 care oferă protecție a datelor, autentificare și pornire sigură din punct de vedere fizic. Dacă tableta cade în mâinile inamicului, aceasta poate fi dezactivată de la distanță folosind software-ul Mobile Device Management.
Armata de la cele mai de jos eșaloane folosește pe scară largă smartphone-urile și tabletele, inclusiv Getac MX500
Comunicare refuzată
Nevoia de mesaje sigure într-un spațiu de luptă contestat și aglomerat rămâne o cerință critică și esențială pentru forțele militare care caută să funcționeze eficient în mediile operaționale de astăzi și de mâine.
Potrivit unor experți, sistemele de comunicații de ultimă generație de astăzi nu ar trebui să aibă numai protecție sporită împotriva bruiajelor (acest lucru este indicat de exemplul Ucrainei), ci și să ofereоrate de date mai mari pentru a oferi soldaților capacitatea de a sprijini întreaga gamă de capabilități C4ISTAR.
Astfel de nevoi au condus la apariția și distribuția posturilor de radio programabile ale următoarei generații. Sunt capabili să accepte multe protocoale de comunicare speciale și să ofere comunicare în cele mai dificile condiții.
În plus, multe armate mai avansate caută să-și extindă influența și să stabilească o cooperare globală. Acest lucru necesită niveluri mai ridicate de interacțiune a sistemelor de comunicații cu aliații locali, care nu au sisteme radio programabile de înaltă tehnologie și radiouri tactice disponibile armatelor „occidentale”.
Michael McFerron de la Divizia 1 Marine a SUA, observând necesitatea unei gestionări îmbunătățite a semnăturilor pentru comunicațiile grupurilor mici de luptă, a avertizat: „Trebuie să luăm în considerare interferențele electromagnetice și semnalele pe care le trimitem. Dacă emiți semnale, ești mort.”
„Cum să operezi într-un astfel de spațiu? a întrebat McFerron, subliniind în același timp importanța opririi comunicațiilor inamice în timp ce protejează comunicațiile Marine Corps. „Dacă operăm într-un astfel de mediu, ne putem proteja sistemele de amenințări mai avansate? Cum ne pregătim și ne antrenăm pentru a lucra în acest mediu?”
MANET (Mobile Ad Hoc Network) sunt rețele wireless descentralizate, auto-organizate, formate din dispozitive mobile. Fiecare astfel de dispozitiv se poate mișca în mod independent în orice direcție și, ca urmare, adesea rupe și stabilește conexiuni cu vecinii săi. Astfel de rețele, independente de constelațiile de sateliți, devin din ce în ce mai populare. Această tehnologie se răspândește treptat în unitățile de infanterie și în SOF, oferind personalului sisteme de comunicații cu autovindecare și rezistente la interferențe.
Jimi Henderson de la Silvus Technologies are propria sa interpretare a noilor cerințe ale spațiului de operare de astăzi. Ele asigură capacitatea forțelor speciale și a infanteriei în contact direct cu inamicul, precum și a UAV-urilor și RMN, de a opera în contramăsuri, atunci când canalele de comunicare pot fi blocate cu o mare probabilitate.
De exemplu, capacitatea personalului și a sistemelor controlate de la distanță de a contracara interferențele este îmbunătățită prin utilizarea radiourilor cu bandă duală care acceptă două benzi de frecvență radio (de exemplu, 2 și 4 GHz) într-un singur dispozitiv fizic. Potrivit lui Henderson, o astfel de soluție permite unui soldat modern să comute rapid și ușor între frecvențe alternative pentru a evita sursele de interferență fără a fi nevoie de dezvoltare hardware.
„Este vorba despre cunoașterea spectrului”, a explicat el, remarcând că atunci sistemele radio existente ar putea „să trea cu vederea” problemele de performanță și interferențe. Henderson a remarcat, de asemenea, că sistemele radio tactice ar trebui să funcționeze în interiorul clădirilor, tunelurilor și în structurile subterane, unde comunicațiile cu linia vizuală pot fi ușor întrerupte. Acesta este motivul pentru care capacitatea de a menține o comunicare fără linie de vedere între operatori și vehiculele fără pilot rămâne o cerință operațională critică.
Unitățile care funcționează în medii urbane sau subterane provocatoare beneficiază de dispozitivele MANET și MIMO, cum ar fi acest radio portabil Streamcaster 4200.
Aceste soluții includ familia de radiouri StreamCaster de la Silvas Technologies. Opțional, suportă conectarea antenelor direcționale de transmisie 2x2 și 4x4, oferind amplificarea semnalului cu 2-3 dB, respectiv 5-6 dB. Prin urmare, acestea sunt potrivite pentru „situațiile extreme în care abonații se mișcă rapid sau nu sunt vizibili, în timp ce lungimea și distanța dintre antenele nu contează”, a spus Henderson.
Radioul Streamcaster 4200 2x2 MIMO (multiple-input multiple-output) este cel mai mic sistem din portofoliul companiei, este capabil să ofere capabilitățile necesare unităților MTR și de infanterie. Un radio cu putere de ieșire de până la 4 wați este disponibil într-o variantă „hardened handheld”; o probabilitate scazuta de bruiaj este asigurata de modul "push-to-talk" (doar cand este apasat un buton) si de comunicarea dual-band.
Potrivit lui Henderson, radiourile Streamcaster sunt capabile să suporte până la 380 de noduri MANET într-o singură rețea. Acest lucru vă permite să difuzați eficient semnale de la un nod la altul într-o manieră automată, ceea ce reduce orice dependență de semnalele GPS și de comunicațiile prin satelit în general.
Streamcaster 4200 se poate conecta și la dispozitive Wi-Fi și GPS printr-un conector extern opțional. Fiecare sistem poate stoca până la 128 GB de date în memoria internă. Henderson a declarat că o rețea de astfel de radiouri ar putea atinge „latență ultra-scăzută, cu o medie de 7 milisecunde per hop între noduri”.
În concordanță cu nevoile actuale legate de îndeplinirea misiunilor de luptă în toate scenariile C2D2E (Communications Degraded / Communications Denied Environment), există tot mai multe platforme de comunicare MANET specializate disponibile pe piață pentru militari. De exemplu, TrellisWare Technologies TW-950 Shadow stație radio programabilă alternativă. A fost prezentat în mai 2017 la Conferința Forțelor Speciale SOFIC.
La fel ca și Streamcaster, radioul portabil Shadow este capabil să funcționeze într-o rază RF extinsă. Acest lucru permite rate de date mai mari și, conform lui Matt Fellows de la TrellisWare Technologies, „vizualizează o varietate de videoclipuri de înaltă definiție și este pe deplin interoperabil cu dispozitivele care rulează protocolul proprietar TSM-X”.
Aparatul Shadow cântărește 312 grame, funcționează în intervalele de frecvență 225-450 MHz și 1250-2600 MHz și are o putere de transmisie de 2 wați. Stația de radio acceptă până la 16 canale cu o întârziere de „mai puțin de o secundă” și poate funcționa sub apă la o adâncime de până la doi metri.
Fellowes a confirmat, de asemenea, că diverse unități SOF utilizează deja diferite tipuri de sisteme radio compatibile cu MANET, în special pentru combaterea terorismului în zonele populate și în condițiile în care nu există semnal GPS.
Persistent Systems își promovează sistemul MPU5, a cărui componentă principală este o stație radio 3x3 cu tehnologie MIMO. Potrivit directorului Persistent Systems, Herbert Rubens, „Generează o putere de transmisie de până la 6 wați, oferind o rețea IP (protocol de internet) sigură în toate condițiile și rate de transfer de date de peste 100 de megabiți pe secundă”.
MPU5 include, de asemenea, un codificator/decodor video integrat capabil să distribuie fluxuri video de înaltă rezoluție în timp real; sistemul de operare Android pe care rulează software-ul ATAK; precum și 16 canale radio cu transmisie de trafic prin protocol IP (RoI).
„MPU5 crește gradul de conștientizare a situației, contribuind la îndeplinirea cu succes a sarcinii și, de asemenea, îmbunătățește siguranța generală. În plus, sistemul MPU5 reprezintă o soluție extrem de rentabilă prin implementarea mai multor caracteristici într-un singur produs comercial”, a explicat Rubens poziția companiei sale.
În timpul unui exercițiu, un soldat al armatei americane, mergând de-a lungul unui anumit traseu, controlează un robot la sol
Asistență offline și inteligență artificială
Sistemele radio compatibile cu MANET sunt din ce în ce mai folosite pentru a comunica cu platforme autonome, inclusiv UAV-uri și HMR. Sunt desfășurați activ în scenarii operaționale pentru a reduce sarcina asupra personalului SOF și a unităților de infanterie.
O multitudine de sisteme robotizate la sol sau GMR-uri sunt oferite în prezent pe piața mondială. Aceasta include HMP-uri mici, urmărite, capabile să elimine munițiile neexplodate și dispozitivele explozive improvizate, precum și alte sarcini de colectare de informații. De asemenea, pe piață există o serie de platforme mari pe roți utilizate atât pentru transportul de mărfuri, cât și pentru sprijinul în luptă. HMP-urile pot oferi chiar sprijin de foc cu normă întreagă echipelor de asalt demontate și forțelor speciale.
Noile tehnologii permit acum utilizarea RMN în scenarii de luptă din ce în ce mai complexe. În special, există o nevoie crescută ca RMN să îndeplinească sarcini în zonele construite și utilitățile subterane.
Surse din industrie susțin că această creștere tehnologică a vizat mai puțin proiectarea și dezvoltarea de platforme complet noi și mai mult despre introducerea standardelor de arhitectură deschisă pentru o integrare mai ușoară a sarcinilor utile și controlerelor plug-and-play. Desigur, există compromisuri între dimensiune, greutate și putere și există încă preocupări cu privire la nivelurile actuale de autonomie pe întregul spectru RMN.
Potrivit purtătorului de cuvânt al Applied Research Associates, Matthew Fordham, abia acum soldatul modern începe să beneficieze de tehnologia autonomă.
De mai bine de un deceniu, Departamentul de Apărare al SUA a făcut eforturi pentru utilizarea pe scară largă a RMN-urilor pentru toate terenurile pentru misiuni militare, dar până de curând, dezvoltarea lor a fost condusă în principal de proiecte de cercetare și dezvoltare.
„Abia în 2017, Departamentul Apărării a început să finanțeze în mod specific aplicațiile militare prin emiterea unei cereri de propuneri pentru sistemul de eliberare a rutelor RCIS (Route Clearance Interrogation System) și platforma de transport de echipamente polivalente SMET (Squad Multipurpose Equipment Transport) program”, a explicat el.
Armata SUA a selectat în decembrie 2017 patru participanți pentru proiectul SMET: Applied Research Associates (ARA) și Polaris Defense (Team Polaris); General Dynamics Land Systems (GDLS); HDT Global; și Howe & Howe Technologies.
Acest program a fost numit în documentul de strategie al armatei SUA din martie 2017 Sisteme robotice și autonome ca o prioritate pe termen scurt (până în 2020) a forțelor terestre. Conceptul de Manned Unmanned Teaming (MUM-T) este de a integra capabilități robotice și autonome combinate cu unitățile armatei, menținând în același timp funcționalitatea completă a luptătorului.
Principiile originale de utilizare în luptă și cerințele pentru SMET se refereau la un vehicul care putea însoți soldații care mergeau cu o viteză de 3 km/h timp de până la 72 de ore fără realimentare pe o distanță de peste 97 km. În cele din urmă, dispozitivul va trebui să funcționeze în trei moduri: autonom, semi-autonom și control de la distanță.
Platforma trebuie să suporte o sarcină de 454 kg și să genereze 3 kW în parcare și 1 kW în mișcare. Transportul a 454 kg va reduce sarcina fiecărui soldat din echipă cu 45 kg. Prin reducerea încărcăturii, platforma va permite echipelor de luptă ale Brigăzii de Infanterie să călătorească pe distanțe lungi, în timp ce generarea de energie electrică de pe această platformă va permite încărcarea echipamentelor și bateriilor din mers.
Platforma SMET este concepută pentru a îndeplini diverse sarcini, inclusiv transportul de muniție, apă, baterii și echipamente speciale; C4ISTAR; și suport de foc.
Vehiculul Polaris MRZR X IS oferit pentru programul SMET este o platformă autonomă controlată opțional, care este o dezvoltare ulterioară a vehiculului off-road cu echipaj Polaris MRZR.
Se așteaptă ca Departamentul Apărării să confirme statutul SMET ca program oficial la jumătatea anului viitor. Armata SUA are în vedere achiziționarea a până la 80 de platforme după ce a selectat un contractor principal preferat.
Potrivit Fordham, platformele și tehnologiile senzorilor asociate astăzi cu astfel de dezvoltări HMR sunt suficient de mature pentru a fi utilizate pe scară largă în sprijinul soldatului modern și suficient de rentabile pentru investiții viitoare.
Atingând provocările viitoare asociate cu dezvoltarea rapidă a HMP, Fordham a numit „siguranța absolută” cel mai important element al oricărui proiect de platformă robotică de succes. Funcționarea unui HMP trebuie să fie întotdeauna sigură, fără mișcări neintenționate sau comportament neașteptat.
„Doar o singură problemă de siguranță poate retrage procesul de robotizare cu ani de zile. Performanța previzibilă a platformei este cheia succesului. În primul rând, siguranța este întotdeauna cea mai importantă provocare. Redundanța controlerelor de control, software sigur, analiză amănunțită, capacitatea de control și testare - toate acestea sunt baza pentru atingerea cu succes a nivelului de siguranță necesar.
„În al doilea rând, există multe probleme cu roboții pentru toate terenurile. Nu avem Google Maps care să arate cel mai bun traseu, reguli de circulație cu indicatoare ca în aplicațiile comerciale. Dar avem o mulțime de pietre, copaci, gropi și o schimbare bruscă a terenului care nu sunt marcate pe hartă, toate acestea sistemul trebuie să le rezolve în timp real ”, a explicat Fordham.
Applied Research Associates a făcut echipă cu Polaris în cadrul programului SMET, oferind o soluție bazată pe vehiculul tot teren cu echipaj Polaris MRZR ATV (vehicul pentru toate terenurile), care este deja în serviciu cu infanterie și forțele speciale ale țărilor NATO și aliații acestora. . Varianta MRZR X este o variantă autonomă, controlată opțional, a ATV-ului MRZR, concepută pentru a oferi o tranziție mai lină de la sistemele robotizate cu echipaj la cele autonome.
MRZR X este echipat cu Kitul Modular Robotic Applique (M-RAK), care permite integrarea tehnologiilor autonome menținând în același timp arhitectura fizică și software a platformelor locuibile existente.
Matthew Fordham a spus că unul dintre avantajele MRZR X este că „o platformă similară este deja în funcțiune în armata SUA. Costul de producție va fi scăzut și suportul disponibil în întreaga lume. Mașina este ușor de operat și întreținut, iar trecerea de la modul manual la modul fără echipaj are loc prin apăsarea unui comutator. Dezvoltarea algoritmilor de învățare automată, procesarea video și tehnologiile FPGA (field-programmable gate array) au adus contribuții semnificative la performanța semi-autonomă pe care o caută în prezent armata.”
„Piața RMN este în continuă creștere. Pe măsură ce încrederea soldaților în platformele robotizate crește, vom observa o distribuție tot mai mare a unor astfel de sisteme. Bugetele vor fi formate ținând cont de necesitatea introducerii unor sisteme robotizate la sol suplimentare în arsenalul armatei. Noi, privind la potențialii noștri adversari, căutăm să extindem funcționalitatea roboților noștri. Vor putea face cea mai murdară și mai periculoasă muncă pentru soldații noștri.”
AMSTAF 6 6x6 este una dintre opțiunile HMP pe roți oferite în prezent de industria israeliană.
Ronen Fishman de la compania israeliană Automotive Robotic Industry a fost de acord că dezvoltarea HMP este esențială pentru soldatul modern.
Cu toate acestea, el consideră că piața RMN pentru structurile de securitate națională rămâne mai dezvoltată decât piața RMN pentru structurile militare. Cu toate acestea, în viitorul apropiat, aceste tehnologii vor fi utilizate pe scară largă în multe armate ale lumii.
„Înțelegerea că RMN ar trebui să joace un rol principal în următoarea bătălie este deja acolo, dar va mai dura doi sau trei ani pentru ca această înțelegere să se transforme în acțiuni reale.”
Potrivit lui Fishman, cele mai importante cerințe pentru RMN, care lucrează cot la cot cu un soldat modern, sunt manevrabilitatea ridicată și manevrabilitatea excelentă. Deși software-ul rămâne un element cheie al oricărui program de dezvoltare HMP, deoarece doar software-ul permite implementarea diferitelor moduri de sine stătătoare.
„Cel mai greu lucru la crearea de software este că trebuie să facă multe subsisteme să funcționeze în armonie perfectă și, totuși, trebuie să fie suficient de flexibil pentru a integra noi subsisteme avansate într-un timp minim.”
Industria robotică auto oferă în prezent mai multe HMP-uri cu roți, inclusiv AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 și AMSTAF 4 4x4 pe care le dezvoltă împreună cu BFL India.
Totodată, piața RMN trece printr-un proces de reducere a dimensiunii platformelor și a încărcăturilor utile pentru a optimiza suportul infanteriei și unităților speciale, în special atunci când execută sarcini de recunoaștere și eliminare a munițiilor explozive.
Va urma...
informații