Hörlurar måste också vara kompatibla med annan utrustning som hjälmar, arbete under svåra förhållanden (värme, kyla, fukt och damm) och integreras med olika kommunikationssystem på plattformen.
Gammal och ny
Ett så stort antal krav gör det problematiskt att tillverka taktiska headset som fullt ut skulle tillgodose soldaternas behov och samtidigt inte skulle vara en betungande utrustning. Marknaden för sådan utrustning kan delas upp mellan traditionella hörlurar och nyare in-ear-enheter.
Alla befintliga telefonhörlurar består av tre huvudkomponenter: två telefoner med en kopp och en öronkudde, anslutna med en bygel som löper runt huvudet, vilket gör att du kan höra överförda och fördröja oönskade ljud utifrån; en mikrofon med ett filter för att fördröja för högt ljud: och en kabel som ansluter headsetet till en radio eller annan ljudenhet.
In-ear-enheter använder ett litet öronpropp som passar in i örat som kommersiella hörlurar. Ett sådant headset innehåller emellertid också en mikrofon som är ansluten med en kabel till radiostationen på bröstet.
Matthew Hemenez från Silynx, en headsetdesigner och tillverkare, sa att marknaden fortfarande domineras av headset. Även om dessa enheter fortfarande förbättras tekniskt, till exempel på grund av avancerade brusfilter, är det svårt att göra det inkommande ljudet mycket renare än det redan är.
Enligt hans uppfattning sker "stora förändringar" på applikationsnivå, med soldater som ser fördelarna med in-ear-enheter framför öronproppar. Han anser också att headset "bör betraktas som oacceptabla enheter idag."
Hans argument är att de högklippta ballistiska hjälmarna som erbjuds soldater idag är specifikt "vässade" för användning av headset, eftersom det måste finnas utrymme för telefoner. Hemenez noterade att militären, tillsammans med industrin, har beslutat att ta bort 25% av det skydd som en vanlig ballistisk hjälm ger så att headset kan användas, "detta är knappast en kompromisslösning." Argumentet som han framförde. är att headsetet ska vara utformat för huvudplattformen, det vill säga hjälmen, och att ändringarna i hjälmdesignen för att matcha headsetet representerar en "partiell optimering".
Överens om att vara oense?
Tillverkare av befintliga headset håller inte med om sådana argument. Enligt Eric Fallon från 3M Peltor kan in-ear-lösningar endast bäras under korta perioder, varefter de blir obekväma och "om du drar ut det är det redan svårt att sätta tillbaka det, till skillnad från hörlurar."
Han sa att erfarenheten med hörlurar är mycket rikare och att US Navy Special Forces och Delta Squad "i allmänhet älskar dem". Medan han erkände att vissa "ingen erfarenhet" befälhavare tror att ITS är en lovande väg, ser han den enda möjliga användningen i situationer där det behövs mycket smyg och soldater måste vara diskreta.
Chris Moore från Revision Military, som lanserade den nya Sensys ComCentr2 in-ear-enheten 2017, sa att in-ear-enheter är en relativt ny utrustning. US Marine Corps (ILC) accepterade dessa makrodjupskläder endast 2009; köpt mer än 40 tusen enheter har inte distribuerats i divisionerna.
Enligt Hemenez gör framsteg inom området in-the-ear-produkter dem mer tillförlitliga. Han sa att Silynx inte använder benledningsteknik för sina mikrofoner. Detta tillvägagångssätt har använts under en tid med in-the-ear-headset, men det kräver en exakt placering av öronproppen i den specifika delen av örat, där broskkammen är närvarande, så att röstvibrationer kan överföras.
Han märkte att de kan bli ett problem för soldaterna, eftersom kommunikationen avbryts vid förskjutning eller borttagning av linjen från denna zon. Silynx använder en in-ear-mikrofon som ett alternativ till benledning. Detta innebär att headsetet kan flyttas utan att anslutningen störs, och denna lösning låter dig höra viskningen mycket tydligare, vilket inte är fallet med benledningsanordningar som har problem med detta.
Hemenez kritik mot headset är följande: de lägger 0,5 kg till hjälmens vikt; i varmt väder med slutna öron är det mycket obehagligt; och de är fästa på hjälmen och, om den tas bort, lämnas soldaten utan kommunikation. Han tillade att om en soldat bär ögonskydd eller skyddsglasögon, så kan tinningarna bakom öronen äventyra förseglingen av öronproppen och snabbt försämra bullerskyddet.
Följaktligen är utmaningen för företag som Silynx att tillhandahålla ett övertygande fall för att använda in-the-ear-headset, men hittills har militärens svar på detta varit blandat. Hemenez tror att detta beror på olika generationers preferenser. Äldre soldater som traditionellt har använt headset tenderar att föredra dessa enheter och är därför osannolika att välja en ny utrustning som de tycker är obekväma.
Han hänvisade till ett amerikanskt arméprogram från 2013 som skaffade ett litet antal ITE: er för testning med möjlighet att öka upphandlingen för alla infanterienheter. Hemenez noterade dock att programmet faktiskt var ganska "experimentellt" och efter tre månader övergavs det.
Han jämförde denna reaktion med de brottsbekämpande myndigheternas, som inte har några problem med ITE -system, eftersom polisen och andra inte har liknande erfarenhet av headset och därför inte finner ITE -motsvarigheter obekväma.”Det handlar om uppfattning. Hjälmar och headset är också obekväma, men det är en annan typ av obehag."
Moore höll med om att uppfattningen är viktig och att "progressiva människor gör ett bättre jobb med ITS, och människor som hatar förändring vill inte ens höra om det." Enligt hans uppfattning försöker militären på grund av åsiktsskillnader försöka båda alternativen så att personalen kan välja."
Ärendet började med att två begäranden om information om hörapparater släpptes. Den första i Communications Accessory Suite-Land släpptes av armén i juni 2017, och den andra i Hearing Enhancement Devices släpptes av USMC i september 2018.
För att bäst tillgodose behoven hos dessa förfrågningar finns hörlurar och in-ear-alternativ. Vi kan säga att världsbilden långsamt börjar förändras, och allt fler militär personal känner igen möjligheterna med in-the-ear-enheter. Det är dock inte helt klart om dessa produkter kommer att köpas i stora mängder för armén och marinesoldaterna under det officiella programmet.
Vara den första
Medan vanliga arméer är ganska ovilliga att anta in-the-ear-lösningar, har specialoperationsstyrkor använt dessa enheter ganska länge. Även om headsetfamiljen 3M Peltor Comtac III utan tvekan är en av de mest populära lösningarna och används av specialstyrkor i många länder, har in-ear-alternativ på senare tid blivit mer och mer populär.
Hemenez sa att australiensiska, brittiska och amerikanska MTR är ledarna här och att britterna har använt Silynx -produkter i över ett decennium. "Dessa specialstyrkor förändrade helt sin världsbild, som inte kan sägas om andra länder."
Fallon noterade att headset kan användas i nästan alla miljöer, i alla miljöer, från luft och vatten till öken och damm; de är tillräckligt pålitliga för de flesta operationer. Detta lockar specialstyrkor, eftersom sådana enheter kan användas, till exempel: för att utbyta meddelanden med flygplanets besättning, medan fallskärmshoppning, medan du simmar i vatten (upp till 20 meters djup), på stränder och annan sandig terräng.
Han tillade att hörlursalternativ inkluderar att fästa telefonerna på en skena på en beskuren hjälm för att inte kasta bygeln runt huvudet. Detta gör att de kan flyttas om det behövs för att ventilera parotidutrymmet.
Men som med Silynx produkter i örat, hade 3M också problem med testmetoden för sina in-ear-produkter och övergav dem därför. Fallon noterade att allt berodde på hjälmproblemet; vissa soldater bar hjälmar av fel storlek när de använde headsetet, vilket förklarar detta som obehag.
"Den amerikanska militären har kommit långt för att förstå hur viktig en hjälm är för en soldat, särskilt om du lägger till prylar till hjälmen," sa Fallon. "Vanliga enheter kommer inte att ge upp högkronade hjälmar när som helst snart, eftersom tyngdpunkten ligger på skottsäkert skydd."
Försvarsfrågan
Men på grund av att konventionella väpnade styrkor blir mer tekniskt avancerade, ökar också kommunikationens prioritet.
Fallon citerade också hörselskydd som en viktig fråga och tillade att Department of Veterans Affairs har spenderat 1,5 miljarder dollar på hörselproblem för tidigare militär personal. Hörselskydd i headset måste klara övergången från mycket tysta till extremt högljudda scenarier, liksom de plötsliga händelser som soldater möter i strid.
Till exempel kan en patrullgrupp i Afghanistan tillbringa flera dagar i en mycket tyst miljö, i vilket fall det inte behövs hörselskydd. Men under en sammandrabbning blir det snabbt bullrigt, särskilt när man använder sådana vapen som handgranatkastaren AT4, vars volym når 180 dB, "medan det kan påverka hörselorganen negativt, ibland resten av ditt liv." Fallon tillade att man måste förstå "ljudbehov eftersom de är komplexa och måste innehålla perioder av tystnad."
Olika typer av buller har dock olika effekter och ljudet från en explosion har inte den mest negativa effekten på hörseln. Det långvariga bullret som genereras av maskiner, flygplan, motorer och generatorer har en mycket större negativ inverkan på grund av dess uthållighet och varaktighet.
Som Fallon förklarade, under inspelningen skapas ett topptryck som varar mindre än en sekund. Konstant ljud kan skada hörselorganen även vid en volym på mer än 85 dB; till exempel kan bullret från HMMWV-pansarbilen ligga på 100 dB och CH-47 Chinook-helikoptern på 125 dB. Detta är mer skadligt än en explosion med en ljudstyrka på 140 dB, ett skott från ett M4 -gevär med en ljudstyrka på 164 dB, eller till och med ett skott från en AT4 -granatkastare.
Taktiska headset ger hörselskydd på två sätt. Den första är elektrisk, där mikrofonerna i headsetet tar emot och förstärker bruset för användaren. Detta begränsar alla ljud som är högre än 82 dB. Den andra typen är passivt skydd med hjälp av öronkuddar för headsetet och ett in-ear för ett in-ear-headset. Fallon noterade att in-ear-enheter kan ge bättre passivt skydd med högre ljudabsorbering, men in-ear-enheter passar fortfarande räkningen.
Moore sa att militären vill flytta till in-ear-headset på grund av den bättre en-nivå-dämpningen (en uppsättning öronproppar).
European Hearing Protection Act EAR352 definierar egenskaperna hos öronproppar mot kontinuerligt buller vid låga, medelhöga och höga frekvenser. "Eartips fungerar bättre än öronsnäckor i tester, men stora problem uppstår vid långvarig användning." Efter fyra timmars bärande börjar öronen värka medan öronsnäckorna kan bäras länge.
Dags för teknik
Men när han tittar framåt sa Moore att det fortfarande finns utrymme för headsetutveckling. Han märkte att enheter som 3M Peltors Comtac och liknande är analoga och medan de "gör sitt jobb" finns det tid att skapa nya avancerade enheter.
"Under de senaste 10 åren har in-ear-marknaden tagit med mycket teknik till headsetutrymmet", sa han. Detta är naturligtvis digital elektronik, vilket är avgörande för tillverkning av in-ear-system. Samtidigt noterade Moore att det aldrig har introducerats på hörlursmarknaden och att detta är precis vad Revision ser som nackdelen med sitt ComCentr2 -headset.
När det gäller hörselskydd har Revision införlivat snabb brusreducering i headsetet när en återspolning av hörbart ljud genereras för aktiv partiell dämpning. "Vi kunde integrera detta system i headsetet, vilket ger en enorm fördel i lågfrekvensspektrumet", säger Moore. "Vi har fått några resultat i labbet och kan erbjuda en halvering av brus i decibel för ett lågfrekvent passivt headset, vilket är en mycket bra indikator, eftersom en decibel är ett logaritmiskt värde."
Revision använder också en digital signalprocessor (DSP) i headsetet som använder algoritmer för att dämpa brus. Detta gör att du kan arbeta i ett större antal bullermiljöer än om signalen överfördes direkt till radiostationen via en standardkabel.
Det finns också fördelar när det gäller att öka ägande av miljön. "Vad digital elektronik gör det möjligt för oss att göra är att avsevärt minska storleken på mikrokretsarna och avsevärt förbättra trovärdigheten med fler mikrofoner."
Istället för bara två framåtskjutande mikrofoner som spelar in bruset och spelar upp det till högtalarna, finns det ytterligare två bakåtskjutande mikrofoner. Genom att använda digital bearbetning och lämpliga filter tillåter detta användaren att skilja mellan främre och bakre brus.
Moore sa att felhastigheten fram och bak för enheter i örat och hörlurar-särskilt den senare eftersom de är längre från örat-kan vara upp till 40% som ljud som kommer från fram- och baksidan. "Du tror att något är framför dig, men det är bakom dig."
”Du kan inte på något sätt ha det här fram-bak-felet på slagfältet, eftersom det är mycket förvirrande och förvirrande för användaren. Det är därför vi har implementerat bakre mikrofoner för att ge denna fram-bak-information till användaren. Det är därför, enligt hans åsikt, det är nödvändigt att uppnå korrekt 3D -ljudsituationsmedvetenhet, även om de flesta konkurrenter kommer att ha två främre mikrofoner och några bara en.
Att utöka tredimensionella ljudfunktioner är att skapa rumslig separation; detta är vad Revision positionerar som en fördel som skiljer sina produkter från andra tillverkares. Med den här funktionen kan användaren lyssna på flera konversationer samtidigt och sedan byta till viktigare - på samma sätt kan öronen selektivt blockera vissa konversationer i närheten och bättre förstå andra.
”Framtida befälhavare kommer att ha upp till fyra radionät anslutna samtidigt. JTACS -systemet har fyra nätverk som fungerar samtidigt, med olika namn, olika utrustning och personer, men nuvarande system tillåter bara två nätverk i ett öra och två nätverk i det andra i bästa fall. Moore förklarade. - I värsta fall måste du ha ett annat par headset för varje nätverk; för att ta emot och sända måste du växla mellan dem."
Revision föreslår att ta dessa informationsströmmar och bearbeta dem med en surroundljudalgoritm som kallas Head Related Transform -funktionen, som delar dem i två kanaler (vänster och höger öra), men sedan lurar användaren att tro att ljudet kommer från utrymmet runt honom …. Ljudet från vart och ett av de fyra näten verkar komma från fyra olika riktningar, 90 ° till höger, 90 ° till vänster, 45 ° till vänster framför och 45 ° till höger framför.
"Konsekvensen är två huvudeffekter", förklarade Moore. "För det första kan din hjärna direkt förstå var samtalet och ljudet från radionätet kommer ifrån, och för det andra överförs ljudet till båda öronen, vilket gör det högre och mer begripligt."
Bindningar
En annan teknisk fördel är eliminering av trådar i headsetet, eftersom användaren i detta fall kan röra huvudet mer fritt. Kablar är den främsta källan till klagomål för soldater oavsett typ av taktisk enhet.
Lösningen är trådlös och eliminerar kablar, men Hemenez noterade att detta kan skapa ett nytt problem - separat laddning av headsetet. På fältet kan detta bli ett problem när det är brist på strömförsörjning.
Moore noterade att trådlösa dongle-typer finns tillgängliga (alla enheter vars kontakt är monterad direkt på sin kropp), vilket gör att du kan ansluta dessa enheter direkt till ett headset eller en radiostation för att upprätta trådlös kommunikation. I det här fallet kräver det inte mycket ström eller en stor antenn för att upprätta kommunikation.
Vissa lovande tekniker inkluderar magnetisk induktion nära fältet (NFMI). Fördelen för militären, sade Moore, är att "sannolikheten för att upptäcka eller avlyssna en signal vid 10-20 meter är mycket lägre än för elbaserade system som en Bluetooth-signal eller en vanlig VHF-radio."
Fallon sa att NFMI skapar ett litet magnetfält inom två meter från källan, vilket ökar säkerheten och tillförlitligheten, och att trådlös teknik är mycket lovande, även om den måste förstärkas och säkras med kryptering.
Taktiska headset erbjuder fler alternativ än någonsin tidigare: förbättrat hörselskydd; operation under svårare yttre förhållanden; och avancerade kommunikationsalternativ. Specialoperationsstyrkor leder traditionellt inom detta område, men när man tittar på den kontinuerliga processen med miniatyrisering och digitalisering är det lätt att gissa att ett ökande antal länder kommer att acceptera sådana anordningar för att förse sina reguljära styrkor.
Numera måste militären för det första bestämma vad de verkligen behöver, och för det andra se till att soldater använder och testar system korrekt, annars kanske de inte får en chans att få kvalitativt nya fördelar på slagfältet.
