Bekämpa överlägsenhet för den moderna soldaten
Eftersom det allt mer komplexa stridsutrymmet ställer allt mer taktiska krav på enheter, försöker militären och industrin utveckla nästa generations teknik som kan ge taktisk överlägsenhet över nästan lika motståndare med betydande stridsförmåga
Nästa generations teknik som syftar till att ge den moderna soldaten de mest effektiva medlen för att utföra hela spektrumet av operativa kapacitet undersöks, utvecklas och implementeras kontinuerligt i trupperna för att optimera eldkraft, överlevnad och noggrannhet på alla taktiska nivåer, inklusive de lägsta.
Listan över dessa tekniker är enorm, allt från kommunikationssystem och slutanvändaranordningar till autonoma supportfordon och målförvärv och förvärvssystem som minskar den fysiska och kognitiva bördan för den moderna soldaten.
Enligt Natos doktrin definieras modernt verksamhetsutrymme som "ett utrymme som omfattar alla nivåer av komplexa konflikter under svåra förhållanden, inklusive omtvistade marina territorier, där information bör betraktas som ett vapen."
Moderna militära styrkor står inför nästan lika och mäktiga motståndare, som Kina, Iran, Nordkorea och Ryssland, som obevekligt bygger upp sin kapacitet inom en mängd olika områden. Som en konsekvens måste militären vara beredd att inte bara bekämpa traditionella och befintliga hot, utan också för att motverka nya hot i samband med hybridkrigföring, som inkluderar både kinetiska och icke-kinetiska medel.
Dessa hot är särskilt oroande för avmonterade närstridsenheter och Special Operations Forces (MTR). Lösningen här kan dock vara inte bara uppdatering av vapen, hårdvara och programvara, utan också utvecklingen av principer för stridsanvändning och taktik, metoder och metoder för krigföring. Allt detta bör kombineras för att ge stridsgrupper en uppsättning möjligheter att motverka ett brett spektrum av hot inom informations- och cybernetiska sfärer, liksom inom området elektronisk krigföring.
Till exempel har de ryska väpnade styrkorna framgångsrikt tillämpat begreppet Next Generation Warfare (sin egen version av hybridkrigföring). Dess genomförande demonstrerades vackert under fientligheterna i Ukraina och Syrien, där framåtgående markenheter fick stöd av noggrant förberedda informationsoperationer.
Det är denna aktivitet som har tvingat många länders arméer att identifiera och utveckla ett antal nya tekniker för att stödja små stridsgrupper (företagsnivå och lägre), som kan få i uppdrag att genomföra operationer under förhållanden som nekar åtkomst / blockerar zon där GPS -satellitsignaler och andra kommunikationssignaler enkelt kan blockeras.
Bekämpningserfarenhet i Östeuropa, särskilt Ukraina, har visat att koalitionsstyrkor som verkar i närheten av ryska styrkor upplever olika problem i sina kommunikationsnät.
Ukrainas militärattaché i Storbritannien sa att elektronisk krigföring fortfarande är ett "attraktivt" alternativ för ryska styrkor som verkar i östra Ukraina."Elektronisk krigföring är en mycket effektiv icke-kinetisk attack som är svår att spåra", tillägger att koalitionsstyrkorna i regionen mycket väl vet vad störande VHF-kommunikation är. UHF- och GSM -nät.
Till exempel av okända skäl "stoppar plötsligt radiotrafiken", medan obemannade flygbilar och mobila markrobotar, som mest förlitar sig på GPS -signaler, också regelbundet störs.
Enligt Getacs talesman Jackson White investerar de väpnade styrkorna alltmer i C4ISTAR (Command, Control, Communications & Computers Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconnaissance) -teknologier. För att stödja "strategin för asymmetrisk krigföring och digitalisering". Som exempel nämnde han sitt företags X500-server och bärbara dator, liksom den senaste slutanvändarenheten, den robusta MX50-surfplattan. släpptes 2017.
Denna 15-tums surfplatta tillhandahåller datautbyte med hög volym för 3D-mappningsapplikationer och andra program för operativ kontroll och situationsmedvetenhet. En mobil enhet i storleken på ett skolpenna kan lagra upp till 6 terabyte data, bearbetar och distribuerar data som tas emot från mark- och luftplattformar, vilket ger avancerade enheter möjlighet att”analysera plattformsdata, utfört uppdrag och andra parametrar för att säkerställa operativ stabilitet under svåra stridsförhållanden.
X500 -surfplattan har en generisk basarkitektur som möjliggör integration i befintliga och framtida C4ISTAR -nätverk. Enheten körs på ett Windows 10 -operativsystem som tillhandahåller dataskydd, autentisering och fysiskt säker start. Om surfplattan faller i fiendens händer kan den fjärraktiveras med hjälp av programvaran för hantering av mobila enheter.
Nekade i samband
Behovet av säkra meddelanden i tävlade och överbelastade stridsutrymmen är fortfarande en kritisk och väsentlig förutsättning för väpnade styrkor som effektivt vill utföra uppdrag i dagens och framtida operativa miljöer.
Enligt vissa experter borde nästa generations kommunikationskommunikationssystem idag inte bara ha förbättrat skydd mot störningar (som indikeras av exemplet med Ukraina), utan också ge b Ohögre datahastigheter för att ge soldater möjligheten att stödja hela utbudet av C4ISTAR -funktioner.
Dessa behov har drivit framväxten och spridningen av nästa generation av programmerbara radioapparater. De kan acceptera många speciella kommunikationsprotokoll och tillhandahålla kommunikation i de svåraste miljöerna.
Dessutom försöker många mer avancerade militärer att utöka sitt inflytande och etablera ett globalt samarbete. Detta kräver högre kommunikationssystems interaktion med lokala allierade, som inte har högteknologiska programmerbara radiosystem och taktiska radiostationer tillgängliga för "västerländska" arméer.
Michael McFerron från USA: s första marina division, som noterade behovet av att förbättra signaturhanteringen för små stridsgruppskommunikationer, varnade:”Vi måste ta hänsyn till den elektromagnetiska störningen och signalerna vi skickar. Om du avger signaler är du död."
”Hur ska man agera i ett sådant utrymme? Frågade McFerron och påpekade vikten av att stänga av fiendens kommunikationssystem samtidigt som man skyddar Marine Corps kommunikation.”Om vi arbetar i en miljö som denna, kan vi skydda våra system från mer avancerade hot? Hur förbereder vi oss och lär oss arbeta i denna miljö?"
MANET (Mobile Ad Hoc Network) - 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 grannar. Sådana nätverk, oberoende av satellitkonstellationer, blir mer och mer populära. Denna teknik sprider sig gradvis till infanterienheter och MTR och ger personalen självläkande och störningsresistenta kommunikationssystem.
Jimi Henderson från Silvus Technologies har ett eget perspektiv på de nya kraven i dagens driftsmiljö. De ger möjlighet för spetsnaz och infanteri i direktkontakt med fienden, såväl som UAV och NMR, att agera i opposition när kommunikationskanaler med stor sannolikhet kan blockeras.
Till exempel förstärks personalens och fjärrstyrda systems förmåga att motstå störningar genom användning av dubbla bandradioer som stöder två radiofrekvensband (t.ex. 2 och 4 GHz) i en enda fysisk enhet. Enligt Henderson tillåter en sådan lösning den moderna soldaten snabbt och enkelt att växla mellan alternativa frekvenser för att undvika störningskällor utan att behöva ändra maskinvaran.
"Det handlar om spektrumkunskap", förklarade han och noterade att då befintliga radiosystem kan "förbise" prestanda och störningar. Henderson noterade också att taktiska radiosystem borde fungera inne i tunnelbyggnader och underjordiska strukturer, där kommunikation från siktlinjen lätt kan störas. Det är därför förmågan att hålla kommunikationen utom synhåll mellan operatörer och obemannade fordon fortfarande är ett kritiskt operativt krav.
Dessa lösningar inkluderar radiostationer från familjen StreamCaster från Silvus Technologies. Alternativt stöder de anslutningen av 2x2 och 4x4 sändande riktningsantenner, som ger en signalförstärkning på 2-3 dB respektive 5-6 dB. Därför är de väl lämpade för "extrema situationer där prenumeranter rör sig snabbt eller är utom synhåll, och antennlängd och avstånd spelar ingen roll", säger Henderson.
Radio Streamcaster 4200 2x2 med MIMO-teknik (multipelinmatning med flera utgångar-en metod för spatiell signalkodning som gör det möjligt att öka kanalbandbredden, där dataöverföring och mottagning utförs av system med flera adaptiva antenner med svag korrelation), det minsta systemet i portföljbolaget, kan ge de nödvändiga kapaciteterna till MTR och infanterienheter. Radion med en uteffekt på upp till 4 watt finns i en "härdad hand" -version; låg sannolikhet för störningar tillhandahålls av "push-to-talk" -läget (endast genom att trycka på knappen) och dubbelbandskommunikation.
Enligt Henderson kan Streamcaster -radioar stödja upp till 380 MANET -noder i ett enda nätverk. Detta gör det möjligt att effektivt sända signaler från en nod till en annan i ett automatiskt läge, vilket minskar allt beroende av GPS -signaler och satellitkommunikation i allmänhet.
Streamcaster 4200-radion kan också anslutas till Wi-Fi och GPS-enheter via en extern extern kontakt. Varje system kan lagra upp till 128 GB data i sitt interna minne. Henderson sa att ett nätverk av sådana radioapparater skulle kunna uppnå "ultralåg latens, i genomsnitt 7 millisekunder per hopp mellan noder."
Som svar på den nuvarande efterfrågan på stridsuppdrag i alla C2D2E -scenarier (Communications Degraded / Communications Denied Environment) finns fler och fler specialiserade kommunikations -MANET -plattformar tillgängliga på marknaden för militären. Till exempel den alternativa programmerbara radio TW-950 Shadow från TrellisWare Technologies. Den presenterades i maj 2017 vid SOFIC Special Forces Conference.
Precis som Streamcaster kan Shadow -handradion fungera i ett utökat RF -intervall. Detta möjliggör högre dataöverföringshastigheter och, enligt Mat Fellows från TrellisWare Technologies, "se en mängd olika HD-video och är fullt kompatibelt med enheter som använder det egna TSM-X-protokollet."
Shadow-enheten väger 312 gram, fungerar i frekvensbanden 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 vatten på två meters djup.
Fellows bekräftade också att olika MTR-enheter redan använder olika typer av MANET-kompatibla radiosystem, särskilt för att bekämpa terrorism i befolkade områden och i avsaknad av en GPS-signal.
Persistent Systems marknadsför sitt MPU5 -system, vars huvudkomponent är en 3x3 -radio med MIMO -teknik. Enligt Herbert Rubens, chef för persistenta system, "Den genererar överföringseffekt på upp till 6 watt, vilket ger ett säkert IP -nätverk (Internet Protocol) under alla förhållanden och datahastigheter överstigande 100 megabit per sekund."
MPU5 innehåller också en integrerad videokodare / avkodare som kan distribuera HD -videoströmmar i realtid; Android -operativsystemet som ATAK -programvaran körs på; samt 16 radiokanaler med trafik över IP (RoI).
”MPU5 förbättrar lägesmedvetenheten, bidrar till uppdragens framgångar och förbättrar också den övergripande säkerheten. Dessutom är MPU5 -systemet en extremt kostnadseffektiv lösning genom att implementera många möjligheter i en kommersiell produkt”, förklarade Rubens om sitt företags position.
Autonomt stöd och artificiell intelligens
MANET-kompatibla radiosystem används alltmer för att kommunicera med autonoma plattformar, inklusive UAV och NMR. De är aktivt utplacerade i operativa scenarier för att minska bördan för MTR -personal och infanterienheter.
Världsmarknaden erbjuder för närvarande en myriad av olika markbaserade robotsystem eller HMP. Detta inkluderar små spårade HMP -apparater som kan avyttra oexploderad ammunition och improviserade explosiva enheter, liksom andra uppgifter för insamling av information. Det finns också ett antal stora hjulplattformar på marknaden som används för både godstransport och stridsstöd. NMP kan till och med tillhandahålla brandstöd på heltid till demonterade överfallsgrupper och specialstyrkor.
Ny teknik tillåter nu användning av HMP i allt mer komplexa stridscenarier. I synnerhet finns det ett ökat behov av MWD för att utföra uppgifter i bebyggda områden och underjordiska verktyg.
Branschkällor hävdar att denna tekniska uppsving handlade mindre om att designa och utveckla helt nya plattformar, utan mer om att implementera öppna arkitekturstandarder för förenklad integration av nyttolast och plug-and-play-styrenheter. Naturligtvis krävs avvägningar mellan storlek, vikt och effekt, och oro kvarstår över nuvarande nivåer av autonomi över hela NMR-spektrumet.
Enligt representanten för Applied Research Associates Matthew Fordham har den moderna soldaten först nu börjat dra nytta av autonom teknik.
I mer än ett decennium har det amerikanska försvarsdepartementet engagerat sig för utbredd användning av terränggående HMP för militära uppgifter, men fram till nyligen drevs deras utveckling främst av forskningsprojekt.
"Det var inte förrän 2017 som försvarsdepartementet började rikta finansiering för militära ansökningar genom att utfärda en RFP för Route Clearance Interrogation System (RCIS) och Squad Multipurpose Equipment Transport (SMET) -programmet," förklarade han.
Den amerikanska armén valde i december 2017 ut fyra deltagare för 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 det strategiska dokumentet från den amerikanska armén Robotic and Autonomous Systems, publicerat i mars 2017, som en kortsiktig prioritet (fram till 2020) för markstyrkorna. Manned-Unmanned Teaming (MUM-T) -konceptet är att integrera kombinerade robotiska och autonoma funktioner med arméenheter samtidigt som man behåller full stridsfunktion.
De första principerna för stridsanvändning och SMET -krav gällde ett fordon som kunde följa med soldater som gick med 3 km / h i upp till 72 timmar utan att tanka över ett avstånd på 97 km. I slutändan måste enheten fungera i tre lägen: autonom, halvautonom och fjärrkontroll.
Plattformen måste bära en belastning på 454 kg och generera 3 kW när den är parkerad och 1 kW i rörelse. Att transportera 454 kg minskar belastningen på varje soldat i truppen med 45 kg. Genom att minska belastningen kommer plattformen att tillåta infanteribrigaden Combat Team infanteribrigadgrupper att resa långa sträckor, medan elproduktion från denna plattform tillåter laddningsutrustning och batterier på språng.
SMET -plattformen är utformad för att utföra en mängd olika uppgifter, inklusive transport av ammunition, vatten, batterier och specialutrustning; C4ISTAR; och brandstöd.
Försvarsdepartementet förväntas bekräfta SMET: s officiella programstatus 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 plattformarna och sensorteknologierna som är förknippade med sådan HMP-utveckling idag mogna nog för att kunna användas i stor utsträckning till stöd för den moderna soldaten och tillräckligt kostnadseffektiva för efterföljande investeringar.
Med hänvisning till de framtida utmaningar som den explosiva utvecklingen av HMP innebär, kallade Fordham "absolut säkerhet" det viktigaste elementet i alla framgångsrika robotplattformsprojekt. HMP -funktionen måste alltid vara säker, utan oavsiktliga rörelser eller oväntat beteende.
”Bara en säkerhetsfråga kan ställa robotiken åt sidan i flera år. Förutsägbar plattformsprestanda är nyckeln till framgång. För det första är säkerheten alltid den viktigaste utmaningen. Redundans av styrenheter, säker programvara, noggrann analys, kontroll och testbarhet - 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 applikationer. Men vi har många stenar, träd, hål och plötsliga förändringar i relief, som inte är markerade på kartan, och systemet måste lösa allt detta i realtid,”förklarade Fordham.
Applied Research Associates har samarbetat med Polaris under SMET -programmet för att erbjuda en lösning baserad på Polaris MRZR ATV (terrängfordon), som redan är i tjänst med infanteri och specialstyrkor i NATO -länder och deras allierade. MRZR X -varianten är en autonom, valfritt kontrollerad variant av MRZR ATV som är utformad för att ge en smidigare övergång från bemannade till autonoma robotsystem.
MRZR X är utrustad med Modular Robotic Applique Kit (M-RAK), som möjliggör integration av autonom teknik samtidigt som den fysiska och mjukvaruarkitekturen för befintliga bebodda plattformar bibehålls.
Matthew Fordham sa att en av fördelarna med MRZR X är att "en liknande plattform redan används i den amerikanska militären. Tillverkningskostnaderna blir låga och support finns tillgängligt över hela världen. Maskinen är enkel att använda och underhålla, och övergången från manuellt till obemannat läge sker med en vippomkopplare. Framsteg inom maskininlärningsalgoritmer, videoprocessering och användarprogrammerbar gate array (FPGA) -teknologi har bidragit betydligt till den semi-autonoma prestanda som militären letar efter för närvarande."
”HMP -marknaden växer ständigt. När soldaternas förtroende för robotplattformar växer kommer vi att se en ökande spridning av sådana system. Budgetarna kommer att utformas med hänsyn till behovet av att införa ytterligare markbaserade robotsystem i den militära arsenalen. Vi, som tittar på våra potentiella motståndare, strävar efter att utöka funktionaliteten hos våra robotar. De kommer att kunna utföra det smutsigaste och farligaste arbetet för våra soldater."
Ronen Fishman från det israeliska företaget Automotive Robotic Industry var överens om att utvecklingen av HMP är avgörande för den moderna soldaten.
Han anser dock att HMR -marknaden för nationella säkerhetsstrukturer fortfarande är mer utvecklad än HMW -marknaden för militära strukturer. Men inom en snar framtid kommer denna teknik att bli utbredd i många arméer i världen.
"Förståelsen för att HWM: er ska spela en ledande roll i nästa strid finns redan, 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 ett HMP -arbete sida vid sida med en modern soldat hög manövrerbarhet och utmärkt manövrerbarhet. Men mjukvara är fortfarande en nyckelelement i alla HMP -utvecklingsprogram, eftersom endast programvara gör det möjligt att implementera de olika offline -lägena.
"Det svåraste med att skapa programvara är att det måste få flera delsystem att fungera i perfekt harmoni och ändå vara tillräckligt flexibla för att integrera nya avancerade delsystem på en bråkdel av tiden."
Automotive Robotic Industry erbjuder för närvarande flera HMP -hjul på hjul inklusive AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 och AMSTAF 4 4x4, som hon utvecklar i samarbete med BFL India.
Samtidigt genomgår HMP -marknaden en process för att minska storleken på plattformar och nyttolaster för att optimera stödet för infanteri och specialenheter, särskilt när man utför spaningar och oexploderade förrådsavfall.
