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别具一格的德国“未来步兵系统”

 兰黛公主 2013-02-01
 
别具一格的德国“未来步兵系统” - yofuze - 现在进行事 的博客
 德国陆军的“未来步兵系统”(ldZ),

在现代的城市作战环境中,步兵的任务形态也发生了一些变化,他们往往担负安全保卫和灾难救助的责任。在地方冲突中,还不得不与非正规部队交战。这些变化都对步兵的能力需求提出了新的挑战。为了达到这一目标,德国开发了“未来步兵系统”(ldZ),并且计划分两个阶段实现。第一阶段,将建立在目前成熟可用技术上的现代装备作为基础型系统装备到部队,从而快速并且显著地提高武器的性能和部队作战能力。第二阶段,从2010年起开始实施的增强型“未来步兵系统”将通过利用新技术进一步提高系统性能,尤其是C2能力、持续作战能力和生存能力。

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德国”未来步兵系统”中的步兵班由10个士兵组成,还包括一辆运输车。在步兵进行部署时,战车驾驶员和射手将留在车上,剩下的8个步兵将组成两个同样的小组。每个小组都由3个轻型步兵和1个班长或副班长组成,根据自己的能力完成作战任务。”未来步兵系统”计划从20世纪90年代开始实施,第一批“未来步兵系统”基础型(ldZ-BS)于2004年成功交付,其主要合同商是EADS公司。2007年,德国国防军开始采办“未来步兵系统”基础型,以满足紧急作战需求。在关于“未来步兵系统”增强型(ldZ-ES)的需求文件获得正式批准之后,新一轮竞标活动也由此展开,最终,莱茵金属防务公司赢得了这份研发合同。

增强型“未来步兵系统”的组成和特点

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增强型“未来步兵系统”项目的核心目标是为步兵提供一流的装备,使其能够成功地完成自己的任务,同时为其提供最大程度的保护。它为解决模块化和综合化之间的冲突提供了一种全新的技术途径。士兵成为整个系统的中心,他需要具备的能力和技能将决定整个系统的设计。鉴于新型作战形式的需要,增强型“未来步兵系统”必须首先要具备“网络使能”(network-enabled)能力。

在硬件方面,增强型“未来步兵系统”包括以下几个子系统:核心系统、头盔系统、防护服和背装具系统、武器及附件、侦察设备、指挥员设备、下车基础平台和车辆链接装置。在此基础上,各个不同的作战部门还可以根据自身的作战任务和作战需求选择专用的设备。

风险降低阶段的目标在于:减轻重量:通过对各部件进行数字化、微型化、综合化以及模块化,实现体积的缩小并且降低能量消耗:实现人机工效需求。与基础型”未来步兵系统”相比,系统的功能性和集成性有较大提高。

在研制阶段.项目人员将对新需求进行可行性论证,并且降低采办阶段的风险。具体细节包括:基础型“未来步兵系统”的技术转移;增强型系统的功能和能力;对各个独立的组件进行整合,进行系统级的演示和验证:设计训练工具;对全寿命周期管理和后勤支援进行分析。

莱茵金属防务公司的“未来步兵系统”增强型将单个士兵纳入到网络化作战环节内。其特点主要包括:网状结构实时传输声音、数据和视频信号;对现有的光学、光电、无线通信、IT技术等进行功能整合;确保与现有的指挥和C2系统具有互通能力。

这种高度发展、具有前沿性的系统不仅采用了大量新技术,而且将系统的概念向前推进了一大步。在“未来步兵系统”增强型的样机风险降低试验过程中总结的经验和教训将在其扩展型号上得以体现。其具体工作主要包括:

重新设计装具系统和作战服,使其具备更好的人机工效性和功能性:

继续减轻系统重量和优化系统组成;

增加模块化系统;

减少系统中不同类型电池模块的数量;

增强电台和中央计算机使用的独立性。

莱茵金属防务公司的设计者们也充分地考虑到军方的需求,即希望在系统的作战效能、生存能力、指挥能力、持续作战能力和机动能力方面有较大提高,因而对组成增强型”未来步兵系统”的各个组件的整合、联网以及操作使用给予了高度重视,此外,对减轻系统重量、提高单兵组件集成度以及提高士兵的防护能力也进行了充分考量。

基于Linux操作系统的中央计算机通过一个符合人机工效性设计要求的控制装置来操作,并通过多种界面控制着所有其他设备,其功能包括:供电管理;通道监控;士兵个人信息系统,提供地图和形势描述、导航、报告、交换侦察和目标数据信息:处理各种传感器数据:操作者界面和可视化等。此外,计算机系统采用开放式结构,可以方便地进行改进和升级。附加的子系统可以通过一个无线个人局域网(WPAN)进行链接。此外,士兵可以通过头盔显示器上观看所有战场态势信息,如友军位置、作战任务、系统状态等。

增强型系统的作战服不仅可以防止光学仪器探测,应对各种天气变化,同时,还可以抵御生物和化学伤害。附带的人体护甲可以选择1—4级的弹道防护能力。步兵班的指挥员还额外配有特殊装备,主要包括1台便携式电脑、1部甚高频班用电台。

为了实现班内通信以及班际间通信,目前的概念要求使用一个宽带超高频传输线路,并以甚高频传输线路作为补充。而“未来步兵系统”与外界其他单元进行数据交换则需要符合北约多国协同能力项目(MIP-DEM)标准要求。步兵班可以连接到更高级别的指挥系统中,这也是增强型“未来步兵系统”的一个特征。移动自组(ad-hoc)网络可以用于传输声音、数据及数字视频信号,每一名参与者都被指定一个lP地址,从而建立一个战术军用互联网。

在早期经过试验证明可靠的指挥系统技术基础上,莱茵金属防务公司构建了一个全面的指挥系统。系统的组成部分包括:班内成员每个人配备的中央计算机;班长和负责指挥的副班长配备的便携式计算机;与外部指挥系统,如德国陆军的指挥和射击指挥系统(FuWESIFIS)以及陆军指挥控制信息系统(FulnfoSysH)相链接的网络节点。

在系统的研发过程中,莱茵金属防务公司可以借鉴其在战场管理系统开发时获得的经验。该系统目前已经装备欧洲多个国家的武装部队。此外,该公司在参与法国和加拿大步兵现代化项目中也获得了许多宝贵的经验。

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风险评估阶段的收获和结论

2008年8~9月,新型增强型“未来步兵系统”的演示样机进行了风险评估,评估的主要内容是新型系统的可靠性和功能需求,两套班系统,即共计20套单兵系统参加了此次评估。这次评估所获得的经验和结论,按要求被写入制造研发合同中,目的是在2010年底完成首批系统,以便接受后续的作战试验。此次评估的内容主要包括以下几个方面:

有效交战能力

有效交战作为一种能力的要求,是增强型“未来步兵系统”设计之初的两项关键指标之一。基础型“未来步兵系统”中所包括的步兵武器(G82式步枪、MG4式机枪、G36式突击步枪及AG36式榴弹发射器)已经证明了其价值,也具备对付更高级别目标的能力。

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 G36式突击步枪

有效交战这一目标能力中所包含的基本功能要求包括:隐蔽侦察和交战;实时处理与C2相关的信息。提高首发命中率,提高瞄准速度和精度,同时,将射击产生的附带伤害减小到最低。要实现这些需求,不单需要提高单兵作战能力,还包括把可以利用的信息直接、迅速地传递给士兵,将其能够根据信息操控武器,而且阅读信息时双手无需离开武器。同时来自于单兵(传感器)的信息也可以直接传递给指挥员,以便支持其决策过程。此外分队的观察和瞄准装置也需要直接整合到士兵的指挥和控制系统中,以便指挥员根据战场形势选择合适的武器装备。需要指出的是,为避免分队领导者信息过量,部分分队成员将不能再战斗中对信息进行有效处理。

在低照度条件下,增强型士兵系统将使用WBZG2和WBBG3瞄准具发现和识别目标,这两种装备性能优异,但重量体积偏大,只能进行选择性配备,而常用的G36式突击步枪无法配备这两种装备,还需要选择更轻便的光学瞄准装置。

指挥控制能力

指挥控制能力是“未来步兵系统”计划的第二个关键部分。这一能力的实现需要消耗大量的电能,这样又会增加系统的重量,因此目前的工作重点是通过整合控制系统来实现整个系统的优化。在作战过程中,武器的控制系统作用突出,但控制系统组成部件数量需要减少,要求将原先分立的功能或部件尽可能集成到核心处理器中。此外为了确保功能发挥不受限制,系统必须提供一个稳定的电源,以确保即使计算机无法工作,士兵也依然能够通过无线电保持联系。

分队中语音和数据的通信要求意味着每一个士兵都需要配备一部电台,从而使每个人都能获得关于战场形势的最新信息。分队中的班级指挥员将自动链接到分队车辆上更高级别的指挥控制系统(整合的C21和武器控制系统-IFIS.陆军C21系统)中。

指挥控制能力实现的另一个重要要素就是头戴式耳机系统。一方面,它可以保护听力,另一方面它还能确保对周围声音的感知。最新开发的带内衬的头盔系统同时满足了防护和人机工效的要求。而数字技术支持的功能,如HMD4型头盔的“增强真实性”(augmentedreality)已经几乎达到其技术和人机工效发展的极限。

生存能力、持续作战能力、机动能力

生存能力的核心是作战服和防护概念。整个作战服系统是建立在分层优化和分区优化的基础上,优化的结果是使作战服的人机工效和人体微气候环境达到更高的要求。之前德国陆军的防生化作战服虽然经久耐穿,但穿着易引起身体的疲劳,相对而言,目前的作战服结构设计比较合理,在批量生产前的还需要对可操作性和舒适性进行改善。

为了满足持久作战的要求,系统的自主工作时间需要达到72小时以上,需要进一步提高充电电池和主电池的性能。

为提高士兵的机动能力,士兵的背装具系统需要与车辆进行进一步的整合,也就是将车辆看作容纳士兵”母舰”(mothership).士兵在车内就开始对其模块化装备进行选择,以更好地执行任务,根据这种设想,项目人员准备对“拳击手”MRAV车进行进一步的改进。

目前,已经研发完成的系统部件正在进行野外使用试验。根据合同规定下一阶段的工作正在按部就班地进行。接下来后续产品的最终试验将在201 0年后期到2011年中期开始,而批量生产将按计划从2012年后期开始,到201 5年计划共生产400套以上的增强型“未来步兵系统”。

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