美國陸軍機器自動化系統的發展概要

2018年11月,美國陸軍下屬的某研究機構發佈了題為《機動機器人與自主系統:提升戰術機動能力》的綜述文章。該文章介紹了美陸軍在近距離地面戰鬥中面臨的挑戰,分析了機動機器人與自主系統應對這種挑戰的能力,闡述了這種系統的研發與試驗情況。

美國陸軍機器自動化系統的發展概要

一、陸軍面臨的挑戰

1991年的“沙漠風暴”行動,讓美國的對手認識到,美國地面部隊在常規近距離戰鬥中的巨大優勢,從而開始採用新的技戰術,試圖與美國陸軍進行戰術遠距離作戰。特別是“9.11”事件後的17年中,美國陸軍一直把重點放在反恐作戰當中,而那些恐怖分子武器的技術含量都不高。這一時期,美國的競爭對手開發了先進的技術,能在美軍接近它們之前就實施干擾,從而降低美軍近距離戰鬥的優勢。眼下美國陸軍正在設法解決關鍵能力缺陷來對抗敵人的遠程打擊,同時陸軍還在實施涉及使用機器人的多域戰。使用機動機器人和自主系統能提升美國陸軍從班一級上升至營一級部隊的作戰範圍,從而解決實力接近的競爭對手使用先進技術帶來的威脅!

二、實力接近的對手帶來的威脅和美國陸軍的應對辦法

2014年烏克蘭顏色革命期間,俄羅斯地面部隊和烏克蘭分裂主義分子發動了一次毀滅性的火箭炮攻擊,在3分鐘多的時間內就摧毀了兩國邊境線附近的2個烏克蘭裝甲營。攻擊前數小時,俄羅斯的無人機和網絡偵察人員已經確定了烏克蘭裝甲部隊的位置。俄羅斯地面部隊和烏克蘭分裂主義分子綜合利用多個領域的工具,有效地將傳感器連接到網絡,顯示出俄羅斯軍事能力有了很大的提高,有能力獲取對美軍的戰術優勢。

俄羅斯綜合運用無人機、無人地面系統和特種作戰部隊,提升了傳感器-發射器網絡的效能,大幅提高了俄羅斯地面部隊的能力。據美國陸軍2016年開展的“俄羅斯新一代戰爭”研究表明,這種無人機、無人地面系統和特種作戰部隊一體化的目的,是為了提升地面部隊的作戰範圍,提升攻擊的精確度,在戰術近距離戰鬥中削弱敵人的地面戰鬥力量。

目前,美國陸軍旅戰鬥隊缺乏像俄羅斯地面部隊擁有的射程、防護能力以及作戰範圍。如果在近期內發生衝突,美國陸軍旅戰鬥隊可能會被俄羅斯地面部隊完全壓制。陸軍訓練與條令司令部正在通過評估相關研究成果,以提出針對這一問題的解決方案。與本問題最密切的三個挑戰是:開展空對地偵察活動和安全行動;實施諸兵種聯合機動;發展能力強大的作戰編隊。

本次評估發現,美國地面部隊需要提升防護能力、射程、機動能力和殺傷力,以對能力接近的對手形成優勢。美陸軍在條令手冊中分析瞭解決方案。其中,《第3-0號陸軍野戰手冊:作戰》和《2028:多域作戰中的美國陸軍》認為要進行多域戰。具備自主能力的系統能提升態勢感知、機動能力和行動速度,從而扮演從班到旅戰鬥隊在內的各級部隊的力量倍增器。

三、機動機器人與自主系統(MRAS)

2017年,美國陸軍發佈了機器人與自主系統戰略。該戰略如果能得到順利實施,將使地面部隊遠離敵人炮火,在分散機動和護航行動中減少官兵的風險。它為半自主/自主系統確定了5項能力目標:提升態勢感知;減輕官兵的身體負擔與認知負擔;增強部隊的維持能力;加快運動與機動;保護部隊。

執行這一戰略的一個關鍵因素就是機動機器人與自主系統。它的關鍵技術能提升部隊的運動能力和機動能力,增加以分散編隊機動的部隊的戰術影響範圍,減輕敵人防區外火力(包括火炮、迫擊炮、反坦克制導導彈與無人系統)的影響。

該戰略指出,在組合編隊中使用機動機器人與自主系統,能提升殺傷力、態勢感知能力、部隊防護能力、生存能力和機動能力。官兵和機器人車輛能協同作戰,保護部隊、發現敵人並在必要時消滅敵人。這種官兵與無人平臺之間的同步整合被稱為“地面有人-無人組合”,認為無人機和無人地面系統能支援陸軍官兵提升機動能力,穿透拒止環境。

美國陸軍機器自動化系統的發展概要

2018年4月6日,在德國格拉芬沃爾訓練區進行的一次機器人複合突破概念演示中,操作員遙控一輛M58“

四、機動機器人與自主系統訓練與試驗情況

美國陸軍通過訓練演習來為機器人機動與自主系統的運用積累經驗。測試與評估的對象包括簡單的無人機到應對地形挑戰的無人地面系統,旨在為官兵運用機器人夥伴和與機器人夥伴協同作戰開發戰術、技術與程序。

2017年6月,密歇根國民警衛隊參加了在格雷林堡舉行的“北方打擊”演習,試驗了運用自主系統的新興戰術。美國陸軍的坦克機動車輛研發與工程中心以及武器研發與工程中心,聯合運用機器人系統協助戰場上的陸軍官兵。坦克機動車輛研發與工程中心是系統整合的牽頭單位,武器研發與工程中心是殺傷力的牽頭研發單位。

一個班使用一輛遙控偵察車,在一架無人機和一輛裝備有遙控M240機槍的M113無人駕駛車輛的支援下開展行動。有了這些裝備,這個班可以在安全位置打擊敵人,顯示了武裝機器人夥伴為官兵提升射程、作戰範圍和態勢感知並降低風險的潛力。

雖然這是美國陸軍首次演練士兵與地面射擊機器人的配合,但卻不是武裝機器人首次用在實戰。2003年美軍佔領伊拉克不久,使用了一種稱為特種武器觀察偵察與探測系統的迷你坦克機器人,陸軍官兵能通過它實現遙控射擊。

2017年8月在佐治亞洲本寧堡舉行的機動機器人與自主系統演示中,機動卓越中心測試了無人機與無人地面系統協同行動來提升戰鬥車輛的殺傷力。坦克機動車輛研發與工程中心以及武器研發與工程中心在一次模擬攻擊中同時使用有人駕駛車輛和無人駕駛車輛。在坦克機動車輛研發與工程中心的演示中,有人駕駛和無人駕駛的高機動性多用途輪式車輛與一輛無人駕駛輕型偵察車一起,對目標進行偵察和打擊。演示證明,有人駕駛車輛與無人駕駛車輛協同行動,能降低有人駕駛坦克海外高機動性多用途輪式車輛暴露在致命火力下的風險。在武器研發與工程中心的艾布拉姆斯殺傷力賦能器演示中,一輛無人車為坦克提供煙幕掩護,第二輛無人車負責發射遠程迫擊炮,坦克內的士兵居然能控制著兩輛無人車!

陸軍在對這幾次試驗結果的分析中,指出機動機器人與自主系統的重要性。陸軍之所以研發這種能力,是因為之前已經制定一份現代化戰略,來為機動機器人與自主系統賦能下的未來機動部隊發展提供路線圖。該戰略名為“機動部隊現代化戰略”,要求研發出能利用五種關鍵賦能技術的下一代戰鬥車輛。這五種賦能技術是:定向能技術,發電與管理技術,先進裝甲材料解決方案,車輛保護系統,機動機器人與自主系統。機動機器人與自主系統發展,是戰場機器人技術研發和投資的重要體現。

美國陸軍機器自動化系統的發展概要

2017年8月22日,陸軍高層領導人在佐治亞州本寧堡觀看機動機器人與自主系統實兵演示

五、前方之路

美國陸軍計劃分三個階段發展機動機器人與自主系統:近期(現在至2020年);中期(2021-2031年);遠期(2031-2040年)。在這些時間內,可能會出現更新的技術、維護解決方案以及更好的武器系統。這種系統最終會有如下優勢:傳感器作用距離更遠,系統生存能力更強,能在更遠的位置對目標進行打擊,能蒐集到更加準確可執行的情報為指揮官所用。




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