誕生于反恐戰(zhàn)爭中的美軍機器人
2021-09-15 15:54:08 來源 : 新浪網(wǎng)????????警用裝備網(wǎng)訊:? MULE多功能機器人
MULE為Multifunction Utility/Logistics Equipment的縮寫,意思就是“多功能機器人”。在新制定的美國陸軍陸上機器人的計劃中,有一項任務(wù)是開發(fā)自主移動式機器人。它的最大任務(wù)是直接掩護作戰(zhàn)部隊。通俗點說,這種機器人可以替代士兵,或者成為“士兵的伙伴”直接參加戰(zhàn)斗。盡管美國陸軍現(xiàn)在就有裝有機槍的武裝型“魔爪”機器人,但是,這樣的機器人還不能自主配合人類士兵作戰(zhàn)。
不過,雄心勃勃的美國陸軍正在推進強力戰(zhàn)斗機器人的研發(fā)。其代表性的項目是自主移動型的ARV-A(L)輕型強擊型武裝機器人戰(zhàn)車。這種機器人戰(zhàn)車有一個無人炮塔,炮塔上裝有4具“標槍”反坦克導彈發(fā)射器和重機槍,具有同敵方主戰(zhàn)坦克和步兵作戰(zhàn)的能力。這個ARV-A(L)研發(fā)計劃,并不是一項單獨的計劃,而是大名鼎鼎的FCS(未來作戰(zhàn)系統(tǒng))的一個子項目。2011年期間,由于FCS項目中止,自然ARV-A(L)項目也被束之高閣。
讓我們對研發(fā)多年的MULE多功能機器人的技術(shù)水平一探究竟吧!
MULE多功能機器人為2.5噸級的通用輪式機器人,分為輸送車型、強擊型和反地雷型三種類型。車體為6×6的輪式車輛,動力裝置為混合動力型,即發(fā)動機為直列柴油機,帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn),為電動機提供電能,再驅(qū)動車輪前進。懸掛裝置為扭桿式,將來可以直接采用全電力驅(qū)動。其最大速度達到了90千米/小時,最大行程達到了100千米。
MULE多功能機器人的作戰(zhàn)行動,基本上還是由士兵通過超高頻(UHF)無線電遙控操縱,但是,它具有自主機動的功能。車內(nèi)裝有高性能的復合傳感器、自主導航系統(tǒng)(ANS),可以自動地、實時地判斷地形地物、前進道路、速度、傾斜角、方位等信息,選擇正確的路徑直達目的地。特別是它能自主地跟從有人車輛、人類士兵前進,更是得心應(yīng)手。
引人注目的是,更受到美國大兵的青睞的,與其說是輕強擊型機器人,莫如說輸送車型機器人。這種輸送車型MULE陸上機器人,在作戰(zhàn)前線可以配合兩個步兵班(18人)執(zhí)行72小時(三天)的作戰(zhàn)任務(wù),伴隨運送這18名美國大兵全部的彈藥、糧食、水和個人裝具等。要知道,美國大兵若是全部肩背、手拿幾十千克的彈藥、糧食和裝具,再徒步行進幾十千米,那么,還沒等打仗,就會累得筋疲力盡了。輸送車型機器人,是美國大兵聽話的、不知疲倦的“忠實仆人”,只要實現(xiàn)編制好程序,就一切OK啦!一輛輸送車型MULE的搭載重量為1 089千克,負載能力沒有問題。此外,它還可以完成傷員后送的任務(wù)。
SMET班用多用途機器人
據(jù)統(tǒng)計,一名數(shù)字化的美國大兵,頭戴有紅外夜視儀的頭盔,再配上電子通信顯示終端,再加上武器、彈藥、糧食等個人裝具,總重量接近50千克,已經(jīng)超過了人類士兵徒步行軍負荷的極限。這樣的士兵,還沒等打仗就已經(jīng)疲憊不堪,對戰(zhàn)斗力有重大影響。而戰(zhàn)斗打響之后,徒步步兵所攜帶的7個彈夾又會很快打光。如交戰(zhàn)持續(xù)的時間長,不僅彈藥,食物和水的補充也是一個大問題。在敵火條件下,為美國士兵補充彈藥、糧食和飲用水,歷來是令美軍頭疼的大問題。而有了能自主跟進的輸送車型機器人,便可以較好地解決這一難題。為此,美國陸軍開始執(zhí)行一項名為“分隊多用途裝備運輸車計劃”。分隊多用途裝備運輸車,英文名為Squad Multipurpose Equipment Transport,縮寫為SMET,通俗一點也可以說成是“分隊(班用)多用途機器人”。
SMET所追求的最重要目標是,在戰(zhàn)斗條件下,能為步兵分隊(班)執(zhí)行支援補給任務(wù),能伴隨前進的步兵班9名士兵運輸72小時(3個戰(zhàn)斗日)所需的彈藥、糧食、水等補給品。SMET的車體重量應(yīng)滿足能用UH-60通用直升機吊裝空運的可能。分隊多用途機器人的控制方式有三種:無線電遙控、GPS路徑導航和半自主行駛。所謂的“半自主行駛”,是指利用具有導航裝置的密碼箱和操縱裝置發(fā)出指令,機器人上的接收裝置接收到信號后,跟蹤指令行駛的一種方式。當然,SMET上具有人工智能系統(tǒng)和供給能源的蓄電池等。
這項SMET計劃要求到2022年達到能開始裝備部隊的水平。這種分隊多用途運輸機器人的車體尺寸指標還沒有最后確定。大體上分為大、中、小三個系列。大型的(L)搭載重量為1 000磅(約為454千克),最大行程為250千米;中型的(M)搭載重量為600磅,最大行程為100千米;小型的(S)搭載重量為300磅,最大行程為50千米。美國陸軍實施的SMET計劃中,各家公司提供了多種試驗樣車,供美國陸軍進行試驗比較。初步試驗的結(jié)果表明,小型的(S)雖然價格便宜,但跟隨分隊前進的能力不足。在這里,僅就幾種中型和大型的分隊多用途機器人來加以比較。L型的代表性產(chǎn)品為洛克希德·馬丁公司研制的SMSS;M型的代表性產(chǎn)品為HDT古洛巴爾公司研制的“防護者”(Protector)陸上機器人。
SMSS的全稱為Squad Mission Support System,意思是“分隊任務(wù)支援系統(tǒng)”。通俗點,可以稱之為“班用任務(wù)保障系統(tǒng)”。這是一種多任務(wù)、半自主式陸地無人車,可以說是研發(fā)MULE多功能機器人的洛克希德·馬丁公司的又一個杰作。它最大的特點有兩個。一個是具有非常先進的控制方式;另一個是具有足夠大的搭載量以及具有可擴展性,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
就其控制方式而言,一共有6種控制方式。第一種是利用半自主行駛方式的跟進型(Follow Me)。在這種方式下,SMSS可以一直跟隨前進的步兵向前,也可以自主地到達指定地點(Go-to-Point),還可以自主地按原路返回。第二種方式是,操縱者聲音控制方式(Voice Command),即聲控機器人。第三種方式是,有線或無線遙控方式。第四種方式是,視界外的無線遙控方式。第五種方式是,視界外的有監(jiān)督的自主行駛方式。顯然,在第四種和第五種方式的情況下,都要利用通信衛(wèi)星的數(shù)據(jù)鏈才行。在野外試驗中,操縱者曾經(jīng)成功地實現(xiàn)了在322千米之外對SMSS進行操縱控制的試驗。第六種是操縱者用手動方式對SMSS進行操縱控制。
SMSS的第二個特點是,具有足夠大的搭載量。它采用6×6的越野車體底盤,全重為1 955千克,全長為3.6米,全寬為1.8米,比起一輛家用小轎車的尺寸還要大不少,甚至比起日本陸上自衛(wèi)隊的輕裝甲車的個頭還要稍大些。不過,SMSS跑得不快,最大速度只有40千米/小時,跟隨步兵前進時,只要4千米/小時的速度就足夠了。SMSS的最大行程可達200千米的樣子,可以連續(xù)行駛8個小時。
SMSS的車體有一個寬大的平臺,可以搭載9名士兵的全部個人裝具和武器彈藥,裝卸方便。讓我們看一看一輛SMSS到底能裝多少東西吧!一個步兵分隊(步兵班)9名士兵的行裝包括:行軍背囊9個、機件背包10個、彈藥箱(步槍子彈和機槍彈)8個、容量20升的飲用水容器、9個野戰(zhàn)實用食品箱、“標槍”便攜式反坦克導彈2枚。要讓美國大兵背上這些東西行軍幾十千米,還真是挺夠勁的。從SMSS野外試驗看,SMSS裝上這“全部家當”后,還有空閑地方,足見SMSS的裝載量十分可觀。此外,這種輸送車型的SMSS,還可以很容易地改裝成無人偵察車、武裝陸地機器人、自主型掃雷機器人等,變型能力相當強。
實際上,這種SMSS班用任務(wù)保障系統(tǒng)早在2012年便制成了4臺樣車,全部拿到阿富汗戰(zhàn)場上進行了5個月的實戰(zhàn)運用試驗。一臺SMSS的裝載量為超過設(shè)計指標的907千克,在阿富汗崎嶇的山路上行駛了2千米,取得了滿意的結(jié)果。
2014年8月,美國陸軍在國內(nèi)的試驗場進行了一次史無前例的試驗,即新的無人系統(tǒng)聯(lián)合演練的試驗。任務(wù)想定是:無人機和無人車組合,為深入敵占區(qū)150千米的友軍緊急運送補給品。無疑,如果用有人飛機和有人車輛來完成這項任務(wù),危險性還是相當高的。參試的設(shè)備是K-MAX無人直升機,吊裝SMSS無人車,構(gòu)成了空降機器人組。顯然,這項試驗是通過通信衛(wèi)星、利用遙控操縱方式來完成的。由SMSS車體伸出的高高的桅桿,可以從高處監(jiān)視敵方的戰(zhàn)場態(tài)勢。
這種運用方式是全新的,開創(chuàng)了空陸機器人聯(lián)合運用的新天地。不過,關(guān)于SMSS的不足之處尚不完全明朗。估計主要是一個采購價格問題。SMSS如果采用渦輪增壓柴油機為動力裝置,在最大功率和續(xù)航能力上是能滿足要求的,但是,柴油機的噪音太大,對作戰(zhàn)的隱蔽性和前進的步兵是有影響的。如采用混合電傳動裝置或利用蓄電池供電,則可以實現(xiàn)“安靜地行駛”,但是,這樣一來,采購價格便要高出許多。
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