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21世纪以来,世界无人系统技术发展迅速。无人系统的应用环境正在从低强度冲突和威胁环境扩展到高强度交战和中高威胁环境。地面无人系统具有平台损坏、无人员伤亡、长期执勤等特点。目前主要用于扫雷、武装巡逻、核生化探测、危险品运输、消防引导、通信中继和后勤保障等。这是未来。军队行动所需的武器和装备。 2019年,以美国、英国、俄罗斯、以色列为代表的世界地面无人自动驾驶系统技术继续保持快速发展,在发展规划、重点车型项目、新兴自动驾驶技术等方面取得重大进展。
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加快发展军用地面无人自主系统
美英通过一系列布局和重点突破,加快了地面无人自主系统重点项目和机型的研发、部署和升级。
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以系统化布局快速推进地面无人自主系统发展
美国陆军作战能力发展司令部的地面车辆系统中心正在与下一代作战车辆跨职能团队合作,以确定陆军未来对使用工业提供的设备的轻型、中型和重型机器人作战车辆的需求。
在轻型和中型机器人平台方面,5 月,美国陆军作战能力发展司令部的地面车辆系统中心和美国先进军事联盟组织了一场以中小型平台作战演示为重点的竞赛。此外,美国陆军计划采购新的轻型机器人战车平台,并要求工业界为即将进行的试验提供非开发原型。 2019 年 6 月中旬,美国陆军正式要求工业界提交一份白皮书。陆军想要一个“消耗性平台”,可以由 CH-47 支奴干直升机吊起或由 C-130 大力神空运,以便在 15 分钟内为侦察任务做好战斗准备。
美国陆军对轻型机器人战车的要求包括:模块化任务有效载荷,允许指挥官为每个特定任务定制车辆的能力;融入各旅战斗队,无论是改造地面(指受人为因素影响的路面),还是越野地形,都能跟上军队主战平台的步伐;行驶速度40公里/小时,有效载荷544公斤;可以无声驾驶和观察,具有360°态势感知避障能力;使用通用远程武器站发射标枪导弹,在静止和移动时打击敌军和车辆;使用政府提供的设备控制,以遥控、自主航路点导航和引导跟随三种控制模式控制车辆。
对于重型机器人,美国陆军准备使用改装的无人 M113 装甲运兵车来评估大型地面机器人的能力。本工作将使用有人驾驶的布拉德利步兵战车作为机器人控制平台,重点关注机器人编队中有人与无人平台的协调。 2020财年,美国陆军将在排级对机器人战车进行首次测试。测试期间,4个类似于M113装甲运兵车的机器人平台将由2辆代理车控制,每辆有4名士兵,其中1名士兵驾驶车辆,2名士兵控制2辆机器人战车,1名士兵控制有效载荷。 2021财年,美国陆军将在连级进行第二次机器人战车试验,为连级采购8台工业改进型机器人。测试后,陆军将评估其性能。如果评估结果令人满意,2023财年将进行另一次级联测试。
4 月,英国陆军机器人和自主系统负责人表示,英国在机器人和自主系统上的支出将高于之前宣布的。英国国防部6600万英镑的改造基金将用于三个军用机器人项目,即机器人平台、自主陆空物流和纳米无人机系统。英国还将投资 2300 万英镑用于机器人战车。 4 个项目的投资将超过 1 亿英镑,总计可能达到 1.83 亿英镑。英国陆军机器人和自主系统计划的优先事项之一是联合维持自主补给(CAAR)计划,该计划由地面后勤自主机动维持(GLAM)和联合战术自主补给和再补给(JTARR)组成,为前线士兵提供用品和设备。
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美英继续加强军用地面无人系统关键机型和项目的研制、部署和升级
美英继续推动关键机型的研发、部署和升级。 2018 年 12 月 14 日,Endeavor Robotics 披露了为美国陆军个人通用机器人系统 (CRS-I) 计划开发的 Scorpion 机器人的设计细节和图像。美国陆军通用机器人系统计划将为美国陆军提供价值超过 4 亿美元的 3,000 台机器人。 Scorpion Robot 是一种新型多任务无人车,由轻质复合材料制成,可使用 3D 打印部件进行现场维修,重约 11.34 公斤,可装入士兵背包。蝎子机器人坚固轻便,具有良好的机动性和作战能力。它可以穿越崎岖的地形,爬楼梯,在潮湿的环境中战斗。配备多个摄像头,提供高清全天候态势感知。
2019 年 2 月,Qinetic North America 宣布签订一份价值 9000 万美元的合同,为美国陆军现役的 Magic Claw 机器人系统提供全面的支持服务,包括日常维护和升级。迄今为止,美国及其盟国已在全球部署了 4000 多台 Talon 机器人,执行了 80000 多次 IED 清除任务。凭借久经考验的耐用性、易用性、可靠性以及先进、灵活的架构,Magic Claw 仍然被美国军方视为爆炸物处理和反简易爆炸装置任务的关键设备。
2019 年 3 月,英国国防部在自主战士发展大会上宣布,新设立的改革资金中 6600 万英镑将用于战场快速跟踪军用机器人项目。该项目将从三个方面使英国军队受益:
1)新型微型无人机为部队提供空中侦察能力,让他们比战场上的敌人拥有更强的态势感知能力;
2)使具有遥控功能的陆军战车能够部署在有人驾驶车辆前方以探测敌方防御;
3)新型自主后勤车将向战区部队运送关键补给,取代执行危险补给任务的士兵,让他们专注于战斗任务。
英国陆军参谋长说,快速适应的能力是在战场上取胜的重要因素。部署感知能力更强、覆盖范围更广、杀伤力更强的机器人和自主系统将提高部队效率,其部署将增强英国陆军的杀伤力、生存能力和竞争优势。
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后勤保障和武装自主无人车成为地面无人自主系统装备发展的重点
2019年,后勤保障和武装自主无人车越来越受到世界各国的关注。美国、英国、俄罗斯、澳大利亚、以色列等国开展了后勤保障自主无人车示范验证,持续推进武装自主无人车发展。
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自主无人车进入高速发展阶段
2019 年,美国、瑞士、以色列和白俄罗斯都披露了他们的自动无人驾驶车辆系统。
美国展示新型可变形多域自主无人系统
8月,美国机器人研究公司在国际无人系统协会国防、国防和安全展览会上展出了Pegasus可变形自主无人机/无人驾驶车辆混合系统。 Pegasus 是第一个可变形的新型机器人系统,其使用范围和任务能力超过了以前的机器人。 Pegasus 可变形自主无人机/无人驾驶车辆混合系统的特点包括:在无人机和无人驾驶车辆模式下自主运行;飞行续航20分钟,地面续航4小时;有效载荷9.5公斤,可携带情报搜索和侦察有效载荷和化学、生物、放射和核爆炸任务有效载荷;它可以在有或没有 GPS 的情况下使用;它可以执行3D环境映射。
瑞士开发了自己的战术全地形车
12月,Swiss Sand X Motors与URS Labs推出联合研发的无人T-ATV1200战术全地形车。这款战术全地形车采用URS实验室研发的智能遥控系统,配备三轴摄像头、GPS跟踪系统、语音和无线电双向通信和耳机,可在10公里范围内控制车辆-视线范围,或将车辆控制在4公里的距离内。车辆可在视距范围内进行控制,最多可实现10辆互联车辆,并可相互提供中继服务,将遥控范围延伸至100公里以上。无人战术全地形车可根据预编任务和航路点导航自主运行,具有自动返航和跟随功能。配备智能遥控系统的战术全地形车可用于边境和关键基础设施的安全系统。
Israel Gahat Robotics 推出新版 Argo 全地形无人车
Gahat Robotics 在 2019 年第 9 届以色列国际国防和宪兵展览会上展示了其新型 4×4 Argo 全地形无人车。该车配备了一个遥控武器站,配备了一个 7.62 毫米机枪,与目前市场上的其他版本相比,Argonaut全地形无人车更重,可以在极端天气条件下远程操作穿越困难地形。在展会上,Gahat Robotics 还展示了另外两个版本的 Argonaut ATV:一个 8×8 两栖版本和一个 8×8 平台版本,可以自动运输军事装备或伤员。
白俄罗斯BSVT公司披露Centaur无人车
10 月,白俄罗斯公司 BSVT 披露了其 Centaur 无人车。无人驾驶汽车是一种自主机器人系统,可以单独或协作运行。可提前24小时制定巡逻路线美国突击队员无人车,同时自动检测和跟踪可疑物体。 Centaur无人车配备4个摄像头,包括2个彩色摄像头和2个热像仪,可以全天候工作;它配备了图拉仪器设计局研制的遥控武器站,配备一对四管7.@ >62 mm GShG转轮机枪,能够在一定范围内击中时速300公里的空中目标1 公里。
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多款后勤保障无人车将正式入伍
2019年,多款后勤保障无人车将在美国、英国、俄罗斯和澳大利亚等国家正式安装。
美国陆军签署合同购买小型机器人轮式运输平台
10 月,美国陆军与通用动力地面系统公司签订了一份价值 624 亿美元的合同,根据小型多用途设备运输 (SMET) 计划采购 624 台小型机器人轮式车辆平台,预计将交付使用在 2020 财年第四季度至 2021 财年第一季度交付给美国陆军步兵旅战斗队,计划于 2024 年 10 月交付。运输平台的基本作战能力包括可以携带武器的无人和可选载人系统和野战环境下的补给,减轻士兵的负担。用作不带控制器的小型机器人时,可减轻整个战斗作业的负荷;当用作遥控或遥控设备时,它可以抵抗威胁并提高战斗力。
英美联合测试自动驾驶送货车
9 月,英国国防科学技术实验室 (DSTL) 和美国陆军作战能力发展司令部在美国密歇根州的联合机动训练中心举行了无人驾驶运输车的联合测试。测试车辆包括自动驾驶和半自动驾驶车辆,旨在测试车辆的物流和补给能力。在最终测试之前,英国的无人运载工具还对一系列物资进行了测试,包括弹药、食品和医疗用品。这项联合测试对于英国和美国将各自的专业知识和资源整合起来,为未来的陆军后勤行动创造新的想法和方法至关重要。
俄罗斯展示其火星 A-800 无人驾驶车辆
6月,在俄罗斯库宾卡举行的Army-2019防务展上美国突击队员无人车,俄罗斯空降兵展示了极光设计局研制的火星A-800无人飞行器。 Mars A-800是一款履带式无人车,质量950公斤,有效载荷500公斤。它用于为空降小队提供战场支援。它最多可搭载6名全副武装的士兵,具有跟随、路径跟踪、循环驾驶和电视控制四种工作模式。
澳大利亚测试并验证其任务自适应平台系统物流无人车
7 月在澳大利亚举行的 Armored Sabre-2019 联合军事演习期间,测试了一种任务自适应平台系统物流无人车,并验证了一种新的作战概念。无人车的基础型号是澳大利亚Presidium Global公司研发的半自主多任务无人车,可用于运输食品、饮用水和设备,供应弹药和野战物资等消耗品(如电线和沙袋)。这些应用仍在探索中。无人车可通过加装液压起重臂等配件来执行特殊任务,还可配备监控模块或用于转移伤员的战斗担架。
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武装地面无人自主系统的发展备受追捧
2019年,美国、俄罗斯、以色列、德国等国家高度重视武装地面无人自主系统的发展。
美国公开了为陆军机器人战车项目设计的概念车模型
10 月,通用动力地面系统公司在 2019 年美国陆军协会年会上公布了美国陆军机器人战车项目的概念车模型。通用动力地面系统公司的 TL1 战车基于一个履带式平台,该平台使用悬挂在垂直悬挂系统上的四个双轮胎车轮转向架。美国陆军计划在 2020 年完成轻型机器人战车和中型机器人战车的原型制造和全面测试,并在 2028 年完成该领域。
俄罗斯展示其新开发的国旗武装无人车
2月,俄罗斯发布了一段视频,展示了其新开发的带标签的武装无人车。由俄罗斯高级研究基金会和俄罗斯公司Android Technologies共同开发的无人驾驶车辆是一个实验平台,将与特种部队互动,以测试和成熟新兴技术和操作概念。无人驾驶车辆具有略微倾斜的前装甲板,并配备了遥控武器站。武器站上安装了卡拉什尼科夫机枪,武器站前部和顶部安装了传感器和光学器件,机枪另一侧安装了2枚反坦克导弹。
以色列展示其新的 Dogo Mk II 战术机器人
Israel Universal Robots 在 Defense 2019 上展示了其新的 Dogo Mk II 战术机器人。该机器人适用于特殊行动和近战,具有更快的傻瓜式界面,使机器人能够精确移动、瞄准和使用致命或只需轻按屏幕即可使用非致命武器。为突击部队开道时,机器人可配备非杀伤性胡椒喷雾或炫目模块,有效射程5~10公里;保留一个用于致命火力的集成手枪架;内置扬声器和麦克风,用于突击队员与嫌疑人或人质交流;配备激光指示器和近红外照明器,可在黑暗或地下环境中使用。 Dogo Mk II无人车已交付北约成员国特种部队,其他客户也已订购。
德国展示其改进的武装 Mission Master 无人驾驶车辆
莱茵金属公司于 2019 年 9 月在波兰国际国防工业展览会上展示了改进版的 Armed Mission Master 无人车。该无人车配备六管发射器,可以发射战友巡航导弹各种侦察和打击任务。无人车和巡航导弹都可以通过移动地面控制站进行控制,具有一定的自主作战能力,可以显着减轻士兵的作战负担。
新加坡展示一种新型无人战车
新加坡科技工程公司的地面系统部门展示了一款基于其 29 吨重型下一代装甲战车平台的无人战车。与载人下一代装甲战车相比,无人战车进行了多项改进,包括:将排气装置从车体前部改为后部;在炮塔和定位和方向传感器后面安装 GPS/GNSS 天线;一个激光雷达安装在倾斜装甲的每一侧。无人车平台采用M30蝰蛇遥控武器站,并在车体周围安装摄像头,提供机器视觉。
塞尔维亚测试 Milos 无人驾驶汽车
Milos 无人驾驶车辆正在塞尔维亚军事技术学院在塞尔维亚技术测试中心进行测试,并在 Nikenzie 军事试验场向国内外代表展示。该无人车由塞尔维亚军事技术学院和纳缅斯卡特种产品厂联合研发,旨在满足塞尔维亚军队的作战需求,特别是在室内和城市环境中的反恐行动。米洛斯无人车采用一体化火控系统。武器装载包括1挺M86型7.62毫米机枪,500发弹药和弹药计数器; 1个RBG 40毫米榴弹发射器,6枚。待发射炸弹的初速为78 m/s,有效射程为375 m。
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技术进步推动地面无人自主系统快速发展
在地面无人自主系统技术方面,无人驾驶锂离子电池技术、网络技术、新兴自动驾驶技术取得突破,加速地面无人自主系统发展。
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以色列完成车用锂离子电池全地形现场试验
9月,移动能源产品制造商Epsler宣布其车用ELI-52526锂离子6T电池已在以色列国防军装甲车辆平台上完成了3000多公里的全地形现场试验。该电池容量4.2 kW∙h,容量密度高于任何其他电池,可进行1000次深度充放电循环,冷启动电流为-19℃至1100A,自愈和大电流充电管理能力,可与大功率交流电机一起使用,不会因高浪涌电流而断开连接。此功能还使电池适用于没有任务计算机且缺乏外部电池管理功能的旧车辆。
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美国为陆军机器人使用网络技术
6 月,Perpetual Systems 宣布了一项合同,为 Qinetic North America 提供 Wave Relay 移动自组网络技术,用于美国陆军的通用人员机器人系统 (CRS-I) 计划。首批单兵通用机器人系统即将部署,波力继电器2020年进入量产阶段,总产量3000-3200台。
Universal Robot System for One Soldier 是一款轻型无人系统,采用背包式设计,单人即可携带。机器人重量不到11公斤,士兵可以将其与传感器套件一起携带,以观察和检测威胁,增强士兵在战场上的态势感知能力;采用开放式架构,可支持不同的有效载荷和威胁检测、识别和对抗任务;采用开放式麦克风系统,操作员在交流时可以解放双手,不再需要对按键说话,即操作员可以同时说话和控制机器人。
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新兴自动驾驶技术的突破
1 月,Argas Cybersecurity 在 CES 上展示了其使用 Nvidia 的 Driving Constellation 平台的自动驾驶汽车网络安全解决方案。随着自动驾驶汽车迅速成为现实,联网汽车技术和服务的数量和多样性不断增加,对汽车的网络威胁也在增加。 Agas Network Security开发的连接保护技术及其生命周期保护技术可以提供至关重要的网络安全保护。
3 月,Nvidia 推出了新的 Driving Constellation 自动驾驶汽车模拟平台。驾驶星座是一种数据中心解决方案,由两个并行服务器组成,用于模拟器和车辆。驾驶星座 - 车辆的驾驶决策可以反馈到驾驶星座 - 模拟器,实现时间准确性、位置准确性和硬件在环测试。驾驶星座是一个开放平台,生态系统合作伙伴可以在其中集成环境模型、车辆模型、传感器模型和交通场景。通过整合来自更广泛的仿真生态系统的数据集,该平台可以生成全面、多样化和复杂的测试环境。
在军事需求和技术进步的推动下,2019年地面无人自主系统装备和技术继续保持积极发展。地面无人自主系统现已成为国外军事装备系统不可或缺的组成部分。除了侦察、扫雷、巡逻等任务外,还将逐步扩大到武装打击、后勤保障等任务。美国、英国、俄罗斯、以色列等技术领先国家在快速发展地面无人自主系统装备和技术的同时,也十分重视其标准化、系统化发展。美国陆军作战能力发展司令部的地面车辆系统中心正在与下一代作战车辆跨职能团队合作,以确定陆军未来对使用工业提供的设备的轻型、中型和重型机器人作战车辆的需求。
本文发表于2020年第一期《飞弹》