概述
近些年來,無人機、無人潛艇和無人戰鬥機器人等無人化裝備迅猛發展,並在實戰中立下赫赫戰功,已成為信息化戰場上的重要力量。而相比之下,無人戰車的發展腳步相對緩慢。軍備專家早就預測無人戰車將在未來軍隊中扮演重要角色,在執行一些類似拆彈的危險任務時,無人戰車將是士兵手、眼、耳的延伸。
雖然無人戰車起步較晚,但有很高的發展潛質,出世以來就倍受青睞,各國競相研製,現已初具雛形,即將投放戰場,成為未來戰爭中馳騁疆場的陸戰之王。
各國發展狀況
美國
“破碎機”無人戰車
破碎機無人戰車項目的基礎是正是3年前(2011年以前)由美國NREC設計的稱為“蜘蛛”的UGV,因此破碎機有時也稱為“蜘蛛2.0版”。這種無人車輛主要設計用於偵察和支援。破碎機可以只依靠電池能量行駛,使運作近乎悄無聲息。破碎機可以攜載武器,因此完全可以參與戰鬥任務。最重要的是,破碎機能夠在包括溝渠、岩石和人為障礙的極端地形上自主前行。
為了使其能夠越過障礙物和一般的崎嶇地形,破碎機裝備有六輪全輪驅動系統,由一台柴-電混合動力裝置提供動力,使其可以近乎悄無聲息地操作——這在偵察工作中是一項較好的特性。根據速度和載貨量,該車可以單獨依靠蓄電池動力無聲行駛3到16公里。目前最高可達42公里/小時。它的成本非常高昂。另外,它的車體懸掛系統可以上下76cm移動,隨時調整車體的高度,大大提高了車輛適應地形的能力。
這些都還不是“破碎機”的獨門絕技,它最獨特的設計是倒置能力。如果在攀爬和越溝的過程中翻車,它的六個輪子可以直接從底盤移動到車頂,繼續行進,絲毫不影響它執行任務的能力。破碎機”車體採用高強度鋁管制造而成,車頭使用了鈦合金,既堅固重量又輕便,車底和車頂分別覆蓋高強度鋼板,保證可以承受任何來自地表樹樁和岩石的撞擊。
全球最快-“粗鋸齒”粗鋸齒無人戰車是由一對美國雙胞胎兄弟研發,他們查閱了大量資料,發現以往履帶式車輛尤其是軍用履帶式戰車之所以速度不快,主要原因是車太重,而車重又與為保護乘員而採用的防護裝甲有關。為了減輕車重,不用實心裝甲鋼板,而用空心鋼管焊接“粗齒鋸”車體。它可以以97公里的時速穿越沼澤、叢林、雪原等複雜地帶。
該戰車技術亮點在行走系統。履帶車輛在不同路面上的履帶鬆緊度即預張緊度是不一樣的,處理不當容易發生脫帶和車輛傾覆事故。粗鋸齒巧妙地採取一種液壓減震器與彈簧車輪相結合的方式解決了這個難題。懸掛結構上增配長356毫米的懸架式液壓減震器,可為高速行進的“粗齒鋸”無人戰車減震,並及時調整履帶的預張緊度。另外,為避免懸架收縮時鬆弛的履帶出現脫落,“粗齒鋸”的底盤前端裝上一個彈簧車輪,其彈力可保證履帶始終處於拉緊狀態。
“粗齒鋸”的特別設計——履帶板很輕,且置入微型計算機晶片控制的差速動力傳輸系統,傳動系統會按晶片指令自動將大小不等的適當動力依次傳輸給每一塊履帶板。因此,“粗齒鋸”自投入試驗以來從未發生過履帶斷裂或脫落現象。即使從4米高處跳下履帶也未滑脫,而在高速行駛試驗中也未發生傾覆故障。
“粗齒鋸”由坐在另一輛車裡的司機使用模組化操作平台對其進行遙控,一旦受到損害,“粗齒鋸”每一塊履帶都可以單獨拆卸下來並及時更換,這種模組化設計在對抗激烈的戰場上,對於提高戰損修復有著積極的作用。
美國ARPA無人戰車美國洛克希德·馬丁公司研製的一種叫ARPA的無人地面戰車。ARPA是其中很突出的一種。它不但形體特別、造型美觀、工藝精良,更重要的是它的6個輪子都能獨立進行360度鏇轉,大大有利於其越過各種障礙。ARPA因此適用於城市作戰。無論是舊城區的石板街路,或是各種建築群的台階,甚至是高1.5米的台階,都不能阻礙它前行。在作戰地域,它由躲在隱蔽處的士兵用遙控裝置操縱,奔向有危險的可疑地帶執行偵察、監視和攻擊目標的任務。
以色列
以色列的“拿順”無人戰車
以色列的“拿順”無人地面戰車由G-NIUS公司研製,是新一代全自主式無人地面戰車,有效載荷可達2噸。以色列國防部研發規範要求,“拿順”無人地面戰車能夠自主操作以及完全能夠在遍及戰場障礙的環境進行探測和導航。不過,儘管該車具有自主能力,但是以色列軍方規劃人員仍將為每一輛無人戰車配備專門操控員。“對於以色列軍隊來說,無人車輛並不是什麼新鮮事。”以色列國防軍發言稱,“它們廣泛用於能夠進入建築內部的設備以及裝載360度攝像機的大型車輛。”發言人還說:“隨著專家發明出具有創造性的高端新車型,以色列國防軍地面部隊打算擴大這類車輛的使用規模。”
德國
德國“歌利亞”無人戰車
“歌利亞”無人戰車(Goliath)是德國在二戰期間研製的無人特種輸送車。其上通常裝有10公斤炸藥,由後方士兵通過電纜控制送往敵軍陣地,用於摧毀防禦工事或掃雷,起到代替工兵的作用。作為世界上第一種實用化的遙控戰車,“歌利亞”在1942至1945年間共生產了7000多輛,主要投入法國和蘇聯戰場。不過由於當時的技術水平所限,該車並未在實戰中達到預期的效用。歌利亞不算成功的武器,不過它造成盟軍的傷亡還是不小的,原因說來有些黑色幽默,是因為盟軍官兵對這個小東西往往感到好奇,看到它朝自己的戰車衝過來,往往不是阻擊,而是好奇的等著看它是什麼東西。最糟糕的是盟軍步兵,看到這東西,總是忍不住要繳來琢磨琢磨,或者往裡面扔個手榴彈–那就引爆炸藥了,周圍五十米直徑都是它的殺傷範圍。
其中諾曼第一戰中,一隊美國兵繳獲了一個歌利亞,美國人很多都是玩汽車的高手,從小喜歡擺弄機械,壓制不住好奇心,於是決定拆開看看。結果引爆了炸藥,當場炸死美軍五十人,傷者無數,是歌利亞最大的戰績。沒有想到,這個小東西成了西歐戰場上最好的餌雷。
法國
法國“INBOT”微型無人戰車
INBOT無人戰車是法國軍備總署的重點項目,這款“迷你”戰車的外形尺寸為25cm×15.5cm×11cm,重量僅2.1公斤,具備跨越45度陡坡或6厘米溝壑的能力,可以0.5米/秒的速度行駛兩小時以上。據了解,INBOT最多能攜帶2公斤重的攝像機與紅外探測器等裝備,車體的前、後、下方均有儀器接口。此外,它的頭部還可在正負90度範圍內自由轉動,以便為各種感測器提供更寬廣的視角。
與同類產品相比,使用靈活無疑是INBOT的最大優勢。ECA公司稱,由於採用內附的履帶驅動,且在車體前方配備有(發光二極體)燈,INBOT甚至可以在直徑不超過20厘米的密閉管道內進退自如。此外,該車可通過掌上電腦或與操縱桿連線的個人計算機控制,操縱模式分為車體、感測器和信息回傳等3大項,操作界面相當簡練且攜帶方便,整套系統的快速部署能力也比較強。
INBOT雖然貌不驚人,但發展前景卻不容小視,無論爆炸物處理還是戰術偵察都是它的強項。設計人員甚至還構想在其上直接搭載炸藥,利用自身的高隱蔽性對敵軍重要目標實施奇襲。另一方面,按照廠方的說法,INBOT的民用潛力同樣十分巨大,完全可以勝任諸如封閉區域巡視和管道檢修之類的複雜任務,充當和平時期的“多面手”。
俄羅斯
俄羅斯RTK-AM無人戰車
2015年俄羅斯武器裝備展上,俄羅斯全俄自動化研究所(VNIIA)開發出一款高機動地面無人車輛RTK-AM。據全俄自動化研究所的代表稱,正在開發的RTK-AM平台旨在為軍方提供在危險環境中的偵察能力。RTK-AM平台是一款6輪驅動的車輛,由兩個模組和中間輪軸三部分組成,兩個模組與中間輪軸相連線,能壓縮和鏇轉以提升車輛機動性,越過障礙和粗糙地形。這三部分均有兩個大車輪,車輪有大花紋,使車輛有更大的牽引力。由於中間部件造成的壓縮和鏇轉,致使RTK-AM無人車的長度可不斷變化,最大為1.51米,最小為0.78米,而最寬為0.55米,高0.78米。RTK-AM無人車由電力驅動,最高行駛速度為3千米/時,根據不同的任務,其工作時間最長為4小時。該車的基型平台最大重量為130千克,通過電纜控制時,工作範圍為100m,同時還有無線電控制的功能。在該無人車的全地形能力中,包括能在厚達10厘米的鬆軟雪地上行駛,其越壕寬為50厘米,涉水深為25厘米。
目前全俄自動化研究所的團隊將繼續測試該車輛,並研究在車上集成各種有效載荷,其中很有可能包括化生放核污染感測器組件、基於視覺的偵查系統、機械手和其他工具等。在俄軍方和應急回響團隊逐漸認識到高機動平台在危險環境中的用途後,製造商正越來越多地開發高機動平台,比如RTK-AM。俄羅斯的無人系統行業還比較“年輕”,與西歐、美國等其他地面無人車領域的領先國家相比,還有一定的差距。
中國
中國無人戰車“五虎”
全地形車
全地形車GHRYSOR長2.92米,寬1.64米,高1.92米(巡視探頭頂高),淨重950千克,地面最大載重為680千克,水上最大載重為300千克。全地形車在軍事領域已經得到越來越廣泛的套用,作為大型無人車的底盤也非常適合。CHRYSOR的底部車身採用高密度聚乙烯材料,抽真空整體製成船形,耐酸鹼,耐腐蝕,適用於-40℃—50℃之間。CHRYSOR公路最大行駛速度達45千米/小時,水中達4千米/小時,最大爬坡度大於37°。油箱容積可達48升,在一般路面上可以持續行進工作12小時。
CHRYSOR的車身中部有一台高性能的車載人工智慧電腦。負責處理全部數據,最終設計行車路線並調整車速,發出控制執行指令。其運算處理速度相當於幾台高性能的商用電腦。
室內監控機器人
MOSRO是一款用於室內監控的機器人,可以代替警衛人員在倉庫、機場、停車場,以及重要場館的VIP通道、會議室等地方執勤。為它的語音庫輸入更多資料後,它還能完成更加複雜的對話。
MOSRO長0.36米,寬0.48米,高1.18米,重25千克,上面安裝有各種感測器。它能自動感知探測周圍的牆壁、障礙物,從而在室內自由行走,最大行進速度4千米/小時,可爬13°的坡。電池充電時間為4小時,連續工作時間14-16小時。
MOSRO還可以選裝氣體/溫度感測器、毒氣檢測裝置等。這些功能對於軍隊後勤部門來說,還是非常有用的,不僅能減少後勤人員的工作量,還能在一些特殊場合里完成一些危險性的檢查工作,比如彈藥庫、燃料庫。
模組式排爆機器人
模組式排爆機器人(ASENDROEOD)長約0.6米,寬高0.4米,兩側各有一個提手,包括電池時重45千克。這個方箱子裡主要是電池、驅動系統、通信設備、控制系統,使用直流電動機驅動系統動作,最大行駛速度可達10千米/小時。電源系統使用24V/27A蓄電池。機器人混合操作時電源工作時間可達4小時。
該機器人採用2400兆赫通信頻率,同時具有433兆赫安全數據無線通信功能,可傳輸視頻和數據。其控制站、操作界面和MOSRO幾乎一樣,也非常簡潔、方便、實用。在野外無線電遙控時,有效半徑可達2千米。它還可選用200米長的光導電纜,用於複雜環境的探測與災難救援。
ASENDROEOD的上方將安裝精密的操作臂,標準長度約1.6米,最長可伸長到2.2米。操作臂頂端是立體攝像機和平行爪,用來抓取未爆炸彈等危險物。平行爪開度約10厘米,操作臂的承載能力可達到5千克。
野外偵察機器人
偵察機器人ASENDROSCOUT的基本結構、控制站都與ASENDROEOD一樣,只是把上方的平行爪、立體攝像機,換成了寬角彩色和熱成像攝像機。它最大光學變焦18倍,可以工作在7~14微米波段,鏡頭視角達50°×35°。這套偵察設備還具備運動識別能力。它的行走裝置還可以快速更換為四個輪胎,這樣更便於在野外執行任務。ASENDRO模組式機器人在行走方式、任務載荷方面能夠隨意進行調整,在反恐、排爆、偵察、救災行動中,它都能大展身手。更換不同的探測裝置、工作模組、感測器,它還可以完成地雷探測與排險等任務。甚至還可以安裝滑膛槍點擊查看QQ秀等武器裝備,作為“戰士”參加警戒巡邏。
微型坦克
移動偵察車OFRO長1.12米,寬0.7米,高0.4米,重54千克,載重40千克。橡膠鏈軌式行走裝置,讓它看起來像一輛微型坦克。它也採用電池為能源,6小時就可以充滿,可以連續工作12小時,速度可以達到7.2千米/小時。抗衝擊的外殼保護它免受雨雪的侵襲,工作溫度在-20℃+60℃。車上安裝有超聲測距感測器、紅外感測器、DGPS接收器、GSM/GPRS/UMTS通信模組等設備,既能自主巡邏,也可以遙控操縱。
移動偵察車擁有多項功能,只要安裝不同的任務設備即可。值得一提的是,該型機器人上配備了性能可靠且通過認證的氣體探測器,能夠探測出目前所有的軍事、工業用有毒氣體,比如硫代氰酸、神經毒氣、芥子氣等,數秒鐘內給出確切的分析結果。
移動偵察車能夠廣泛用於軍事基地、機場、臨時倉庫、油庫等場所,執行安防監控、化學武器探測等任務。
發展趨勢
由於受技術水平的限制,目前的無人車輛在智慧型水平、反應能力和靈活性等方面還不能適應未來戰場的需要。另外,無人車輛的家族成員魚龍混雜、五花八門,給大量生產和裝備部隊帶來了困難。為此,軍事專家們構想,可以把不同類型的無人戰車集中起來,組成“變形金剛”式的戰鬥群體。
他們採取的主要方法包括:
一是發展更高級的智慧型無人戰車。這種戰車趨向於採用第5代計算機,即利用計算機或其他裝置對戰場上的物體、環境、語言、字元等信息進行自動識別,使之不僅能一目了然地認清目標的性質、目標之間的關係,還能實現人和機器進行語言交流。
二是提高無人戰車的快速反應能力。現在大多數無人戰車只裝有內部感測器,對外部情況的感知能力較差,反應較遲鈍。今後的無人戰車將重點發展外部感測器系統,如採用先進的化學感測器、觸覺感測器等。這種無人戰車能“想、看、聽、摸、說、寫”,並能感覺到周圍的敵情和可能存在的危險,及時採取防範措施。
三是對各類無人戰車進行比較研究,綜合選優,使未來的“鋼鐵戰車”一專多能,以減少專用無人戰車的數量。其部件將實行標準化、通用化、模組化。如未來的無人戰車將是一部帶電腦的火炮戰鬥平台,可裝任何炮彈或飛彈,同時還能擔負後勤保障的某些任務。則很可能是無人戰車。”
總結
從新軍事變革對未來戰場對軍用地面無人平台的套用要求來看,軍用地面無人平台未來發展趨勢是智慧型化、通用化和一體化。智慧型化要求地面無人平台具有更高的智慧型水平,除了戰術智慧型外,還具備戰略智慧型,逐步減少人在未來戰爭節中所占的比重,甚至完全取代人完成作戰任務。通用化要求地面無人平台能夠搭配足夠多的任務載荷以適應多種戰術的需要。
一體化指地面無人平台向多台協作、多系統協作的方向發展。既能獨立執行任務,又能協同進行作戰,同時還要保證有足夠的自主能力、足夠的可靠性和足夠的抗毀性。
無人戰車發展潛力巨大,相信在未來戰爭中無人戰車會起到重要的作用。