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美国陆军武器装备的发展趋势

发布时间:2019-11-16 15:54 来源:未知 编辑:admin

  美国陆军武器装备未来的发展,重点是提高火力、生存能力和机动能力,实现标准化、通用化和系列化,呈现出一体化、模块化、隐身化、精确化、信息化、智能化、无人化等显著特征。

  美国陆军首先通过改革目前的武器装备采购体系,将现代化部门统一到一个指挥体系下,使陆军现代化,为士兵提供武器、战车、维持系统和装备。美国陆军已完成模块化改制,10个现役师均编有4个旅战斗队,大多数师编有相应的火力旅、战斗航空旅及支援旅等。现役的机动作战部队主要由重型旅战斗队、斯特赖克旅战斗队和步兵旅战斗队组成。这3种旅战斗队的武器装备既自成体系、又能相互之间以及与支援旅之间实现互联互通,形成一体化的武器装备体系,并与其他军种武器装备的一体化联通,以更好地遂行未来一体化联合作战。

  美国陆军装备全新一体化武器装备体系的7个斯特赖克旅战斗队已经全部建成,使武器装备一体化建设达到更高水平。斯特赖克旅战斗队从一开始就是按照网络中心战理念设计的,武器装备以斯特赖克系列装甲车为核心,以M777A2 155毫米牵引榴弹炮、影子200无人机、悍马车等为补充,在指挥与通信网络系统的控制下形成一体化的武器装备体系。斯特赖克系列装甲车包括M1126人员输送车、M1127侦察车、M1128机动火炮系统、M1129自行迫击炮车、M1130指挥车、M1131火力支援车、M1132班用工程车、M1133医疗后送车、M1134反坦克导弹发射车和M1135核生化侦察车等10种车型,用于完成机动、进攻、防御和支援等多种战斗任务。美国陆军计划组建73个模块化旅战斗队,其中45个为现役旅战斗队,28个为国民警卫队旅战斗队。美国陆军计划在2011年—2025年期间为全部73个旅战斗队装备FCS网络系统,武器装备的一体化作战能力将进一步增强。

  武器系统模块化,使其可以根据具体任务不同进行灵活组合,形成“最佳拍档”,从而使其具备最大的灵活性和作战效能。美国陆军一直致力于对轻武器系统进行模块化改造,许多改造后的产品已经开始大量装备部队,如SOPMOD模块系统、M4A1街区巷战武器系统以及XM8型步枪。XM8全称是“XM8轻型模块武器系统”,质量比M-16型步枪的各种变型都轻得多,枪管、枪托、弹夹、瞄准系统和握把都是独立模块,能简单迅速地更换,在10分钟内组合成半自动步枪、狙击步枪、自动步枪和紧凑型半自动步枪四种配置,适用于特种作战和不同军种作战的要求。其中最轻的半自动步枪只有2.9千克,比M-4步枪轻20%。在恶劣的战场条件下,XM8无需润滑或清洗可以发射1.5万发子弹。

  美国陆军的模块化武器系统,将提供一种安装导轨系统,以及使单个步枪手在战场上不用任何工具就能根据需要专门配置武器的多种方式,包括多种昼间和夜间瞄准镜、指示器、瞄准装置和辅助器材。模块化已成美国陆军未来轻武器发展的主要趋势。通过模块化方式,在保持基本框架的基础上,可以实现步榴合一、步霰合一、致命和非致命合一,不仅大大减轻了单兵辎重的携行负担,而且可以通过与激光指示器、战术灯、瞄准装置、夜视装置的结合,大大提高武器装备战术性能和单兵作战能力。

  随着军事技术的发展,隐身能力已成为除防护能力、机动力、打击能力之外,陆军重型装备不可或缺的第四大能力。美国陆军采用的隐身技术,主要有采用复合材料制造车体或炮塔外壳,采取专门措施降低红外辐射,给战车涂敷迷彩或挂伪装网,降低战车噪声,配备烟幕施放装置等。

  为了提高重型陆战装备的战场生存能力,美国陆军加快发展隐形战车技术。早在1989年,美国陆军就确认隐身技术是“满足今后陆军最优先作战需求的不可缺少的”关键技术,并把它列入“陆军基础技术总划”。正在研制的隐形步兵战车和装甲人员输送车,将是美国陆军2020年左右的主力侦察、装甲战车。美国陆军已研制出一种由玻璃纤维和加热固性聚酯树脂模压而成的复合材料,用于制造布雷德利步兵战车车体。这种材料对雷达波和光波的反射比金属弱、隔热性好,可减弱坦克的热辐射,具有吸音消声作用。布雷德利步兵战车采用这种复合材料后,热辐射降低了70%。美国陆军还在坦克车体上安装了电子传感器,通过摄像机和投影仪,这些传感器会把周围环境的影像反向投影到车体外部,由硅材料制成的外壳能最大限度地达到反光效果,使其融入到周围的景色中、“瞬间遁形”以规避攻击,而且坦克车体上的影像会跟随环境的变化而变化,始终确保坦克处于伪装中。美国陆军正在开展研究的等离子体隐身技术,设法在武器表面覆盖等离子体的包层,通过等离子体对雷达波吸收、耗散,达到隐身效果。

  美国陆军M109系列155毫米自行榴弹炮是装备数量最多、服役期最长的自行榴弹炮之一

  从发展趋势看,到2025年,美国陆军隐形武器将会发展成系列化,各类身材庞大的陆军重型装备将纷纷变身“隐身杀手”,真正的“隐形战场”会随之出现。与此同时,这一趋势也必将引发军事技术领域的连锁反应,主战隐形装备的天敌雷达探测、红外探测等装备技术也会加速发展,成为未来军事技术对抗的焦点。

  精确化发展使陆军装备的精确火力打击能力不断提高。精确制导弹药的发展、列装及实战使用,受到美国陆军的高度重视。美国陆军列装的精确制导弹药,主要有120毫米精确制导迫击炮弹、FCS项目在研的中程弹药/精确攻击弹药/巡逻攻击弹药、配用弹道修正引信的155毫米高能炮弹、神剑155毫米卫星制导炮弹、制导多管火箭发射系统、单一战斗部陆军战术导弹、70毫米火箭弹用先进精确杀伤武器系统、毒蛇子弹药和最终将替代海尔法的联合通用导弹、通用灵巧子弹药、155毫米和105毫米先进炮兵弹药、155毫米双用途改进型常规弹药和改进型神剑炮弹,这些精确制导弹药大都在伊拉克战争、阿富汗战争、叙利亚战争中得到实战检验,并正在发展能打击移动目标的更先进的精确制导弹药。

  美国陆军目前已建成了由基于精确制导组件的APMI精确制导迫击炮弹(最大射程6.3千米)、神剑精确制导炮弹(射程7.5~40千米)、M31制导火箭弹(射程15~70千米)、Block ⅠA型整体战斗部陆军战术导弹(射程70~300千米)组成的间瞄火力精确打击体系,精度都在10米以内。能发射M31制导火箭弹和Block ⅠA型整体战斗部陆军战术导弹的M270A1 227毫米多管火箭炮、能发射神剑精确制导炮弹的M777A2 155毫米牵引榴弹炮等,是美国陆军精确制导武器的代表。定向能武器、激光武器、粒子束武器、微波武器、动能武器等攻击武器,正在逐步进入美国陆军现役,使得美国陆军的打击手段呈现出高速化、精确化的趋势。

  美国陆军的X-51A乘波者高超音速巡航导弹,以超过马赫数5的高速,使得防空系统的拦截概率因反应时间太短而大幅度下降。美国陆军每年都在这方面投入数亿美元,X-51A乘波者高超音速巡航导弹等武器已经过多次试验。电磁炮是陆军新概念武器的代表,因其速度极高、应用的范围很广,可用来代替高射武器和防空导弹,执行防空任务,摧毁低轨道卫星。美国陆军已装备了射程可达300千米的电磁轨道炮。

  美国陆军在寻求武器装备概念、技术和能力新突破的同时,也非常重视运用信息技术对现役装备的技术改造,这是美国陆军很多主用装备“常用常新”的重要原因。

  美国陆军M109系列155毫米自行榴弹炮是装备数量最多、服役期最长的自行榴弹炮之一,于1963年7月正式列装后逐步发展为A1、A2、A3、A4、A5和A6型。M109A6注重信息技术的插入,实现了老装备的信息化,显示了信息技术应用带来的质变结果。根据伊拉克战争的经验教训,美国陆军为505辆艾布拉姆斯坦克安装了坦克城区生存能力组件和车辆综合防御系统,进一步提高坦克的生存能力。车辆综合防御系统包括车长辅助决策系统、红外干扰装置、烟幕、金属箔片、诱饵弹、激光报警接收机、导弹预警装置和主动防护系统。美国陆军计划通过加装改进型显示器、瞄准具、辅助动力装置和坦克步兵电线改进成数字化程度更高、更先进的M1A2 SEP V2型,还计划研制一种更坚固、技术含量更高的M1A3型艾布拉姆斯坦克。M1A3将具备“即插即联入网络”的联网能力,具有更强大的网络能力、激光指示能力和复合装甲防护能力,实现在部队内部实时传送语音、卫星图像、数据和视频。对于Block Ⅲ型AH-64D长弓-阿帕奇,主要是安装Link-16数据链、具备认知功能的辅助决策系统和多用途激光传感器,并使长弓火控雷达具备对海上目标的探测能力。

  美国陆军的“陆战网”为军种级通信与信息网络系统,集成陆军现役和在研的各种网络系统,为陆军转型提供所需的信息基础设施,包括将位于美国本土的基地及设施和它们支援的前线部队联接起来,以及将各种互不相干的后勤系统联接在一起,既能保证陆军装备体系内部纵向和横向的互联互通,又能保证该体系与联合部队互联互通,从而成为美军全球信息栅格的重要组成部分。“陆战网”涵盖陆军所有网络和通信系统,包括联接固定设施的固定通信系统,如陆军后备队的“后备队网”、国民警卫队的“警卫队网”和GIG-带宽扩展网以及诸如战术级作战人员信息网,联合战术无线电系统和中继通信系统之类的机动通信系统,FCS网络系统也将成为“陆战网”的子系统,使陆军整体作战力量得到优化。

  “陆战网”将使美国陆军成为一支“以知识为基础、以网络为中心”的部队,使陆军士兵可以在全球任何地点进入网络,并通过网络进行信息接收、存储、处理和传输,使在任何地方、使用任何装备的士兵都能迅速获取所需的任何信息,大大提高士兵的态势感知能力和作战能力。为满足分布式作战的通信要求,美国陆军正在开发并逐步装备联合网络节点-网络设备,通过卫星资源在师、旅和营之间构建战术卫星通信网络,战术级作战人员信息网成为美国陆军的主干战术通信网络,通过空间通信层为战术部队提供移动、保密、抗干扰及无缝联通能力。战术级作战人员信息网集成到“陆战网”后,将使营级作战部队获得足够的通信带宽。

  美军在阿富汗和叙利亚的战争实践表明,战争复杂性日益加剧,人类智能局限性突显,武器装备正从迁移、延伸人的体能技能向智能迈进。美国陆军加紧推进由机械化、信息化向智能化发展迈进,主动迎接和驾驭未来的智能化战争。美军提出的“第三次抵消战略”认为,以智能化军队、智能化装备为标志的军事变革风暴正在来临,为此已将大数据分析、云计算、人工智能、生物特征识别等为代表的智能科技列为主要发展方向。在国家人工智能发展战略的牵引下,美国陆军开始统筹规划建设智能化军事体系,“试图构建一个能够持久的人工智能架构,并将促进在整个部队中分配资源、进行研究和植入人工智能的能力。”陆军未来司令部正在研究人工智能技术究竟将扮演什么样的角色,其任务是为美国陆军制定人工智能要求。

  美国陆军近年来大力推动人工智能在作战指挥中的实战化运用,根据人工智能技术的特点和优势,提出以机器学习、深度学习技术应用为核心的“算法战”,试图将战场大数据汇集到云平台,再利用云平台进行数据分析,最终建立人工智能作战体系。美国陆军装备司令部通信-电子研究、开发和工程中心计划于 2016年底启动CVS项目,旨在通过综合应用认知计算和人工智能等技术,以应对海量数据源和复杂战场态势,提供主动建议、高级分析和自然人机交互,为指挥员制定战术决策提供从规划、准备、执行到战场行动回顾全过程的决策支持。

  美国陆军将人工智能、导航定位、传感器、生物特征识别、物联网、大数据等新一代信息技术应用于传统兵器中,通过全域覆盖、随遇接入、稳定高效、安全可靠的信息交互平台,把感知系统、武器装备、作战人员联接成一个巨大的网络,实现时空一致、连续精确的态势感知、信息共享和智能决策,能够自主机动规避、自动识别定位、自动锁定目标,以更高的打击精度实施连续作战。美国陆军研制出一种傻瓜型智能狙击步枪,这种造价27000美元的狙击步枪,配备了一种微型电脑,这种电脑可提供制导扳机和目标锁定技术,哪怕是从来都没有使用过枪械的人也能在1200码的距离击中目标,精准度几乎为100%。

  由于地面环境复杂,具有高度动态性的特点,弱人工智能技术已不能支撑地面无人自主系统实施全自主模式,远程遥控以及主从式跟随模式成为陆上无人作战武器的主要使用方式。美军以这种方式控制的勇士排爆机器人与士兵协同作战,已经在阿富汗和伊拉克战场上发挥了重要作用。

  在地面无人兵器方面,美军先后出台了一系列地面无人系统技术发展规划,包括《无人系统自主路线图》《美国地面无人系统路线图》等,详细规划了美军地面无人自主系统发展的近中远期目标。2017年3月,美国陆军发布《美国陆军机器人与自主系统战略》,提出要在战场态势感知、减轻士兵体力和认知工作负担、改进物资分发效率、加强机动能力和部队防护等方面广泛运用机器人技术。美国陆军预计,2020年后,自主地面无人装备可以初步应用于运输、巡逻、检测等简单任务;到2030年,可以实现有人—无人系统的智能编队和协同行动;到2040年,能够实现合成兵力机动。

  美国陆军已装备魔爪系列、派克博特系列、侦察兵XT机器人等地面无人装备总数超过1万套,且许多已在伊拉克、阿富汗、叙利亚战场广泛应用。由美国波士顿动力公司研发的仿生机器人和机器狗实现了算法巨大突破,阿特拉斯人形机器人的运动技能已接近人类,大狗四足机器人已能够适用于山地等复杂地形环境,可帮助士兵携载装备和物资。随着人工智能、深度学习、新型动力能源等技术发展,地面无人装备的自主化程度将不断提高。

  美国陆军发布的《机器人战略白皮书》将军用无人地面车辆按照任务和功能领域,分为安全、后勤、工程、医疗、维修和其它等6大应用领域,包括17种无人地面车辆装备。目前美军的无人地面车辆能够执行各种作战任务。美军的无人地面车辆装备和技术处于国际领先水平,其技术发展重点是提高无人地面车辆的自主性技术。美国国防部把研制“战术无人地面车辆”作为联合机器人计划办公室中的最关键的项目。这种无人战车是以“高机动性多用途轮式车辆”的底盘为基础制造而成的,由无线电通信链路进行遥控,遥控站配备有视频显示器、导航控制系统和加速度计,以及操纵机构。此外,美国陆军还在利用自主车辆技术、全球定位系统和最新通信技术开发智能侦察车,发展具有攻击杀伤能力的无人战车,将轻标枪反坦克导弹装载到无人侦察车上,由士兵通过遥控操纵侦察车和导弹,对12千米处的敌坦克实施攻击;把陶式反坦克导弹加装到无人地面战车上,一个士兵可以同时遥控几辆无人战车及导弹,以对付多个坦克目标。

  军用机器人开始在美军的未来战场上扮演重要角色。美国陆军正在大力推动先进机器人的军事应用进程,以替代士兵执行诸如枯燥、肮脏或危险的特殊任务等,并减少他们的认知负担。美国陆军研发了一种新技术,可以迅速教会军用机器人在最低限度人为干预的情况下完成新的穿越动作,在作战环境中自主导航,完成人类期望其执行的作战行动。美国陆军装备的魔爪军用机器人,重约36千克,装备的电池可以保证其以8.4千米的时速持续行走约32千米,执行拆除简易爆炸装置、侦察、支援战斗工程和辅助特种部队等任务。利剑机器人携带有威力强大的自动武器,每分钟能发射1000发子弹。有人/无人平台协同正在成为地面作战的主要模式。为实现机器人与作战人员的协同合作,高效地完成作战任务,美国国防部高级研究计划局于2016年启动班组X实验演示验证项目,旨在提高班组的精确打击能力、信息干扰能力、战场态势感知能力以及对友军的位置感知能力。

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