论文部分内容阅读
2009年6月23日，美国国防部宣布正式取消FCS项目，原计划中的载人作战车辆(MGV)被彻底终止，其它部分则转化为“旅级战斗部队现代化策略”，引起了国际军事界的广泛关注。作为新世纪以来各国地面部队最超前的装备发展计划，FCS项目仍为美军留下了网络系统、传感器、无人作战平台以及其它大量的无形资产。
自2002年11月项目正式建立研发计划以来，FCS项目的发展始终磕磕碰碰倍受争议，虽然在诸多载人作战平台的研制上遭遇了预算严重超支、时间拖延或技术障碍等困难，但在新一代履带式装甲车、火炮，大型战斗用机器人和各战术部、分队用侦察平台的开发方面获得了大批成果。其中一些应用于班、排级的先进装备已试验性地应用于伊、阿反恐战争最前沿。如今，波音公司和洛克希德·马丁公司联合研制的武装机器人车辆(ARV)就属于FCS项目中相对成熟并可供实战使用的无人地面车辆。
ARV基本特性
ARV作为FCS的18个子系统中极具革命性的无人作战平台，在整个美国陆军的转型中占有重要地位。根据规划，ARV将于2010年开始装备部队，衍生出三种改型，分别为军用编号XM1217的武装机器人多功能通用，后勤和装备运输车(MULE)，编号XM1218武装机器人扫雷型车辆(ARV-CM)，编号XMl219武装机器人轻型攻击型车辆(ARV-A-L)。为符合FCS项目中关于通用性的要求，三种车辆都采用了名为通用机动平台(CMP)的通用底盘，同样的动力和悬挂机构，这使得ARV具有极佳的后勤维护性能。
值得一提的是ARV的动力系统。目前它采用柴电混合动力，6×6独立的轮毂电机，先进的链接式悬挂装置和混合动力轮式车辆转向系统。ARV在安全地区机动时主要使用柴油动力，进入战场后则尽可能的使用电驱动，这既减少了自身红外特征，也能安静地在前沿执行危险任务。
由于每个轮毂电机具备独立的驱动和悬挂，使ARV具有很高的机动性，尤其适合狭小的战斗空间。同时车辆外形低矮，机械噪音和红外特征也控制在免于被敌方从较远距离发现的范围内。车辆在低速行驶时，转向系统会对两边车轮的速度进行控制，使不同侧的车轮产生速度差，实现普通履带式车辆才拥有的小半径转向能力。据波音公司和洛·马公司介绍，轻载的ARV车辆可翻爬0.5米高的障碍，跨越1米宽的深坑。涉水深超过0.5米，这些指标都超过陆军的最初要求。至于机动性方面，ARC系列车辆更有特色。三种ARV重量都在2.5吨以下，满足陆军转型对地面作战平台自重的最严格要求，陆军现有战术运输机都可以轻松投送，如C-130一次可运输3辆，CH-47“支奴干”一次可运输2辆，就连UH-60"黑鹰”通用直升机也可以吊挂1辆作远程部署。
此外，ARV系列车辆都安装了自动导航系统(ANS)。该系统整合了多光谱3D成像、GPS／惯性导航、毫米波雷达等系统。其多光谱成像系统可利用脉冲激光(LADAR)、红外(IR)、可见光等各个谱段对环境情况进行态势感知，并可根据网络情况以多种方式传回后方操作士兵。比如在战场情况变化频繁、网络使用受阻时，即可用单色图将获取信息以最小的数据量传回，确保对前沿无线网络资源的高效运用。
ARV～MULE，不知疲倦的战场“骡”
ARV系列中的基本型是伴随步兵运输的MULE，它本身自重约2.3吨，载重约0.907吨，除配备武器外其它都与另两种型号毫无区别。它车身四周有多个吊索固定点，两侧和前后还有可拆卸／折叠的侧栏，能负载一个满编步兵排(三个班)的各类补给，伴随徒步步兵在复杂环境作战。ARV-MULE延续了通用底盘的优异越野性能，但在大负载状态下或因配重因素导致全车重心改变后，其越障及野外机动性也会有所降低。ARV-MULE在未来战争上的作用并不只限于运输的角色，因此也并未完全取消武器配置，能配备1挺7.62毫米机枪和2具“标枪”反坦克导弹发射器，这也增加了它的任务弹性。
在研究之初，ARV-MULE就非常强调整个系统的全周期使用效费比和通用性。因此，研发团队首先制造了ARV-MULE的基础——通用机动平台(CMP)通用底盘，再在该底盘的基础上开发任务装备组件包(MEP)，分别形成了MULE-CM和ARV-A-L两种无人平台。
除了运输、有限攻击能力以外，它也可搭配侦察、监视和目标识别(RSTA)多光谱传感器组件，可为后方提供战场前沿的红外、可见光图像。其激光测距仪还可兼作激光指示器。
MULE-CM，简易爆炸装置杀手
ARV系列中的反地雷型MULE-CM自重约2.5吨，其炮塔部位保留有轻型机枪，取消了其它武器配置，并安装了一套名为车载远距离地雷／IED探测系统(GSTAMIDS)的反地雷／IED装置。该系统由BAE公司研制，具有地雷／IED装置探测、雷区标示功能，主动压制无线引爆装置等功能，车身前部还附加了一具扫雷犁。在被动防御爆炸物方面，因需满足对地雷、IED作战的需求，MULE-CM的车身与其它两种ARV略有不同。其底盘和车体四周下侧的装甲得到加强，提高对轻型、反步兵地雷的被动防御能力。在主动拆除、防御IED方面，ARV-CM也有一手。根据美国在伊拉克和阿富汗战场上所经历的反IED经验，恐怖分子往往更喜欢采用相对简单的、现成的低技术含量的遥控起爆方式，如汽车蜂鸣器、门铃、玩具汽车遥控器、双向无线电和寻呼机等，其共同特点就是袭击人员可在附近采用无线频率指令起爆，这使他们能从远距离观察受袭部队。
在高危作战区域，GSTAMIDS系统先打开车载大功率干扰系统，在车辆周围一定范围内干扰、阻塞和屏蔽遥控起爆信号。同时通过无线电向后方操纵士兵传回前方地貌、地物图像，并辅助士兵确认其是否为IED。如果发现可疑物品，则通过机械臂在操纵士兵的控制下拆除爆炸装置。目前，美军驻伊、阿部队已采购和列装了大量“魔术师”系列无线电干扰系统。但新系统与它们相比，电磁频带更宽，脉冲功率也更强。由于其超宽带脉冲生成的时间非常短，每个独立的脉冲能够同步覆盖从几兆赫到数千兆赫的频谱范围，连同非常高的脉冲生成率，恐怖分子将不可能利用手机或无线电设备来引爆炸弹。由于该系统能够工作在所有常用的频段，而且不需要大尺寸天线，一般技术手段的武装分子很难发现系统的存在。但该系统的优点也正是其缺点。由于这种电磁技术具有广频谱高能量的特性，对己方的无线通信也有相当的干扰，后方士兵在操纵时也必须与车辆保持一定距离。而且它只能对无线引爆的IED进行压制，对传统机械或压力引爆的IED无能无力，只能依靠操纵士兵的经 验，通过机械臂进行拆除。
ARV－A－L战场前沿的静寂刺客
从严格意义上而言，ARV-A-L并不能被称为真正自主作战的机器人，其操纵目前只能采用半自动的方式，只能在人为干预的前提下，通过战场C4ISR网络遂行各种任务。ARV-A-L作为ARV系列中的攻击平台，除通用的底盘和动力悬挂系统外，主要由波音公司负责整合车辆底盘、轻重型武器系统和侦察、监视、通信和目标识别组件等指挥控制(C2)系统，用于支援徒步步兵在复杂环境下机动作战，参与的公司包括洛·马、通用动力等重量级防务承包商。
智能武器炮塔由通用动力机器人系统分部研发、整合并生产，除能根据目标属性选择适当武器外，还具有相当高的智能水平。比如它具有自动GPS导航、目标感知的功能，能自主规划行驶路径，在非交战状态自动伴随附近友军行进，还能提醒操纵士兵确认途中可疑目标。极大地方便了后方操作人员，他们不必时刻盯着ARV的一举一动，只需大致规定车辆行驶路径，其余工作都由ARV在途中自主完成，只有在发现可疑情况时，才需人关注并由人做出是否攻击的最终决定。ARV-A-L的主要武器全配置在模块化炮塔上。该炮塔可搭配多种武器装备，如反坦克导弹、迫击炮等，标准配置一般是1门ATK公司的MK44链式30毫米机关炮和4具“海尔法”反坦克导弹，火炮和导弹呈并列放置，其上方则布置有多光谱传感器组件。
ARV-A-L除用于攻击外，当其炮塔加强侦察、监视和目标识别模块后，更可以在危险的城市战环境中大显身手。还能用于侦察、通信任务。比如在战场前沿部署无人值守传感器，在目标建筑物内放置传感器，充当通信中继站的任务，可以说是个不折不扣的战场多面手。
ARV系列通过对部队传统单兵、载人平台功能的补充，而不是替代，让未来陆军转型的士兵从繁重、危险的任务中解脱出来，使他们能专注于任务的执行。更重要的是，ARV的主承包商波音公司为它的未来设计了渐进、螺旋式的发展路线，通过开放式体系结构和通用数据接口来接驳成熟的新技术，比如未来ARV将规划使用全电推进系统。自主性更高的智能控制系统等。对于深陷全球反恐战场。正在中东和西亚的沙漠、群山中艰辛作战的陆军大兵来说，这绝对是一条振奋人心的消息。随着FCS系统中一系列先进的班组级装备陆续走上前线，这意味着反恐战争对立双方本已悬殊的技术差距将更加倾斜。
专家点评
张洪康总设计师：美军的ARV代表了无人作战平台最新的发展方向，显示无人作战平台已经进入实用、实战的新阶段。
ARV是专为未来战斗系统研制的无人平台系列中的班组用平台，其作战使用充分反映了美军对在伊拉克和阿富汗战争中所遇到的问题的反思。ARV的设计从未来战斗班组的作战使用出发，其底盘部分具备了跟随班组作战的部分越野能力。底盘的操控部分具有了远距离遥控、跟随、路径规划等实用功能。通过加载不同的上装作业模块形成了三种具有明确针对性用途的无人车辆。底盘体现了ARV通用化和模块化的发展思路。但ARV显然还需要战场使用的验证，尤其是其底盘越野能力和控制系统能否适应实际战场环境，的确是个问号。
自2002年11月项目正式建立研发计划以来，FCS项目的发展始终磕磕碰碰倍受争议，虽然在诸多载人作战平台的研制上遭遇了预算严重超支、时间拖延或技术障碍等困难，但在新一代履带式装甲车、火炮，大型战斗用机器人和各战术部、分队用侦察平台的开发方面获得了大批成果。其中一些应用于班、排级的先进装备已试验性地应用于伊、阿反恐战争最前沿。如今，波音公司和洛克希德·马丁公司联合研制的武装机器人车辆(ARV)就属于FCS项目中相对成熟并可供实战使用的无人地面车辆。
ARV基本特性
ARV作为FCS的18个子系统中极具革命性的无人作战平台，在整个美国陆军的转型中占有重要地位。根据规划，ARV将于2010年开始装备部队，衍生出三种改型，分别为军用编号XM1217的武装机器人多功能通用，后勤和装备运输车(MULE)，编号XM1218武装机器人扫雷型车辆(ARV-CM)，编号XMl219武装机器人轻型攻击型车辆(ARV-A-L)。为符合FCS项目中关于通用性的要求，三种车辆都采用了名为通用机动平台(CMP)的通用底盘，同样的动力和悬挂机构，这使得ARV具有极佳的后勤维护性能。
值得一提的是ARV的动力系统。目前它采用柴电混合动力，6×6独立的轮毂电机，先进的链接式悬挂装置和混合动力轮式车辆转向系统。ARV在安全地区机动时主要使用柴油动力，进入战场后则尽可能的使用电驱动，这既减少了自身红外特征，也能安静地在前沿执行危险任务。
由于每个轮毂电机具备独立的驱动和悬挂，使ARV具有很高的机动性，尤其适合狭小的战斗空间。同时车辆外形低矮，机械噪音和红外特征也控制在免于被敌方从较远距离发现的范围内。车辆在低速行驶时，转向系统会对两边车轮的速度进行控制，使不同侧的车轮产生速度差，实现普通履带式车辆才拥有的小半径转向能力。据波音公司和洛·马公司介绍，轻载的ARV车辆可翻爬0.5米高的障碍，跨越1米宽的深坑。涉水深超过0.5米，这些指标都超过陆军的最初要求。至于机动性方面，ARC系列车辆更有特色。三种ARV重量都在2.5吨以下，满足陆军转型对地面作战平台自重的最严格要求，陆军现有战术运输机都可以轻松投送，如C-130一次可运输3辆，CH-47“支奴干”一次可运输2辆，就连UH-60"黑鹰”通用直升机也可以吊挂1辆作远程部署。
此外，ARV系列车辆都安装了自动导航系统(ANS)。该系统整合了多光谱3D成像、GPS／惯性导航、毫米波雷达等系统。其多光谱成像系统可利用脉冲激光(LADAR)、红外(IR)、可见光等各个谱段对环境情况进行态势感知，并可根据网络情况以多种方式传回后方操作士兵。比如在战场情况变化频繁、网络使用受阻时，即可用单色图将获取信息以最小的数据量传回，确保对前沿无线网络资源的高效运用。
ARV～MULE，不知疲倦的战场“骡”
ARV系列中的基本型是伴随步兵运输的MULE，它本身自重约2.3吨，载重约0.907吨，除配备武器外其它都与另两种型号毫无区别。它车身四周有多个吊索固定点，两侧和前后还有可拆卸／折叠的侧栏，能负载一个满编步兵排(三个班)的各类补给，伴随徒步步兵在复杂环境作战。ARV-MULE延续了通用底盘的优异越野性能，但在大负载状态下或因配重因素导致全车重心改变后，其越障及野外机动性也会有所降低。ARV-MULE在未来战争上的作用并不只限于运输的角色，因此也并未完全取消武器配置，能配备1挺7.62毫米机枪和2具“标枪”反坦克导弹发射器，这也增加了它的任务弹性。
在研究之初，ARV-MULE就非常强调整个系统的全周期使用效费比和通用性。因此，研发团队首先制造了ARV-MULE的基础——通用机动平台(CMP)通用底盘，再在该底盘的基础上开发任务装备组件包(MEP)，分别形成了MULE-CM和ARV-A-L两种无人平台。
除了运输、有限攻击能力以外，它也可搭配侦察、监视和目标识别(RSTA)多光谱传感器组件，可为后方提供战场前沿的红外、可见光图像。其激光测距仪还可兼作激光指示器。
MULE-CM，简易爆炸装置杀手
ARV系列中的反地雷型MULE-CM自重约2.5吨，其炮塔部位保留有轻型机枪，取消了其它武器配置，并安装了一套名为车载远距离地雷／IED探测系统(GSTAMIDS)的反地雷／IED装置。该系统由BAE公司研制，具有地雷／IED装置探测、雷区标示功能，主动压制无线引爆装置等功能，车身前部还附加了一具扫雷犁。在被动防御爆炸物方面，因需满足对地雷、IED作战的需求，MULE-CM的车身与其它两种ARV略有不同。其底盘和车体四周下侧的装甲得到加强，提高对轻型、反步兵地雷的被动防御能力。在主动拆除、防御IED方面，ARV-CM也有一手。根据美国在伊拉克和阿富汗战场上所经历的反IED经验，恐怖分子往往更喜欢采用相对简单的、现成的低技术含量的遥控起爆方式，如汽车蜂鸣器、门铃、玩具汽车遥控器、双向无线电和寻呼机等，其共同特点就是袭击人员可在附近采用无线频率指令起爆，这使他们能从远距离观察受袭部队。
在高危作战区域，GSTAMIDS系统先打开车载大功率干扰系统，在车辆周围一定范围内干扰、阻塞和屏蔽遥控起爆信号。同时通过无线电向后方操纵士兵传回前方地貌、地物图像，并辅助士兵确认其是否为IED。如果发现可疑物品，则通过机械臂在操纵士兵的控制下拆除爆炸装置。目前，美军驻伊、阿部队已采购和列装了大量“魔术师”系列无线电干扰系统。但新系统与它们相比，电磁频带更宽，脉冲功率也更强。由于其超宽带脉冲生成的时间非常短，每个独立的脉冲能够同步覆盖从几兆赫到数千兆赫的频谱范围，连同非常高的脉冲生成率，恐怖分子将不可能利用手机或无线电设备来引爆炸弹。由于该系统能够工作在所有常用的频段，而且不需要大尺寸天线，一般技术手段的武装分子很难发现系统的存在。但该系统的优点也正是其缺点。由于这种电磁技术具有广频谱高能量的特性，对己方的无线通信也有相当的干扰，后方士兵在操纵时也必须与车辆保持一定距离。而且它只能对无线引爆的IED进行压制，对传统机械或压力引爆的IED无能无力，只能依靠操纵士兵的经 验，通过机械臂进行拆除。
ARV－A－L战场前沿的静寂刺客
从严格意义上而言，ARV-A-L并不能被称为真正自主作战的机器人，其操纵目前只能采用半自动的方式，只能在人为干预的前提下，通过战场C4ISR网络遂行各种任务。ARV-A-L作为ARV系列中的攻击平台，除通用的底盘和动力悬挂系统外，主要由波音公司负责整合车辆底盘、轻重型武器系统和侦察、监视、通信和目标识别组件等指挥控制(C2)系统，用于支援徒步步兵在复杂环境下机动作战，参与的公司包括洛·马、通用动力等重量级防务承包商。
智能武器炮塔由通用动力机器人系统分部研发、整合并生产，除能根据目标属性选择适当武器外，还具有相当高的智能水平。比如它具有自动GPS导航、目标感知的功能，能自主规划行驶路径，在非交战状态自动伴随附近友军行进，还能提醒操纵士兵确认途中可疑目标。极大地方便了后方操作人员，他们不必时刻盯着ARV的一举一动，只需大致规定车辆行驶路径，其余工作都由ARV在途中自主完成，只有在发现可疑情况时，才需人关注并由人做出是否攻击的最终决定。ARV-A-L的主要武器全配置在模块化炮塔上。该炮塔可搭配多种武器装备，如反坦克导弹、迫击炮等，标准配置一般是1门ATK公司的MK44链式30毫米机关炮和4具“海尔法”反坦克导弹，火炮和导弹呈并列放置，其上方则布置有多光谱传感器组件。
ARV-A-L除用于攻击外，当其炮塔加强侦察、监视和目标识别模块后，更可以在危险的城市战环境中大显身手。还能用于侦察、通信任务。比如在战场前沿部署无人值守传感器，在目标建筑物内放置传感器，充当通信中继站的任务，可以说是个不折不扣的战场多面手。
ARV系列通过对部队传统单兵、载人平台功能的补充，而不是替代，让未来陆军转型的士兵从繁重、危险的任务中解脱出来，使他们能专注于任务的执行。更重要的是，ARV的主承包商波音公司为它的未来设计了渐进、螺旋式的发展路线，通过开放式体系结构和通用数据接口来接驳成熟的新技术，比如未来ARV将规划使用全电推进系统。自主性更高的智能控制系统等。对于深陷全球反恐战场。正在中东和西亚的沙漠、群山中艰辛作战的陆军大兵来说，这绝对是一条振奋人心的消息。随着FCS系统中一系列先进的班组级装备陆续走上前线，这意味着反恐战争对立双方本已悬殊的技术差距将更加倾斜。
专家点评
张洪康总设计师：美军的ARV代表了无人作战平台最新的发展方向，显示无人作战平台已经进入实用、实战的新阶段。
ARV是专为未来战斗系统研制的无人平台系列中的班组用平台，其作战使用充分反映了美军对在伊拉克和阿富汗战争中所遇到的问题的反思。ARV的设计从未来战斗班组的作战使用出发，其底盘部分具备了跟随班组作战的部分越野能力。底盘的操控部分具有了远距离遥控、跟随、路径规划等实用功能。通过加载不同的上装作业模块形成了三种具有明确针对性用途的无人车辆。底盘体现了ARV通用化和模块化的发展思路。但ARV显然还需要战场使用的验证，尤其是其底盘越野能力和控制系统能否适应实际战场环境，的确是个问号。