Стойкий электронный солдатик
Умная электроника и человек разумный
Если рассматривать развитие электроники для военной техники за последние 50 лет, то можно заметить преобладание автоматизации и компьютеризации различного рода боевых машин. Электронные системы наведения, телекоммуникации, системы жизнеобеспечения, которыми оборудованы различные военно-транспортные средства, давно уже не вызывают удивления. Гораздо меньше внимания уделялось пехотинцам, обмундирование и боевое снаряжение которых претерпело не столь серьезные изменения в последние десятилетия.
пыт
второй половины XX века показывает, что само существование оружия массового
поражения удерживает человечество от глобальных войн, в которых победителей,
по всей вероятности, быть не может. Однако локальные конфликты, военные действия
против групп террористов, когда тяжелая техника малоприменима, по-прежнему актуальны.
В этих условиях пехотинцу отводится особая роль. Видимо, именно поэтому военные
программы различных стран направлены на создание переносных электронных систем,
способных на порядок увеличить эффективность действий пехотинца.
Однако для развития подобных программ существуют также предпосылки иного рода. Если раньше компьютерные системы были столь громоздки, что могли базироваться лишь на военно-транспортных машинах, имеющих бортовое питание, то сегодня, благодаря современным технологиям, приборы и элементы питания настолько «потеряли в весе», что системы управления навигации и жизнеобеспечения могут размещаться непосредственно на теле солдата. О том, какие проекты разрабатываются в США для создания электронной униформы пехотинца XXI века, мы и расскажем в данной статье.
Land Warrior
дной
из первых программ, в которых была заложена идея «электронной униформы для мобильного
пехотинца», стала Land Warrior. Концепция этой программы появилась около десяти
лет назад. Программа Land Warrior имеет несколько блоков. Версия L W Block I
в настоящее время находится в разработке и будет готова в 2004-м. Работа над
вторым блоком программы будет завершена к 2006 году.
Уже сегодня в рамках программы разработаны прототипы электронных носимых систем для ведения современного боя, получивших название Land Warrior Integrated Soldier System (интегрированная тактическая система управления войсками Land Warrior). Разработка, включающая интегрированную в шлем подсистему наблюдения (монтируемый на голову монитор, на котором отображается карта местности) выполнена при участии Pacific Consultants LLC. Данное устройство называется Integrated Helmet Assembly Subsystem (встроенная нашлемная информационная подсистема). Оно воспроизводит карту конкретной местности, показывает на этой карте перемещения членов группировки, обеспечивает ориентацию в пространстве и беспроводную коммуникацию на базе локальной сети (рис. 1).
Миниатюрная видеокамера, которая крепится на ствол, позволяет солдату, высунув за угол только дуло, увидеть на мониторе шлема, что там происходит, не подвергая свою жизнь опасности.
Встроенный в обмундирование компьютер на базе Pentium с жестким диском, построенным на основе flash-технологии, управляется ОС Windows 2000.
Система также имеет подсистему передачи данных по радиоканалу, работающую на процессоре Intel SA1100 под встроенной ОС Windows CE. Для того чтобы данные не попали к противнику при пленении, солдат может уничтожить их одним нажатием кнопки. Важную информацию можно удалить и дистанционно. На сегодняшний день система Land Warrior существует только в виде прототипа, однако, судя по публикациям, военное ведомство США уже заказало для своих нужд 35 тыс. переносных компьютерных систем.
 |
|
Objective Force Warrior
bjective
Force Warrior — это следующая ступень развития Land Warrior, или, выражаясь
компьютерным языком, нечто вроде апгрейда программы Land Warrior на качественно
новый уровень. Разработчики программы Objective Force Warrior утверждают, что
Арнольд Шварцнеггер в роли Терминатора обладал не более уникальным снаряжением,
чем то, что будет реализовано на основе работ, проводимых группой компаний под
руководством национальной лаборатории Oak Ridge National Laboratory.
Новая технология должна обеспечить уничтожение противника на большей территории с большей точностью благодаря применению лучшей коммуникации, современного программного обеспечения для ситуационного оповещения, средств химико-биологического оповещения, а также интеллектуальных наступательных и защитных вооружений.
Objective Force Warrior — это долгосрочная программа, которая включает целый ряд компонентов, начиная с формы пехотинца и заканчивая его вооружением.
Программа управляется организацией Soldier Systems Center (в Natick, Mass). Согласно официальным источникам, первая версия Objective Force Warrior будет развернута к 2006 году. (Чаще термин Objective Force Warrior относят к конечной стадии проекта, рассчитанного примерно до 2020 года.)
Основные направления программы — информационные системы, ситуационное планирование, новое вооружение, индивидуальные топливные элементы и индивидуальные средства безопасности.
По заявлению директора по технологической интеграции Soldier Systems Center Доналда Дж. Вайды, приоритетные направления, которые будут оставаться в центре внимания Objective Force Warrior, — это «электроника с головы до пят, вооружение, новые материалы, электронный текстиль и безразмерные технологии». Как отмечают разработчики, перед началом программы по всему миру были отобраны лучшие технологические решения, которые могли бы быть реализованы в рамках OFW.
Одной из проблем современного пехотинца является вес носимого обмундирования и боеприпасов: бегать и прыгать с полусотней килограмм снаряжения достаточно трудно. Программа OFW ставит задачу не только снабдить солдата дополнительными высокоинтеллектуальными устройствами, но и существенно снизить вес его снаряжения. В планах разработчиков снизить носимый вес с 45 до 23 кг. При существующих на сегодняшний день технологиях это нереально; по всей видимости, авторы программы планируют разработать специальные сверхлегкие прочные материалы. В рамках программы к сотрудничеству будет привлечено множество компаний самого разного профиля.
Уже сегодня в разработке программы задействованы десятки учреждений США, такие как DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Battelle Memorial Institute, Axis Solutions, Yale University, NASA Langley Research Center, the Y-12 National Security Complex, Natick Soldier Center, Picatinny Arsenal, Computer Associates, Department of Energy labs, и многие другие.
В марте этого года в США был объявлен тендер на роль ведущего технологического интегратора OFW Lead Technology Integrator (LTI). Результаты данного тендера станут известны не позднее 15 июля нынешнего года. Среди претендентов называются General Dynamics Land Systems, Raytheon Electronic Systems, Exponent, Inc. и Lockheed Martin.
Часть технологий, лежащих в основе Objective Force Warrior, — это реалии сегодняшнего дня, а другие еще только на подходе.
|
|
Форма
Согласно концепции OFW, пехотинец будущего получит автономную универсальную пуленепробиваемую и газорадиационно-защитную форму (рис. 2).
Проект представляет собой единую концепцию, в которой в одной системе увязаны все процессы поддержки жизнеобеспечения, информации и безопасности. Программа, рассчитанная примерно на 15 лет, предполагает создание одежды, которая подобно бронежилету защищает от пуль и в то же время почти не сковывает движений, пропускает воздух и способствует разложению ядовитых химических соединений.
Материал, из которого будет изготовлен данный костюм, получил условное название «интерактивный текстиль» (interactive textile). Данный материал в различных режимах будет вести себя по-разному. В частности, он будет иметь различную проницаемость для газов в зависимости от условий окружающей среды. Цвет текстиля в разных ситуациях будет меняться наподобие окраски хамелеона, так что заботиться о маскировке практически не придется.
Система жизнеобеспечения будет включать следующие компоненты:
- индивидуальная защита;
- тепловой контроль;
- мониторинг физиологического состояния.
Форма также будет иметь встроенную систему создания микроклимата, то есть солдату не придется мерзнуть где-нибудь в горах и страдать от жары во время марш-броска.
В рамках программы ведутся исследования относительно возможности включения в экипировку солдата медицинской электроники, например приборов типа аппарата ЭКГ, средств для телемедицинских консультаций, а также систем автоинъекций. Это означает, что бронежилеты заменит более совершенная система, которая сумеет не только максимально защитить солдата, но и в случае ранения сама подаст лекарства для обработки раны, сделает укол, препятствуя его гибели от болевого шока или от потери крови.
|
|
Каска-шлем-дисплей-забрало
Системы типа HUD (head up display) уже сегодня используются в авиации и содержат проекционный аппарат с дисплеем, расположенный перед глазами пилота.
Шлем пехотинца будущего (рис. 3) планируется как нечто среднее между защитной каской пехотинца и шлемом пилота со всеми необходимыми функциями передачи изображения поля боя и параллельного вывода через ретранслятор (спутник, самолет, микросамолет) оперативных данных на командный пункт. Информация на мониторе включает данные о состоянии электронных систем экипировки солдата, а также сведения о противнике. Все это очень похоже на виртуальный шлем для видеоигр.
Таким образом, шлем с дисплеем — это центральный элемент всей системы, которая наряду с защитной функцией обладает возможностями видеокамеры, систем ночного видения, навигации, антенны и HMD-дисплея (Head Mounted Display).
В принципе, многие из технологий, которые будут реализованы в чудо-шлеме, находятся пока в стадии разработки. Например, специалисты компании AAI недавно предложили новые технологии, которые могут быть интегрированы в шлем пехотинца. Датчики, монтируемые в верхней части шлема, способны улавливать волны, отражаемые при сверхзвуковом движении материальных тел. На основе данной технологии шлем AAI может использоваться как локатор пуль и осколков в пределах до 0,9 г. Полученные сигналы передаются в компьютер, который их анализирует и определяет точку исхода снаряда.
|
|
Топливные элементы
Критичным моментом в программе является создание топливных элементов большой емкости и с длительным сроком действия. Это обусловлено концепцией ведения боя, согласно которой энергетическая система пехотинца и все информационные системы должны получать питание в течение 72 часов в условиях, когда у пехотинца нет возможности осуществить подзарядку. На сегодняшний день подобные батареи могут работать не более 10-12 часов.
|
|
Роботы
По планам разработчиков, Objective Force Warrior будет включать также RSD1 , у которых не будет физической связи с пехотинцем, — речь идет о роботах типа «мул, собака, орел», способных выполнять разведывательные операции. По-видимому, именно орел является наиболее важным роботом-разведчиком. Программы по созданию микросамолетов — орлов, колибри и даже летучих мышей, способных переносить видеокамеру и соответственно добывать разведданные, ведутся во всем мире уже давно. В качестве примера можно привести аппарат с машущим крылом MicroBat (рис. 4), выполненный в рамках совместного проекта AeroVironment, UCLA, Caltech и DARPA.
Вес электрического мотора меньше 15 г, включая видеокамеру и систему управления. На MicroBat установлены крылья, изготовленные с использованием титановых сплавов.
На рис. 5 показан другой летающий аппарат (Microdot) и результаты его аэрофотосъемки.
Подробнее о микросамолетах можно узнать на сайте http://www.microavia.narod.ru/.
Еще одним направлением робототехнических устройств является экзоскелет. Экзоскелеты — это надеваемые на человека роботизированные комплексы, способные увеличить силу и мобильность солдата, а также его грузоподъемность. Насколько мне известно, в России подобные разработки тоже ведутся. Достаточно вспомнить отечественные «сапоги-скороходы», работающие на базе двигателя внутреннего сгорания и значительно увеличивающие скорость передвижения солдата. Суть изобретения состоит в том, что двигатель посылает ноге импульс в момент ее отталкивания от земли, что позволяет человеку двигаться большими прыжками. Однако информацией о том, когда подобные разработки планируются к внедрению в российской армии, я не располагаю.
|
|
Новые виды стрелкового оружия
дним
из центральных направлений OFW является создание новых видов вооружений.
Проблемами создания нового вида стрелкового оружия для экипировки пехотинцев активно занимается испытательный центр Пикатинни Арсенал (Picatinny Arsenal) в штате Нью-Джерси.
Новый тип автоматического оружия, получивший название (OICW), будет включать электронные системы наведения и управления огнем, которые традиционно считались прерогативой исключительно крупных оружейных систем.
Ядром программы является новый пехотный гранатомет, Alliant Techsystems / Heckler & Koch OICW (рис. 6), образец которого американская армия продемонстрировала еще накануне нынешних боевых действий в Афганистане.
Разработка системы была начата в 1990-х годах. В настоящее время проект находится на стадии создания прототипов. Начало производства планируется на 2008 год, поступление на вооружение — на 2009 год. Предполагается, что при серийном производстве стоимость одного образца составит около 10 тыс. долл. Проект достаточно дорогой: только на создание прототипа гранатомета OICW разработчик в лице Alliant Techsystems Integrated Defense Cooperation истратил более 20 млн. долл.
Вместо обычного прицела гранатомет снабжен видеокамерой, которая передает все данные о происходящем на поле боя в электронное устройство, установленное в шлеме пехотинца. Устройство посылает сигнал опознавания в сторону военнослужащих, отмеченных на поле боя, и на экране дисплея будет возможно различить своего и чужого. Изображения своих отмечаются зелеными точками, а противника — красными. На экране монитора все выглядит так же, как в компьютерной игре. Лазерное устройство гранатомета определяет расстояние до противника и программирует взрыватель так, чтобы снаряд взорвался точно над целью. Компьютер рассчитывает оптимальную траекторию с учетом атмосферного давления и температуры воздуха. Благодаря встроенной в шлем видеокамере пехотинец, управляющий гранатометом, может контролировать ситуацию, оставаясь в укрытии.
Модуль управления огнем включает дневной/ночной телевизионный прицел, лазерный дальномер и баллистический вычислитель, который программирует дистанционный взрыватель гранат. Батареи для питания модуля располагаются в прикладе оружия. Ствол гранатометательного модуля изготовлен из немагнитного материала в целях предупреждения сбоев электроники. Изображение с телевизионного прицела может передаваться на нашлемный дисплей солдата, разрабатываемый в рамках программы Land Warrior.
В настоящее время прототип гранатомета слишком тяжел: в комплекте с боеприпасами его масса составляет более 7 кг.
|
|
OFW — спасение или утопия?
оздание
вышеописанной формы — задача весьма трудоемкая. В условиях боевых действий облаченному
в плохо вентилируемый костюм организму человека необходимо интенсивное охлаждение,
что, в свою очередь, требует мощного автономного источника питания. Источник
питания нужен и для всей той умной электроники, которой будет увешан пехотинец.
Расчеты показывают, что при сегодняшних технологиях в условиях нормальной температуры
окружающей среды для ведения боя в течение 2-3 часов потребуется аккумулятор
весом около 10 кг.
Общая логика такова: чем более совершенной является система жизнеобеспечения, тем больше она весит и тем сильнее сковывает движения пехотинца.
Вторая проблема — цена. Боекомплект пехотинца становится соизмерим по стоимости с бронемашиной.
Однако эти проблемы — не только технические. Даже если удастся создать компьютеры, достаточно легкие и достаточно умные для того, чтобы предоставлять максимум полезной информации, возникнет новая проблема: информационное перенасыщение. Приведем простой пример: водитель на дороге отвлекся на разговор по сотовому телефону и попал в аварию. То же самое может произойти и на поле боя. Я уж не говорю о том, что операционная система (в варианте Land Warrier — это хорошо знакомый всем Windows) может зависнуть и потребовать перезагрузки. Эта ситуация комментариев не требует. Кстати, разработчики OFW учитывают проблему информационной перегрузки и выделяют в отдельное направление разработки программу Augmented Cognition.
Да, военным разработчикам из США не позавидуешь. Они никак не могут связать воедино концепцию своей OFW. У нас, по счастью, настолько остро проблема пока не стоит. Наши солдаты уже сегодня бегают в отлично вентилируемой форме, которая не сковывает движений из-за умной электроники, лазерных систем наведения и прочих «вредных» причиндалов.
|
|
Умная электроника и человек разумный
ермин
«умная электроника» давно прижился в компьютерной литературе, и не только в
ней. Он вполне подходит ко всем тем приборам, которые делают нашу жизнь легче
и комфортнее (да что там комфортнее — продлевают, спасают жизнь, как, например,
электронное сердце!).
Однако когда пишешь о достижениях военной электроники, то, восхищаясь гением разработчика, невольно добавляешь про себя: «злой гений». Поражает не только парадокс сосуществования передовой мысли и орудия убийства, но и масштабы этой индустрии, объемы ее финансирования, приоритетность военных программ. Поражает парадоксальность технической революции как таковой, в которой, с одной стороны, военные достижения опережают мирные, а с другой — новейшие мирные технологии подчас выходят из конверсионных программ. Получается, что некоторые медицинские приборы смогли появиться только как трансформированные орудия убийства!
Один мой знакомый психолог сформулировал свою мысль так: «Если оценить долю новейших технологий, нацеленных на уничтожение человека, то окажется, что их объем значительно превышает объем разработок, направленных на спасение человечества, то есть человеческая техническая мысль (некий технический коллективный разум) работает на самоуничтожение».
Реклама кампании Objective Force Warrior сообщает, что скоро у пехотинца армии США, оборудованного умной электроникой, шансов выжить будет гораздо больше, чем у его противника. Видимо, где-то уже тратятся миллионы долларов на то, чтобы ликвидировать этот дисбаланс, и конца этому пока не видно...
Литература:
http://www.janes.com/defence/land_ forces/news/jdw/jdw020610_1_n.shtml
http://www.ornl.gov/Press_Releases/archive/mr20020221-02.html.
http://www.nationaldefensemagazine.org/article.cfm?Id=801.
КомпьютерПресс 8'2002
