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陆军机器人装备的发展现状及未来前景

时间:2017/8/4 15:15:00   来源:工控中国   添加人:admin

  当今世界各国武装力量陆军军用机器人系统发展的现状及未来发展规划,尤其对美国陆军机器人系统的发展情况进行了分析,重点介绍了美国陆军中型、重型机器人车辆的性能特点和设计理念。

  目前,世界上很多发达国家都在进行机器人系统技术方案的研究。美国从上世纪90年代末就首先开始了军用机器人技术装备的研制,当时制定了未来部队计划。在该计划框架内,拨出了大量资金225亿美元用于军用机器人技术装备的研制。另一个发达的强国日本,将机器人技术装备列为国家七大优先发展方向之一,目标是成为机器人技术领域的世界领导者。欧盟在数年前也加入了这一竞赛,通过了价值数十亿的军用机器人技术装备计划。

  中国虽然没有宣布在该领域的计划,但根据关于具体项目的个别报道可以发现,其也在研制军用机器人以及其它类型的机器人技术装备。韩国也在落实机器人技术装备发展计划,优先战略方向是为个别订货方提供专业技术装备,如为近东国家提供机器人监视系统。

  俄罗斯也正在军用机器人技术领域开展研究工作。值得关注的是,我们的个别成果完全达到了世界级的水平,但总体上,目前的研制水平还不够,尤其是在军用机器人领域,这在世界武器更新换代的背景下让人非常担忧。

  如上所述,美国近几十年,也就是2030年前最重要的武装力量发展规划是未来作战系统计划(FutureCombatSystemFCS),在该计划框架内要研制数种地面机器人武器系统。其中包括未来作战系统计划的第四部分地面遥控车辆UGV(UnmannedGroundVehicles-地面无人车辆)。

  据军事资源(MilitariResurs)杂志(2015年第11期)报道,未来,(美国)将研制:武装机器人车辆(ARV-ArmedRoboticVehicle):侦察(侦察,监视和目标获取-Reconnaissance,SurveillanceandTargetAcquisition-RSTA)和突击(Assault)方向;多功能支援车辆(Multifunctional Utility Logisticsand Equipmentplatform-MULE):侦察,工兵和运输车辆;小口径无人车辆(SmallUnmannedGroundVehicle-SUGV)。

  近年来局部战争经验显示,该计划已经开始付诸实践。其中,从2010年开始,工兵机器人PackBot开始参与在阿富汗和伊拉克的军事行动。该机器人重20千克,履带式底盘,能够越过障碍和崎岖地形。机器人在一天之内能够实施600至700次行动,其功能包括区域扫雷,铺设线路,参与战斗行动。

  iRobot公司与波士顿大学联合研制了一种机器人,其主要任务是寻找敌人的狙击手。设备名称为REDOWL(RoboticEnhancedDetectionOutpostWithLasers)。该机器人能够搜寻狙击手并通过内置摄像头实施快速拍摄。机器人配备了激光测距仪,热视仪,音源标定机,4个独立摄像机和1个GPS接收机。机器人可根据射击声音发现狙击手的位置,概率达0.9。REDOWL(红色猫头鹰)的软件能够过滤虚假的声音信号。

  需要指出的是,作战行动一开始,美军就在伊拉克境内使用了战斗机器人。Talon机器人上安装了5.56毫米口径M249轻机枪或者7.62毫米口径M240机器人。引导系统包括4个摄像头和1个夜视仪。由操作员从指挥所实施控制,并定下最终决心。

  Talon机器人的俄制类似产品是MRK-27-BT机器人,由鲍曼莫斯科技术大学应用机器人技术设计所研制。该机器人基于机动履带式底盘,配备了系列武器,包括两部熊蜂火焰枪,1部7.62毫米口径佩彻涅格人机枪,2部火箭-突击榴弹和6部发烟榴弹。用于对预设防御的建筑工事和装甲目标实施火力毁伤。引导系统包括2部摄像机,借助于2个操纵杆可在200米范围内对其进行有线控制,或者在500米内实施无线电操纵。该机器人属于小型机器人战斗车辆。

  同时,美国计划在重量达5至6吨的6×6或者4×4轮式平台的基础上,研制重型机器人战斗车辆ARV,包括两种方案:ARV-RSTA用于遂行侦察任务,ARV-ASSault用于完成火力任务并保障部队的防护。

  中型机器人战斗车辆SMSS(SquadMissionSupportSystem)是保障班级分队的交通工具,基于3×3轮式平台。车重1814千克,能够以40千米/小时的速度穿越起伏剧烈地形,运输物资的重量约为450千克,可克服高度达56厘米的梯形障碍,宽度达70厘米的沟壕。道路储备里程约为160公里,崎岖地形情况下则约为80公里。

  重型机器人战斗车辆的试验型Crusher基于6轮的平台研制而成。重型机器人战斗车辆在崎岖地形上具有高通过能力,在战斗质量达6.5吨的情况下,可在7秒内将行驶速度提高至42公里/小时的最快速度。它可由位于数公里以外的操作员进行遥控。

  此外,利用太空无线电导航系统navstar(导航星)(GPS),或者根据车载计算机电子存储器中存储的预定路线,重型机器人战斗车辆能够在起伏地形上从一个地点独立转移至另外一个地点。如果途中遇到障碍,车辆自己能够选择迂回道路。车体由铝合金构成,而框架结构使用了钛。车辆前部安装了钢制保险杠,能够承受障碍物的撞击,比如像小树这样的障碍物。带独立悬挂的6轮底盘能够保证在1个或者2个轮子出现故障的情况下,实现原地360度调动和转弯。车辆离地间隙可以在0-0.56米之间调整。

  动力装置是柴电混合发动机,实际使用中可保证无噪音运行。每个车轮上都安装了车载电动机。根据不同的速度、载重和地形条件,充满电的蓄电池在不补充充电的情况下可行驶3-16公里。车辆最大载重量为3.6吨。

  研发人员认为,行动时,部队战斗队形中的重型机器人战斗车辆可用作侦察车。因此,该车辆的一种布局方案就安装了可伸缩套管天线杆,上面固定了激光测距仪传感器和摄像机(图7)。此外,该车还能配备自动炮或者大口径机枪。目前正在研发该车自主和遥控行驶的能力。

  美国现在正在研制中型机器人战斗车辆。其中美国海军研究所(OfficeofNavalResearch)和美国国防部高级研究计划局(DARPA)在完成地面战术遥控车(TUGV-TacticalUnmannedGroundVehicle)计划框架内,拨款研制名为角斗士的车辆。洛克希德·马丁公司和卡内基梅隆大学实验室在研究该车试验型方面展开竞争。

  角斗士中型机器人战斗车辆是一种遥控战斗支援车,能够在潜在危险区域实施搜索-侦察行动:在可能遭到射击的情况下,以及存在化学、细菌和辐射沾染威胁的情况下。与其它类似型号相比,该设备的主要优势是它的装甲防护。

  地面遥控战斗车辆的设计人员遇到了一个两难问题:是否要将其视为一种不需要任何专门防护的兵器,还是要使用装甲防护使其免受轻武器子弹,炮弹和地雷弹片的损坏。第一种情况下,车辆的成本会更低,机动性更强,但很可能会在遭受常规武器首次射击后便遭到摧毁。第二种情况下,成本提升,车辆战斗重量增加,但机动性能降低,需要更强的发动机。

  中型机器人战斗车辆的研发人员采用了第二种方案,使用了车体装甲。能够承受口径7.62毫米的轻武器的子弹射击。第一辆原型车采用履带式车体,配备了7.62毫米机枪,质量-体积指标要比之后的方案要小得多。