机器人时代的下一代装甲作战:TRX“破坏者” | |
www.wforum.com | 2025-07-23 17:14:50 阿隆随录 | 0条评论 | 查看/发表评论![]() |
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自主车辆通过传感器和人工智能软件来感知环境、识别障碍物、融合传感器数据、导航并与其他车辆通信,该技术现已足够成熟,主要军事大国正着手部署军用自主或是半自主车辆,而这些军用自主或是半自主车辆当下的主要用途之一,则是军事工程领域。要知道,世界上的陆地可粗略划分为以下几种类型:40%的面积是寒冷地区,33%是沙漠及有关地区,21%是湿热地区,6%是温带地区。一般来说,这些地区是极地作战、沙漠作战、热带作战和常规作战的活动范围。现代作战原则的相当部分甚至大部分是根据在普通环境条件下进行作战的经验制定的。符合常规作战特点的地区仅占地球陆地总面积的1/16左右。事实上,军事装备的有效性同交战区特有的地形、天气和人工障碍条件有关,而国力得以在某地区发挥其作用和效能的程度也取决于该地区的通达性,一个国家支持和维护其国际目标的能力须受环境要素的制约,作战费用的多少在很大程度上也取决于环境。这也就意味着,将先进技术和有效资源投入到野战工程装备上,往往是大国的持重之选。 在2022年的美国陆军协会年会上(AUSA2022),美国通用动力陆地系统公司之所以将TRX“破坏者”无人装甲工程车与新一代的“艾布拉姆斯”X主战坦克、“斯特赖克”X轮式装甲车、“斯特赖克-列奥尼达斯”高能微波反无人机系统并列,其潜台词正是如此。 M9装甲推土机的换代品 首先我们应该明确,TRX“破坏者”最主要的价值,是M9装甲推土机的直接替代品。1986年,美军开始给工兵连列装一种工程车辆,这就是M9装甲推土机。它的功能和常规推土机一样,不过具有两栖能力、装甲防护,还有战略部署方面的考虑。M9是在上世纪60年代装备的通用工程拖拉机(UET)的基础上改进而来,由美国机动装备研究与发展中心于1958年开始研制,总经费2.1亿美元。1975年1月生产出样机,1976年8月美军试验与鉴定司令部完成试验鉴定工作,1977年2月批准定型,1982年初该项目交给陆军坦克与机动车辆司令部管理,同年由太平洋汽车与铸造公司生产15台,以后改由BMY公司生产。作为野战工程装备,M9重约24吨,长6.25米,宽3.2米,高2.7米,单人驾驶。M9的基本结构是焊接铝。发动机,传动系统和驾驶室位于车辆的后部,而前部则有一个6.7立方米的推土铲。装甲由焊接铝和精选钢制成,并由芳纶层压板组成。装有8个视野块的装甲覆盖了驾驶室。它的动力舱在车体后方,采用1台康明斯V903C8缸柴油发动机驱动,可以输出295马力,行走装置为履带式,主动轮在后,另有4对负重轮。该车使用了液压气动悬挂,驾驶员可以调节完成车体俯仰、侧倾等动作,车辆最大公路速度50千米/小时,它还具备完全的水上行驶能力,最大水上速度5千米/小时。不过水上行驶功能一般用不上,而美军在海外基地使用这款装备的时候也基本不维护相关设备,因此很多M9实际上失去了水上行驶能力。M9还配备了拉力为11吨的绞车,偶然客串一下装甲救援车也未尝不可。考虑到在危险对抗环境下的使用,M9还配备了装甲防护,它的基础装甲为焊接和铆接的铝装甲,外面再覆盖芳纶层和钢板,这也算是一种复合装甲吧,只不过防护能力并不强,只能抵御小口径弹药和炮弹破片的伤害,车内提供三防能力,可以在特殊环境下作业,这种时候驾驶员可以通过顶部舱门的8具潜望镜观察外部。M9一般不配备武器,但完全可以在驾驶员舱口外安装一挺机枪,另外还有烟幕弹发射器。 就时代标准而言,M9综合性能先进,能完成保障部队机动(筑路、填平弹坑、清除障碍物,修建突击机场等)、反机动(构筑障碍物、实施破坏作业等)和生存力(构筑阵地工程和指挥工事等)多项任务。该车的车体全部用铝甲板焊接,车辆前部装有刮土斗、液压操纵的挡板和机械式退料器。推土铲刀装在挡板上,推土和刮土作业是通过液气悬挂装置使车辆的头部抬起或降落实现的,该悬挂装置还能使车辆倾斜到用铲刀的一角进行作业,推土作业能力几乎是一般斗式刮土机的两倍。美国陆军大约装备了450辆M9装甲推土机,主要配备给工兵连,一般一个连装备6辆。这些工程车跟随美军参与了不少军事行动,例如“沙漠风暴”行动,它在实战中被证明非常可靠,可以用大型运输机快速部署,也能跟随机械化部队快速行军,至今仍是美军工程部队的主力装备之一。 不过,尽管M9是工程勤务装备,但其执行的任务却是高风险性的,这就令其以一种无人的机器人设备予以取代创造了空间。机器人和自动化系统可代替人类在敌对环境中执行“枯燥、肮脏或危险”的军事任务。尽管人们对人工智能驱动的军事系统深度参与军事行动抱有疑虑。一般认为,军事人工智能系统面临的潜在风险分为三类:比如在伦理与法律层面——机器人系统(尤其是自主武器)如何遵守战争法的相关规定;人工智能系统造成意外时难以问责;人工智能系统对人权和个人隐私构成潜在威胁;人工智能不当使用也将导致一定风险。再比如在作战层面——被破坏的训练数据会对人工系统性能产生很大影响;当人类误用系统或误解其输出时,或者操作人员对系统信任不足时,可能会产生偏见;人工智能系统易受恶意行为者的干扰、欺骗或入侵。另外在战略层面——军事人工智能系统可能降低战争门槛,加速局势升级,引发人工智能军备竞赛,破坏战略稳定等。 著名科学家霍金就对人工智能的军事运用前景保持高度警惕:“除非我们事先做好准备并避免潜在风险,否则人工智能可能成为人类文明史上最糟的事件,它会给整个人类带来危险,例如致命的自主武器的出现。”霍金所说的“致命的自主武器”,就是具有自主“射杀权”的智能武器系统,即科学家们所说的“杀人机器人”,而“避免潜在风险”最有效的办法实际上并不取决于技术发展,而取决于人类的决定。但微妙的是,上述这些担心对于一款人工智能驱动的野战工程装备却是不必要的…… TRX“破坏者”的来龙去脉及主要技术特征 美国通用动力陆地系统公司(GDLS)推出TRX“破坏者”7无人装甲工程车,并不是一项心血来潮的自主投资,而是与美国陆军的作战规划密切相关。为降低士兵面临的风险,美军从2019年开始开发具有特色用途的机器人战车(RCV)。这也是美国陆军“下一代战车”计划的一部分。该项目负责人将这种机器人战车比作“幽灵军”。这种机器人战车不需要人类驾驶员,比当前类似的战斗平台更具杀伤力和生存能力,而且体积更小、重量更轻、燃油效率更高,部署更方便。美军希望使用这种战车完成战场上的侦察和火力支援任务,以减少非传统以及高危作战环境下人员的伤亡,同时抗衡敌方主战坦克部队。机器人战车包括三种不同底盘重量的车辆:轻型(RCV-L)、中型(RCV-M)和重型(RCV-H)。 这些机器人战车的任务主要有:侦察战场、应对与人类或其他机器人侦察兵的小规模冲突以及与全副武装的敌人进行全面战斗。RCV-H是三种机器人战车中体积最大的作战平台,重量为20~30吨,可搭载大口径直瞄火炮或者其他重型武器。研发机构预计2023年对该型机器人战车进行实战测试。此外,该款战车还可搭载各种传感器组件,能够与无人机协同作战,也符合近年来美军提出的“多域作战”的理念。目前,美国陆军正在使用M113装甲运兵车模拟RCV-H,将其改装成无人驾驶战车。这项工作的重点是将“僚机”机器人战车放在一个“有人”与“无人”混合的编队中,该编队的核心是一辆有人驾驶的战车,它将作为操控多个机器人的操作平台。不过,RCV-H也存在一些不利因素,如车体太重难以运输,一架C-130“大力神”运输机仅可空运一辆RCV-H战车。 RCV-L则是全重约7吨的轻型平台,行进速度为40千米每小时,可携带544千克有效载荷。RCV-L可搭载一套完整的探测系统,以引导其他平台对目标进行精确打击。RCV-L还可搭载反坦克导弹或者轻型低后坐力武器。由于RCV-L造价较低、重量轻,被定义为战争中的可消耗品,通过直升机和运输机就可快速部署到战场上,美国陆军计划于2024年底采购624辆RCV-L。 不过,也正是由于RCV-L较轻的战斗全重,令其战场价值不宜高估,美陆军将其作为可消耗品的态度也表明了这一点。 事实上,与较重或是较轻的RCV-H、RCV-L相比,RCV-M的应用潜力可能是最为广阔的,也是美国陆军最为看重的。RCV-M是重量为10~20吨的中型平台,一架C-130“大力神”运输机可以空运2~4辆。同时,RCV-M也是一种通用平台,承担着从直瞄火力对抗、间接火力支援到后勤工程的宽泛任务频谱。美国陆军的目标是,在2026年装备第一支机器人战车部队。但由于对自主或半自主军用车辆作为作战平台的伦理困惑(在战场上做出“开火”的决定,是综合衡量大量复杂因素的结果。现有技术甚至连作出这个决定时人的思维所要考虑的因素,都无法全面罗列出来,更不用说构建相应的数学模型,进行逻辑严谨的模拟演示。例如,《日内瓦公约》规定,不得射杀伤兵、医护兵、跳伞飞行员及失去抵抗能力的士兵,智能机器人怎样分辨出这些人,以及怎样判断对方是否已经失去抵抗能力,这些至少在当前还是难以逾越的技术和伦理复合型障碍),美国陆军更倾向于先让其中的非直接作战装备具备服役条件,这就意味着作为RCV-M通用底盘衍生型号的TRX“破坏者”无人装甲工程车,将受到美国陆军的特别关注。 TRX“破坏者”无人装甲工程车基于TRX通用无人平台打造。这是一种由GDLS开发的机器人车辆,被美国陆军选中用于小型多用途设备运输(S-MET)平台。TRX由多用途履带底盘平台和可容纳任何类型任务设备包的平甲板两部分构成。该机器人车辆平台由基于柴油发动机、电池和电动机的混合动力装置提供动力,足以确保在地面上的高机动性,以及为平台系统和有效载荷提供动力。TRX平台本身的定位为在无数关键战场角色中提供卓越的多任务性能,包括直接和间接火力、自主补给、复杂的障碍物突破、反无人机系统(C-UAS)、电子战(EW)、侦察,以及其他战场任务。比如早在AUSA2021上,GDLS就推出了一款基于TRX平台的“弹簧刀”巡飞弹发射车,该车配备了4组发射管,其中的2组13单元发射管用于发射较大的“弹簧刀”600无人机,另外2组12单元发射管,能够发射较小的“弹簧刀”300。在AUSA2021上展示的TRX巡飞弹发射车还配备了位于车辆前部支持设施,可容纳一架系留式无人机UAV,可用于执行侦察任务。TRX巡飞弹发射车展示了TRX通用无人平台作为直接作战平台的任务能力之一,同样基于TRX平台的“破坏者”无人装甲工程车则展示了其作为工兵装备的潜在价值。 作为M9装甲推土机的无人驾驶版本,TRX“破坏者”无人装甲工程车的工程作业设备采用模块化设计,包括HLA(高升力适配器)、FWMP(全宽扫雷犁)、CDBB(战斗推土铲)、ROBS(快速军械移除系统)和SMP(车道标记系统)等,这些都使得其可以快速清除战场上各种障碍物,所有这些设备都是可互换的,可以快速安装或拆卸以满足任务要求。比如TRX“破坏者”的线性拆除装药系统(LDCS)被放置在一个大型装甲板条箱中,由TRX“破坏者”平台使用一辆简单的轮式拖车拖曳运输。LDCS所使用的投射火箭是5英寸MK22Mod4火箭,火箭后面拖曳的是M58A3柔性聚乙烯软管线装药,所谓的“香肠链接”线装,是因为软管线装药外观看起来极像一串香肠。这条线长107米,每30厘米含有2.2千克C4炸药,每条爆炸线装药总计794千克。这条爆炸线装药通过尼龙绳连接到火箭上,可以投射长达91~137米的距离。在雷场引爆后,炸药爆破可以清理出长100米、宽8米的安全车道。 HLA是另一种工程装备,它对基于TRX平台的“破坏者”无人装甲工程车在战场上的作用至关重要,因为它允许连接扫雷犁和推土铲,允许两件工程设备之间的快速交换,甚至具有一个完整的液压抛掷系统,以防在紧急情况下需要拆除铲刀或扫雷犁。全宽扫雷犁或战斗推土铲的适配器,也就是说这两种装备通过高升力适配器安装在车体前部。它可以实现以上两种设备的快速转换,通过它集成的液压抛离装置,紧急情况下甚至可以快速抛离安装在上边的装备。整个适配器包括一个上横轴和一个底部的固定块。上横轴包含锁定点和松脱销,这部分连接到TRX通用平台的前装甲板上。适配器的底部是将其连接到下部设备的固定块。这个装置仅需要一人就可以进行维护、连接和操作。 TRX“破坏者”无人装甲工程车通过HLA安装的全宽扫雷犁通常用于爆炸性较小的雷场饱和区域(宽是指犁跨越并清除主车辆宽度的路径),扫雷犁连接到主机的前部,并在耙动中被推动。它由驾驶员通过其位置上的多功能控制单元(MCU)进行操作,扫雷犁可通过内置电动液压系统提供的液压动力升降,以便装载和操作。TRX“破坏者”无人装甲工程车可以使用的工程设备还包括一个障碍物标记系统(OMS),也称为车道标记系统(LMS),安装在上部结构后面的发动机甲板上。OMS使用电动气动分配系统,以可控的时间间隔或距离向地面发射飞镖。除了标出安全车道外,这些标志还用于清楚地标出两边危险障碍物或带电雷场。车辆两侧各有一个标记系统。50个飞镖放在分发器中,每个飞镖长1米,末端有高能见度的旗子,也可以用荧光、反光或LED增强杆代替。气动发射的飞镖可以手动或自动触发。它们可以用于多种表面,如沙子、土壤和砾石,甚至可以穿透沥青和混凝土。TRX“破坏者”的优点是可以比M9更高效率地清理路线或雷场,因为它实际上不需要找到简易爆炸装置或雷场,它所要做的就是直接强行穿过这些禁区。 更由于采用的是无人驾驶平台,不必考虑人员伤亡问题,所以战术选择也要比M9大得多。 事实上,相对于M9装甲推土机,TRX“破坏者”的真正革新之处在于它是一种由人工智能驱动的“元战场装备”。元战场概念的构想,不仅仅来源于相对科幻的元宇宙,更重要的是来源于多年来各领域的网络化、信息化、智能化建设,使得军事活动进行现实与虚拟的顺畅链接、深度交互成为可能。特别是随着战场感知、认知技术的发展,使我们对战场和战场要素的感知、理解与认识变得更加全面、更加具体、更加精确。美国陆军将元战场定义为通过虚拟现实技术与军事装备连接,具备人机交互的网络化、信息化、智能化特征,是现实世界和虚拟世界共同构成的军事活动空间。可以认为,元战场实质上是现实世界和虚拟世界的有机统一体。元战场从表现形式看,就是元宇宙的高级阶段。元宇宙概念和相关技术在军事领域的应用,绝不是依托虚拟现实模拟战争,也不应是仅仅依托现实与虚拟的结合完成战场信息感知与理解和军事活动的指挥控制。元战场概念设计与相关技术的实现目标,应是依托虚拟现实、平行战场、数字孪生等技术深度融合参与军事活动,作为一种重要的军事手段完成现实世界军事活动,并达成军事目的。 元战场与元宇宙的主要区别在于元宇宙绝大部分场景与事实不可重置、复现和变更重要属性信息;元战场虚拟场景的事物是可以根据进程需要重置、复现和变更绝大多数属性信息,以追求满足未来作战效能的需要,但是大部分事实也是不可复现重演的。例如,重要武器装备的损失与消耗,在元战场中会完全彻底消失。元战场内的要素是唯一的,虚拟世界与现实世界的要素一一对应,虚拟战场中的要素属性为现实世界要素被探测、感知、理解和认知的附属信息。为确保多类场景下顺畅过渡,虚拟世界必须以现实实体为依据建立唯一的信息数据库,完成现实实体的全寿命、全过程的理解与认知。元战场的建设思路应是实现基于网络化、信息化、智能化的武器装备与虚拟现实的深度连接与交互的有机统一。现实世界的武器装备、计算机等外置设备作为元战场的物理域的硬支撑,网络化、信息化、智能化的通信、计算和认知等技术作为元战场信息域的软支撑,共同构建起完整的元战场。在联合作战体系中,信息主导是构建信息化作战体系的技术支撑。同样,信息化也是元战场的重要组成部分。元战场信息是通过情报、侦察、预警、监视等感知手段,在现实世界中获取敌我实际兵力部署并反映到虚拟现实中的综合类信息,通过智能化手段综合判断战场态势,重点分析双方战场态势变化对元战场内作战行动的影响,还兼顾战略环境和自然环境、社会环境、信息环境变化对作战行动的影响,在整个过程中还需要迭代附加人类认知基础上的理解信息,最终依托元战场体系实施现实世界军事活动,达成军事目的。 在美陆军转型中扮演重要角色 自上个世纪90年代冷战结束后,美国国防部素来将军队转型的重点都是放在了获取信息与网络和其他先进技术上,而非为了建立新型的部队组织结构及武器平台。但是有一个例外,那就是美国陆军在2003~2004年之间提出的,并正在不断优化重构中的“模块化旅战斗队”(BCT)计划,其旨在使陆军变得更加灵活、敏捷,能实现海外任务的快速部署,并能更好地执行当前条令和遂行未来复杂作战环境条件下的作战行动。这种新型的旅战斗队不同于旧式的、嵌入到师一级,遂行基本支援任务的作战旅,是一支完全集作战与支援功能于一身的部队,可根据需要自行部署,同时按照战场的不同编组进行使用。这种模块化的建立对美国陆军指挥与控制结构、作战保障和战场勤务保障等都带来了巨大的变化,用旅战斗队的高质量优势抵消其低数量的劣势。但随着美国反恐战争的结束,其战略重点的转移,以及大国竞争的卷土重来,为适应未来更为复杂的作战环境,如今美国陆军对本世纪初卓有成效的模块化部队结构改革,正在修复上一轮改革中存在的不足与遗留问题。美国陆军自2003年开始的模块化部队建设,实际上部分采纳了上个世纪90年代进行的数字化部队试验中旅基师的概念,新的BCT是兵种合成部队,类似美军二战时期的团战斗队(RCT),但在后勤、管理和情报方面较之前不可同日而语。在情报方面增加了一个侦察营;在后勤方面,作战勤务支援由旅勤务支援营负责,包括一个维修连、一个配给连、一个医务连和4个前沿保障连。模块化后,过去的6种编制结构,即装甲骑兵团、空降旅、空中突击旅、重型旅、斯特赖克旅、轻步兵旅被简化为3种——步兵旅战斗队、斯特赖克旅战斗队和重型旅战斗队。毫无疑问,将旅级规模的机动单位合并减少为3种基本的机动旅战斗队,减少了美国陆军的后勤需求。模块化也大大提高了旅战斗队的侦察能力,建制内的侦察营替换了过去旅中的侦察连,侦察营和旅战斗队的基于数字化信息系统的作战指挥系统极大提高了指挥官的态势感知能力,旅战斗队参谋机构得到了加强,其相应的指挥和决策能力较过去既快又好。这是模块化部队信息作战能力较高的最典型例证。 但是,美军模块化部队并非完美,仍然存在很多问题。比如工兵们就发现自己在新的模块化设计中被边缘化了。重型旅战斗队每个作战营有一个工兵连,步兵旅战斗队总共只有一个工兵连。师工兵营和军工兵旅以及工兵大队都取消了,而且机动增强旅的工兵也并不多。在伊拉克和阿富汗战争中的战斗工兵只有过去战争中的一半而已。不少人认为,重型旅和步兵旅战斗队一个创新之举在于BSTB的建立,负责指挥和控制所有过去的独立连和排,以减轻旅参谋人员的管理负担,但该举措并没有考虑重型旅战斗队中军事情报连的训练与管理,转型后工兵部队的能力大大降低。过去工兵主要承担合成兵种开辟通路任务,这一复杂任务需要协调,这就需要有详细的开辟通路计划、清晰指示、事先经过演练的部队以及有效的指挥与控制。目前,这种类型的训练与教育是缺乏的,只有高级士官与军官保留了这种复杂行动任务计划与执行的技能。此外,只有在重型旅战斗队中有一个工程连限制了完成这种任务的能力。在执行高烈度对抗任务中,战斗工程专业力量的减少使这一矛盾变得更加突出。 简言之,美国陆军的模块化改革,虽然成效显著,但也问题多多,于是利用大国竞争背景下实施战略转型的契机,美陆军开始重编其模块化旅战斗队,而其中很重要的一项内容就是加强战斗工兵力量。一方面美军认为,机动部队也需要成建制的工程施工能力,以及加强型道路清理和开通能力,以提高在复杂的城市地形中的部队防护能力和机动能力,能够实施建设工作。所以,在2020美国陆军的设计中将增加1个工兵连,把原BSTB改编为工兵营(BEB)。根据美国陆军部队管理署发布的2022年旅战斗队编制建议,已对在2020年讨论稿中的战斗工兵连与建筑工兵连进行了重新设计,并改称为工兵1连和工兵2连。工兵1连编制有2个战斗工兵排和1个支援工兵排,战斗工兵排辖3个工兵班,支援工兵排辖1个突破班和1个筑路班;工兵2连编制有1个战斗工兵排,1个支援工兵排和1个道路清理排。战斗工兵排和支援工兵排编制同工兵1连,道路清理排辖2个清理班。另一方面,则是尽可能的以无人系统来改善战斗工兵部队的装备水平,同时以弥补人力资源的不足。TRX“破坏者”无人装甲工程车这样的装备因此被寄予厚望。 结语 GDLS之所以以十分高调的方式推出TRX“破坏者”无人装甲工程车,无疑是意指人工智能驱动的战斗工兵装备正在成为当下美国陆军关注的焦点,而更大的潜台词则是智能无人系统正在大步登上战争舞台。智能无人系统的设计思路是以系统观为指导,以模拟人的感官、思维和行动等为出发点,在人工智能、自动控制、通信传输和信息网络等技术支撑下,进行的总体设计。随着人工智能、自主控制、无人作战等先进技术的快速发展,这些智能无人系统可以很好地助人、代人甚至替人完成更多、更为艰巨的作战任务,因此其必将逐步取代诸多传统力量而成为未来战争特别是具有智能化特征的信息化战争和智能化战争的主要作战力量之一。这种具有前瞻性、牵引性和普遍性意义的作战力量必将推动战争形态和作战样式适应性发展演进。 |
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