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这一幕只会出现在科幻电影中：飞碟一样的物体在一幢建筑物二楼的窗户外来回盘旋，利用传感器和热成像技术找寻大楼里的生命迹象或者潜在的武器源头。当这个物体的光学传感器探测到一处爆炸设备时，它立刻将该设备的数据传送给军方指挥官，让他决定是否将该大楼摧毁。
这一切是遥不可及的吗？回答是否定的。如今在25个承包商以及600多个分包商的协助下，美军正在研究开发一种可以让科幻变成现实，甚至可以走得更远的系统。它就是大名鼎鼎的未来作战系统(FCS，Future Combat Systems)，它是美国军方历史上最具野心的科研项目之一。 （图片）
美军部队测试一级无人驾驶飞行器“它是工程设计领域的一项巨大挑战。这就是为什么我们让工程设计领域专家共同参与进来。”未来作战系统FCS计划管理层之一，媒体沟通办公室主任Paul Mehney说道，“这将是美国军方设计和开发途径的一次划时代的变革。”
确实，美军联合作战部队之所以有工程设计领域专家的加入，很大程度上是由于该项目极其庞大。未来作战系统FCS有九种不同的有人驾驶地面车，从重装加农炮到监控系统车，应有尽有。同时，从飞碟状的盘旋飞行器到无人驾驶直升飞机，系统包含两级遥控飞行器。除此之外，还包括了两级无人驾驶地面车，4种战术传感器，3种不同的城市地形传感器，供士兵使用的中央处理器，以及构建在大约6700万软件代码上的周边网络。（图片）
电子发动机帮助SUGV在粗糙地形运动,站立或者低头监测车辆下方爆炸物“我们设想的是创建一种能够连成网络的合作系统，让士兵看见并了解发生了什么，同时更快地决定下一步该怎么办。”未来作战系统FCS主要合作对象--波音联合防御系统软件和分配系统主管Ted Goetz解释。
但是，要实现这样的目标，并不是一件容易的事情。美国军方预计在2015年完成这个目标，这让全国范围内所有参与该项目的公司在最后期限前变得像热锅上的蚂蚁一样。
“如果拿Abrams(坦克)和Bradley(作战车)作对比，这些作战设备都花费了大约15到20年的时间进行开发。”Mehney说道：“在这里，我们仅用15年时间就从头开始开发了14个硬件平台和一个网络系统。”
重点投入遥控设备的开发
未来作战系统FCS特别之处在于它采用遥控设备，同时通过广域无线网络将遥控系统同士兵联系起来。细数一下，该项目包括九种有人驾驶地面车，例如步兵运输车，救护车，装载作战系统，重装加农炮，修理及后勤供给车。但是它最关键的性能：将”未来”一词加入未来作战系统的元素，这正是在未来作战系统FCS所使用的遥控汽车上体现出来的。
在那之前的产品是一级无人驾驶飞行器(UAV)以及小型无人驾驶地面车(SUGV)。这些车辆之所以采用遥控技术是为了尽可能保证士兵免于受伤。美军部队安全报告反复强调安全问题，特别是当解释该项目花费了210亿美金的时候。“现代化的成本以美金来计算，”美国军方透过启蒙者全美安保报告称，“落后的代价是用生命来补偿。”（图片）
一级UAV 重41磅, 便携式设计无人驾驶飞行器UAV被作为传感器平台使用，可以监控和侦察那些无法派遣士兵执行任务的地方。最重要的是，美军希望从空中侦察到临时爆炸设备(IEDs)地点，确保士兵更加安全。
“美军将无人驾驶飞行器UAV作为‘耳目’使用。”Mehney说道。”它能够跟踪敌军动向，同时在战斗区域保持更好的警觉性。同时，它的好处还有无论系统监测到什么都会上传到未来作战系统FCS网络上共享。”
在Honeywell公司开发的名为微型飞行器产品的基础上，研制了管扇垂直升降飞行器UAV。它是由重型燃料引擎作为动力的。由于体积只相当于一个办公室内的垃圾桶大小，41磅重的UAV可以被部队带到作战区域并像直升飞机一样垂直升降。它既可以适应复杂的沙漠地带也可以满足多变的城市地形。虽然采用自主飞行和导航控制，它也可以同士兵沟通，并借助网络动态更新路线和目标信息。
一级无人驾驶飞行器UAV的关键部位是它的传感器平台，该平台包含电子感光和红外设备(IR)。传感器收集信息，然后通过未来作战系统FCS无线网络传输给单兵。Mehney说道：“例如，无人驾驶飞行器UAV发现了敌方正在设置一个临时爆炸点IED。一个下士接收到了信息，如果他有把握能将敌人制服，他可以立刻执行任务，因为他对敌人情况非常清楚。”另外，红外线IR传感器技术帮助无人驾驶飞行器UAV在晚上监测到这个情况。“该技术可以对大楼透视监测，而光学传感器做不到这一点。”Mehney说道，“它可以在一片漆黑的地方感应到热源，并探测周围的建筑物结构。”
掌控夜晚
与之类似的是，未来作战系统FCS工程师们正在努力设计遥控地面车。如美国军方正在与iRobot公司合作设计小型无人驾驶地面车SUVG，这家公司是著名的Roomba空间机器人的设计制造商。
小型无人驾驶地面车SUVG对于美军士兵来说功能多样。未来作战系统FCS团队计划采用这种遥控机器人探测汽车下方的炸弹，并搜索建筑物内部。
“如果知道有人在建筑物内，而你希望知道对方在做什么，你可以遥控SUGV机器人进入建筑物一探究竟。”Mehney说道，“派遣机器人实施侦察任务比派遣一名士兵效率更高。”
遥控地面车演化的结果是一种名为PackBots的遥控机器人，美军将这种设备带到了伊拉克战场。这种遥控机器人大约30磅重，而且是“便携式”的。设备装备了一套传感器，包括前进驱动广角感光传感器，近距视角暗光放大照相机及夜间热成像照相机。美军士兵在加装护目镜的显示屏上实时观察照相机传送的图片，并采用游戏手柄控制器操控机器人的行动。（图片）
小型无人驾驶地面车的功能是探测建筑物内部和汽车下方的爆炸设备“我们使用游戏手柄控制器进行操作，让那些玩着电视游戏长大的士兵能够迅速掌握控制手柄的使用技巧。”iRobot公司未来作战系统FCS项目总监Bob Bell解释说。
小型无人驾驶地面车SUGV由直流电动机供电，该电动机使用军用BB 2590可充锂电池。SUGV使用电动机来控制遥控机器人的前进轨道以及头颈部运动，它可以在粗糙的地面行驶，并且能够监测到设备近距离物体，而这些角度士兵们往往会忽视掉。
“它可以自由上下楼梯并且在碎石上前进。”Bell说道，“它还能进入洞穴，隧道以及下水道探测潜在的危险。”（图片）
一级无人驾驶地面车的便携式功能可以让士兵带到作战现场当到达目的地的时候，小型无人驾驶地面车SUGV能够通过话筒和微麦对距离在200码或者更远的人进行询问。它可以抬头观测车上部物体，也能低头探测汽车下方，同时启动探测模式能够保持倾斜或者站立的姿势。甚至在黑暗当中，它能够探测到爆炸物体并且剪掉引爆线。
“它能够在完全黑暗的环境当中看见物体。”Bell说道，“它可以看见躲在树丛中的人，这就是美军掌控夜晚的秘诀。”
传感器平台
除夜间传感器之外，美军还计划引进一套战术传感器和城市地形传感器。所有这些传感器都不超过25磅，而且电池都能续航两天。
战术无人地面传感器(T-UGS)具有磁性、声音以及地震感应能力，常常被装载在战斗区域，对敌军和单兵的行动进行实时反馈。该传感器是从Textron防御系统发展而来，它包括有传感器节点，能够探测敌军动向、车辆和飞行器。还包含传输数据的通路节点、电子感光节点和放射原子能节点。
由Textron公司与Honeywell合作设计的城市无人地面传感器(U-UGS)的功能与T-UGS相比又有细微的差别。“城市传感器身材更小巧，可随身携带，在更窄小的环境中执行任务。”Mehney说道。一般的，U-UGS被安置在建筑物，洞穴，下水道，隧道，小巷或者其他狭窄空间内部。它包含可供通讯的通路节点，入侵传感器节点以及图像传感器节点。
“士兵们可以将一到两个这样的传感器安置在建筑物内部，同时借助视频监控仪可以知道是否有人员进出大楼。”Mehney说道，“它的优点就是：无需派遣士兵进入大楼进行侦察。”
大画面
将所有这些信息收集起来放到网上，同时开发出一套系统对信息进行处理，这是最为困难的工作。
在未来作战系统FCS运作的时候，网络收集所有传感器发出的信息以及所有电台的音频通讯，汇集成普通操作画面，让作战人员能够做到知己知彼。（图片）
战术传感器: 可延伸探头能提供白天和夜晚的照片“最为困难的是，如果如何开发这样的软件，并且保证不超出预算?”与科学软件国际公司(SAIC)一起合作从事开发未来作战系统FCS的波音公司主管Goetz说道。“同时，还要按照时间进度完成设计，保证使用大小适宜的电脑来实施计划，这样无需采用Cray电脑来控制无人驾驶车辆。”
波音公司工程师们称这些问题的解决需依靠网络软件公司。如此庞大的软件系统核心是作战命令软件，该软件包括各式各样不同的软件，通过处理传感器接收到的信息，能帮助士兵了解周围发生了什么。作战命令软件是士兵和指挥官之间的媒介窗口，它包括任务计划，准备，环境认知以及任务执行代码，还有作战人员机器界面。该软件设置在名为“系统中的设备公共操作环境(SOSCOE)”这个中间设备上。SOSCOE汇集了所有单独的软件包，并连接了市场上现有的满足军方操作环境的硬件，组成网络的核心基础。（图片） “它能够提供通讯服务、保卫、数据服务以及技术支持。”Goetz说道，“基本上来说，它能够提供标准的服务并让其它应用设备即插即用。”
工程师和美军发言人称该项目的规模是难以想象的庞大。项目承包商包括General Dynamics、IBM、Northrop Grumman、Raytheon、波音、Honeywell和Textron以及其他很多一流的公司，他们与600多个分包商一道为项目设计制造了从引擎到内嵌操作系统等所有的设备。参与项目的工程师数量如此庞大，以至于美军发言人和项目承包商们都无法估算出具体数字，只好用“成千上万”来替代了。“这是一项庞大的工程项目，要花费数不清的人力物力来完成。”Goetz说道。而Mehney则指出，“这个项目让工程设计领域倾注了全部的力量。美军从未有过如此规模的采购、研究、开发、设计为一体的项目。”
信息来源：http://www.designnews.com.cn/
4/6/2008
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