令人矚目的美軍“士兵系統(tǒng)”

王書勤

20世紀(jì)90年代以來，以美國為代表的一些發(fā)達(dá)國家軍隊(duì)紛紛制定并組織實(shí)施"士兵系統(tǒng)"計(jì)劃。它是當(dāng)今世界軍事科技發(fā)展中最重要的新動向之一，是對目前士兵裝備品種繁雜、功能單一的現(xiàn)狀和單打一的發(fā)展模式的一次徹底變革。這項(xiàng)跨世紀(jì)的宏偉工程，使單兵裝備進(jìn)入了一個嶄新的發(fā)展階段。

所謂"士兵系統(tǒng)"，是指單兵在戰(zhàn)術(shù)環(huán)境中穿戴、使用和消耗的所有裝備品。它是采用當(dāng)代高技術(shù)從頭到腳整體設(shè)計(jì)和模塊化組合而發(fā)展成的一種單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)。"士兵系統(tǒng)"較之傳統(tǒng)的單兵裝備更具有防護(hù)性、生存性、作戰(zhàn)性和控制性。

計(jì)劃實(shí)施情況

頭盔子系統(tǒng)中的顯示器可顯示計(jì)算機(jī)圖像、視頻圖像等

計(jì)算機(jī)的語言控制功能允許士兵用語音向計(jì)算機(jī)發(fā)出簡單的指令，如選擇菜單、屏幕等，使士兵無須動手即可快速發(fā)出指令

計(jì)算機(jī)可幫助士兵進(jìn)行能量管理，如記錄消耗或攜帶的電池能量。目前，其大量數(shù)值設(shè)置在步槍的右側(cè)

士兵背部的計(jì)算機(jī)無線電子系統(tǒng)是"陸地勇士"系統(tǒng)的心臟，它與熱成像瞄準(zhǔn)器（位于步槍頂部）、激光測距儀、數(shù)字指南針及視頻顯示器等相連

美軍"士兵系統(tǒng)"研究與發(fā)展工作在世界處于領(lǐng)先地位。90年代初，美軍提出了"單兵綜合防護(hù)系統(tǒng)"(SIPE)先進(jìn)技術(shù)論證計(jì)劃，首次明確了"士兵系統(tǒng)"的結(jié)構(gòu)模塊分為5部分，即綜合頭盔系統(tǒng)、士兵計(jì)算機(jī)/無線電臺分系統(tǒng)、武器分系統(tǒng)、先進(jìn)服裝分系統(tǒng)和微氣候調(diào)節(jié)/能源分系統(tǒng)，使"士兵系統(tǒng)"雛形初顯。1993年，美軍根據(jù)SIPE提出了兩項(xiàng)后續(xù)研究計(jì)劃，即"陸地勇士"(LW)計(jì)劃和"第二代士兵系統(tǒng)"(GENⅡ)高技術(shù)演示(ATD)計(jì)劃。1996年3月，美軍為了有效地使用經(jīng)費(fèi)，將"陸地勇士"計(jì)劃和"第二代士兵系統(tǒng)"計(jì)劃合并成一個項(xiàng)目，即"21世紀(jì)陸地勇士"計(jì)劃(圖1)。該計(jì)劃共有5個模塊。士兵計(jì)算機(jī)/無線電臺分系統(tǒng)，包括單兵計(jì)算機(jī)、班組電臺、全球定位系統(tǒng)和圖像接收儀；防護(hù)服/單兵裝具分系統(tǒng)，包括先進(jìn)攜行具系統(tǒng)、組合式人體防護(hù)服、防生化服裝/手套、鞋和戰(zhàn)斗識別裝置；軟件分系統(tǒng)，包括新研制的軟件和政府提供的軟件；綜合頭盔分系統(tǒng)，包括吊帶輕型頭盔、平面顯示器圖像增強(qiáng)儀、激光探測儀、彈道激光護(hù)目鏡和防生化面具；武器分系統(tǒng)，包括測距儀、熱成像瞄準(zhǔn)儀、數(shù)字化羅盤、導(dǎo)線、攝像機(jī)、組合武器系統(tǒng)、近距戰(zhàn)斗護(hù)目鏡和激光指示器。

最新進(jìn)展情況

目前，美軍"21世紀(jì)陸地勇士"計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)入了運(yùn)行性實(shí)驗(yàn)。該計(jì)劃注重從整體設(shè)計(jì)上把頭盔組件、防護(hù)服、單兵武器、無線電和計(jì)算機(jī)等結(jié)合成一個整體，以提高單兵的殺傷、生存、命令和控制等能力。目前，正在開發(fā)的技術(shù)有兩項(xiàng)，一項(xiàng)是"整體導(dǎo)航技術(shù)"，它用以補(bǔ)充和完善現(xiàn)有的全球定位系統(tǒng)，使士兵在GPS信號損失或阻塞的情況下能繼續(xù)作戰(zhàn)。另一項(xiàng)是"系統(tǒng)語音控制技術(shù)"，它能克服目前配置中的士兵手動控制計(jì)算機(jī)/無線電菜單顯示的缺陷，士兵可以用語音命令來控制菜單，做到手不離械。此外，大量采用的民用技術(shù)也使"21世紀(jì)陸地勇士"計(jì)劃得到改進(jìn)。據(jù)美國《陸軍后勤工作者》2000年9～10月號報(bào)道，美國的一些民用技術(shù)使"陸地勇士"計(jì)劃獲得了新生。美軍盡量選用民間技術(shù)部件代替軍用特制部件并且發(fā)生了奇跡般的變化。不僅裝備性能得到了改進(jìn)，而且各系統(tǒng)的部件也能升級。在通常情況下，更換一個部件比修理它更便宜，故采用民用部件后，可降低維修費(fèi)用?，F(xiàn)在，該系統(tǒng)比以前更小、更輕、更結(jié)實(shí)，也更便宜。改進(jìn)的"陸地勇士"系統(tǒng)所需要的大部分零部件在民用市場上都能買到。例如，研究人員已在民用市場找到了20種攝像機(jī)作為很好的候選產(chǎn)品，以用于將圖像從士兵步槍瞄準(zhǔn)具傳遞到頭戴送/收話器的顯示器上。在降低造價的前提下，民用技術(shù)幾乎可以提供"陸地勇士"系統(tǒng)所需要的一切，此外，還能獲得許多意外的附加功能。與此同時，美空軍也推出了"空中勇士"士兵系統(tǒng)計(jì)劃，目的是將單個機(jī)組人員生命保障裝備的性能綜合到一個系統(tǒng)中，研制出一種按任務(wù)拼裝的綜合性系統(tǒng)。"空中勇士"由面部裝備、飲水系統(tǒng)、防護(hù)服裝系統(tǒng)、救生裝備、通信裝備5個模塊組成。美空軍計(jì)劃2005年開始裝備"空中勇士"系統(tǒng)，總采購量約為16000套。

"未來士兵2025系統(tǒng)"工程

陸軍士兵系統(tǒng)研發(fā)中心目前正為企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)提供未來士兵的科技發(fā)展指南，此項(xiàng)目稱為"未來士兵2025系統(tǒng)"工程。"未來士兵2025系統(tǒng)"工程概念，是從武器到通信、再到醫(yī)療救護(hù)的一系列分項(xiàng)目的合成。在研發(fā)中心，該工程的各種設(shè)計(jì)研究正持續(xù)進(jìn)行，其主要項(xiàng)目為：

(1)傳感器頭盔：負(fù)責(zé)控制瞄準(zhǔn)和通信，并與一個電腦中心保持無線聯(lián)系；

(2)作戰(zhàn)服：整套服裝分3層，外層可防彈，中層為控制隨身裝置的動力系統(tǒng)，里層負(fù)責(zé)監(jiān)測士兵的身體狀況。為此，美軍已研制出作戰(zhàn)士兵生理狀態(tài)監(jiān)視器(WPSM)。作戰(zhàn)士兵生理狀態(tài)監(jiān)視器對于指揮員及時了解、掌握作戰(zhàn)士兵的生理狀況，評估戰(zhàn)斗的危險(xiǎn)性和制定后勤保障計(jì)劃都有著重要的意義。作戰(zhàn)士兵生理狀態(tài)監(jiān)視器是由一系列安裝在士兵服裝上并分布在身體主要部位的小型傳感器組成。這些傳感器自備電源，可一次工作數(shù)周。各傳感器采集的同步數(shù)據(jù)通過無線個人局域網(wǎng)(LAN)傳輸?shù)绞勘砩系男畔⒋鎯χ行摹Ｔ撝行拇笮∪鏐P機(jī)，備掛在腰上，匯集到中心的數(shù)據(jù)被存儲起來或傳輸?shù)絾伪鴶?shù)字化作戰(zhàn)系統(tǒng)、指揮通信網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)上。目前實(shí)驗(yàn)的作戰(zhàn)士兵生理狀態(tài)監(jiān)視器的樣機(jī)包括了心律、行軍代謝能量損失、體溫、動/靜狀態(tài)傳感器、路標(biāo)/全球衛(wèi)星定位裝置等。這套傳感器裝置可提供能量消耗、熱量狀態(tài)和士兵生理極限水平等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)再通過通信設(shè)備將生物信號處理成有用信息，例如，微處理器從傳感器獲取的心電圖數(shù)據(jù)中抽取心律數(shù)據(jù)，它可以提供生理狀態(tài)信息，其他的心電圖信號就可以丟棄，從而減少傳輸數(shù)據(jù)數(shù)量和帶寬需求量。更為奇妙的是，雙向傳感器通信設(shè)備使傳感器具有根據(jù)指令進(jìn)行重編程序的功能。例如，一旦有人受傷，心律傳感器可改變功能，向醫(yī)生傳輸全部心電圖信號。這些傳感器能夠在醫(yī)生到達(dá)傷員受傷地點(diǎn)前，向醫(yī)生提供傷員身體主要部位的信息，結(jié)合全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)提供的地理信息，醫(yī)生就可以知道并準(zhǔn)確地估計(jì)和確定傷員的傷情和位置，以最快的速度進(jìn)行救治。

(3)一套2.3kg重的微型氣溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可用100W功率電力制熱或制冷；

(4)一個腕上火力控制器，重約2.3kg，隨口令可向

300m內(nèi)目標(biāo)發(fā)射槍彈，還可向1000m內(nèi)目標(biāo)發(fā)射榴彈；

(5)一個可持續(xù)6天的微型能源系統(tǒng)，并配有可連續(xù)使用3小時的充電電池。

所有這些分系統(tǒng)輕便耐用，裝具總重不超過士兵體重的15%(14kg)。若需執(zhí)行一次3天的任務(wù)，美軍現(xiàn)行人均負(fù)重為42kg。

所有上述分系統(tǒng)均具備兩大新興科技特點(diǎn)。首先，隨著微型電子機(jī)械系統(tǒng)的應(yīng)用，可將電腦與嵌入芯片的小裝置相聯(lián)結(jié)。另一項(xiàng)為納米技術(shù)，這使得芯片上電子部件的尺寸可大大縮小，達(dá)到不足一個原子的十分之一。未來的微處理器將包括幾十億個納米式芯片，很少能源便可支持運(yùn)作。納米技術(shù)的另一領(lǐng)先優(yōu)勢是微型碳棒。自1991年發(fā)現(xiàn)以來，納米碳棒便以其超鋼的硬度、微小的體積引起了軍方的濃厚興趣。它既可用作頭盔中高清晰度的顯示裝置，又可對付激光武器的襲擊，還可幫助士兵偵測360°范圍內(nèi)的各種聲響。

其他輔助技術(shù)包括：用大型激光掃描器對人體進(jìn)行測量

后，能為每個士兵定制服裝和設(shè)備；電子混紡技術(shù)，電控滴解高分子聚合物組成一種高密度纖維，這種纖維在與酶或其他觸發(fā)劑組合后，可有效抵御及化解所接觸到的化學(xué)毒劑。

從美軍的"未來士兵系統(tǒng)"即未來的士兵裝備上看，未來戰(zhàn)場上的士兵將可能成為"密封化"的士兵和"信息化"的士兵，他們將在嚴(yán)實(shí)的軍服和頭盔的保護(hù)下，通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)與戰(zhàn)友和上級聯(lián)系，通過頭盔上的屏幕觀察戰(zhàn)場情況，通過自動瞄準(zhǔn)裝置殺傷敵人。同時，未來的士兵通過傳感器輔助技術(shù)及數(shù)字化戰(zhàn)場通信、智能雷場、精確彈藥、夜視成像和綜合多媒體傳輸?shù)燃夹g(shù)進(jìn)行"信息化"作戰(zhàn)。因此說，先進(jìn)技術(shù)將是未來戰(zhàn)爭中單兵裝備的命脈。

（編輯/何懿）