“透视装甲”——炼就新一代主战坦克

2023-06-08 来源:中国社会科学网

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  何为“透视装甲”?该系统由多个部分组成,包括布置在坦克车身不同位置的摄像头和传感器,360度态势感知系统,以及车组乘员佩戴的智能头盔。在三者的有力配合下,能够实现车内乘员对外界情况的全方位感知,在很大程度上提高了坦克的机动作战能力。在2022年的美国陆军协会年会上,美国一家公司就展示了配备有“透视装甲”的“艾布拉姆斯X”新一代主战坦克。但是,为坦克配备“透视装甲”,美国并没有处于“领头羊”地位,在此之前,已有以色列、英国、俄罗斯等多个国家为坦克装配了“透视装甲”。可以发现,“透视装甲”在坦克上的运用,得到了很多国家的高度重视,它也成为了未来新一代主战坦克的“标配”。

  本文将对“透视装甲”各部分的功能作用和世界部分军事强国的“透视装甲”发展情况进行介绍,并且对“透视装甲”在未来战场上的运用进行简要的解读。

“艾布拉姆斯X”主战坦克

  “分毫析厘”——“透视装甲”组成及功用

  “透视装甲”的概念源于航空兵飞机驾驶舱设计。截至目前,实现车内乘员的透视主要有两种方法:一是采用类似于VR眼镜的头盔式设计,但是这样会在一定程度上影响乘员的车内视觉;二是采用显示屏,所有信息都显示在显示屏上,在车内的环绕式显示屏上投射出坦克四周的高清图像。

  要实现数据在头盔或者显示屏上的投射,首先就需要安装在坦克车身四周的分布式传感器、摄像头和360度态势感知系统等装备发挥作用。这些仪器通过感知坦克四周的数据,将收集的数据进行分析处理,集成到车内乘员的头盔眼镜或者环绕式显示屏上。可以说,这些分布式传感器、摄像头和360度态势感知系统就是“透视装甲”的“眼睛”,只有通过它们实时地收集数据,观察敌情,才能让车内乘员及时地了解周围的情况,并迅速做出反应。上述类似于VR眼镜的头盔式设计,虽然能够让车内乘员实时感知到坦克外面的情况,但是对于车内的视觉存在一定的限制和影响。为此,英国BAE系统公司的“战斗视野360”系统的头盔采用单片透明眼镜显示器,仅遮护乘员一只眼睛,这样乘员就可以在感知车外情况的同时,也可以清晰地看清楚车内情况,可以避免操作车内仪器时产生失误。

  值得一提的是,在未来,乘员佩戴的头盔会采用基于增强现实技术的设计,并且这一设计会更广泛运用于军事行动或训练。增强现实技术可以在分布式传感器的基础上,通过集成各传感器的关键信息,增强驾驶员的“视觉”,使驾驶员可以透过坦克厚重的装甲获取战场态势感知能力。不仅如此,增强现实技术甚至可以为乘员提供敌方的行动信息和安全路线规划,以此来增强乘员的“视线”。这项技术可以运用于任何地面车辆,包括坦克、装甲车和无人车等,运用范围非常广泛。这款头盔的问世,使得车长不需要将头伸出炮塔,这样可以更好地避开弹片和狙击手的攻击。

  其实从增强现实技术在乘员头盔上的运用也可以看出,武器装备的发展越来越注重保护使用者的安全。因为随着技术的发展与革新,各种武器装备的攻击范围扩大化,杀伤方式多样化,直接导致了杀伤力的迅速提升。所以,保护好己方人员的安全,才能更好地连续作战,并消灭敌人。正所谓:“保全自己,才能消灭敌人。”保护己方人员安全的方法有很多,除了常见的增加装甲抗打击能力之外,还可以将科技与装备集成起来,避免把人员置于危险的境地。增强现实技术就是科技与装备集成的典型范例,它的应用,直接避免了乘员的身体暴露在坦克外,使得乘员在坦克内就能完成所有操作,这样才能更安全地实行机动作战。

英国“战场视图”360系统在CV90装甲车上演示  

  “头号玩家”——实现战场信息与态势共享

  作为世界头号军事强国的美国,面对其他国家争相发展“透视装甲”,当然不可能坐视不管。在去年的美国陆军协会年会上,美国一家公司就展示了配备了“透视装甲”的“艾布拉姆斯X”新一代主战坦克。“艾布拉姆斯X”是美国通用动力陆地系统公司着眼未来陆面战场需要和当代主战坦克技术发展趋势而研制的一款新一代主战坦克。其“透视装甲”的人机交互设备采用了车内环绕式显示屏和AR头盔相结合的设计,在乘员舱内配备了6块16英寸的MD9016型高分辨率液晶显示屏,乘员可以实时查看传感器探测到的高清图像和关键数据。

  在信息化与态势感知方面,“艾布拉姆斯X”可以与包括其他坦克装甲车辆、无人战车、无人机等在内的己方作战平台进行互联互通,并实现战场信息与态势的共享,这也是新一代主战坦克所必备的一个能力。作为面向未来战场需求而设计的主战坦克,“艾布拉姆斯X”上面配备了先进车载通信系统、数字化战术地图等先进信息化装备,可以实现与己方其他作战平台或人员进行互联互通,并实现战场信息与态势的共享,这让它可以成为未来陆战场上的重要作战节点。

  同时,“艾布拉姆斯X”主战坦克还搭载有一套360度态势感知系统。360度态势感知系统的摄像头被分别布置在了坦克车体正面、左右两侧和后侧的相应位置上,配合车组乘员佩戴的AR头盔,可为其提供“透视装甲”的能力,从而让车组乘员在无须出舱的情况下,就能观察到坦克四周的外部环境,极大地降低了车组乘员受到弹片和狙击手攻击的风险,保护了车组乘员的安全。

  除此之外,美国霍尼韦尔公司推出的装甲透视系统已经成功完成了沙漠环境下闭窗驾驶试验,该系统集成了感知、虚拟现实、显示等技术。2017年10月,霍尼韦尔公司对这种透视装甲技术在亚利桑那州沙漠进行了演示验证。驾驶员佩戴增强现实头盔,以超过56千米/小时的车速在崎岖的沙漠越野路线上成功完成驾驶任务。并且驾驶员的反馈非常积极,并没有晕车和眼疲劳等不适感受。

  综上所述,作为军事领域“头号玩家”的美国,虽然在“透视装甲”发展方面并没有处于“领头羊”地位,但是,其研制的“艾布拉姆斯X”主战坦克相比目前美军使用的M1“艾布拉姆斯”系列主战坦克,在“透视装甲”的信息化与态势感知方面的进步还是不容小觑的。同时,AR头盔也具备极高的创新性,已经能够加强对速度、航向和位置等数据的处理,在未来仍可添加更多数据和信息,以帮助驾驶员执行任务。

“铁视”头盔(HMS)

  “中东霸主”——打造极具真实感的视野景况

  作为中东地区唯一的发达国家,以色列具有非常强悍的军事实力。以军是全世界使用坦克进行巷战经验最丰富的军队,因此非常清楚态势感知能力的重要性。为此,以色列ESLT公司展出了一款名为“铁视”的系统。这是一款专门为装甲部队设计的全景态势感知系统,这套系统能够使坦克成员或者是步兵战车成员实时了解车外战场情况。该系统在坦克装甲车外部设置多部摄影机,以数字化拼接的方式形成无缝影像,然后将形成的无缝影像传输到头盔的护目镜上,使得使用者可以看到360度无缝的环境。

  “铁视”头盔,简称HMS,它的外形与战斗机飞行员头盔类似。它所采用的感应器和显示技术最初是为战斗机和直升机飞行员研发的。通过这种技术,战斗机和直升机飞行员能够获得虚拟的360度战场全景视野。HMS的出现让坦克指挥官和驾驶员也可以享受到飞行员的待遇。显示技术通过传感器和应用软件将坦克内、外的动态影像实时传输到车组乘员的护目镜上,以此来打造极具真实感的视野景况。

  值得一提的是,“铁视”系统通过安装在坦克外部的摄像机,可以让车组乘员观察到车外最近几米内的站立或者卧倒的人员目标,最远可以捕捉到150米至300米移动的车辆等目标,车组乘员不再受限于潜望镜和周视仪。

  综上所述,“透视装甲”的发展已经成为未来新一代主战坦克的必然,它也是未来新一代主战坦克的“标配”。在“透视装甲”面前,目前的潜望镜和周视仪等设备将不再具有优势。相信有了“透视装甲”的加持,坦克可以更加轻松地应对无人机、反坦克炮等武器的袭击,“陆战之王”的美誉将会更加名副其实。

  (作者单位:国防科技大学军政基础教育学院)

 

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