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美陸軍將開拓六大重點科技領域 為應對未來多域戰
送交者: 三把刀 2018年03月09日22:37:31 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  近日,美陸軍採辦支持中心發布《作戰人員殺傷力的變化》報告提出,為提高作戰人員殺傷力、防護能力以及績效,陸軍科研機構必須在六個重點科技領域進行投資,探索並尋找新材料、技術和方法,為陸軍提供應對未來作戰所需要的不對稱能力,其中包括:士兵和班組武器;士兵防護和裝備;增強態勢感知;提高士兵效能;延長戰場醫療服務以及滿足培訓的新需求。

  二十年後,士兵和小型部隊將採用新的運行方式,這與過去二十年來在伊拉克和阿富汗的情況完全不同。未來戰場將在密集的城市環境中下進行,陸軍需將採用更小型、更分散的移動部隊。士兵們將不得不管理大型城市,數十萬人或數百萬人都在爭奪電磁頻譜、水資源、食物和道路。士兵所依賴的防護裝備和能力(即戰士殺傷性)必須反映未來戰場的需求。


  未來10年,隨着多域戰概的出現,士兵們將在多域環境下作戰,作戰行動呈現分散、高節奏的特點,小型部隊必須能夠在拒止和嚴峻地區環境下展開獨立作戰。在這一環境下,士兵們視線將相對有限,在情報、監視和偵察以及遠程打擊能力方面的優勢將大大減少。擁擠的電磁環境下將難以建立和維護持續的、可信的通信鏈路。士兵們還將接觸大量不同文化背景的非戰鬥人員,需要與其展開交流,作戰人員將不得不監測存在的威脅以保護行動不受干預,特別是在沿海城市等日益擁擠的城市地區。

  提高殺傷力


  為了緩解這些新出現挑戰帶來的影響,陸軍科學與技術(S&T)部門必須在士兵殺傷力方面進行投資。為了提高士兵和小型部隊的殺傷力,陸軍的科技投資戰略將採用有形和無形的方式解決了這個問題。

  具有殺傷力的有形裝備元素包括士兵和班組武器、通信、態勢感知和防護系統,使士兵能夠在不同的地形和衝突階段下進行射擊、通信、調遣和存活。保障士兵殺傷力的能力包括執行任務和個人任務的基礎訓練,長時間的醫療護理以治療傷害並保持最佳績效,以及物理和認知增強解決方案,如可穿戴設備和可增加力量和耐力的營養輸送方法。

  提高士兵和小型部隊績效的無形殺傷力能力包括認知輔助、條件反射、領導能力和康復訓練。這些無形的使能技術與士兵及其裝備協同工作,以創建一支專業且裝備精良的部隊。

  為了維持陸軍戰略、作戰和戰術優勢,陸軍科技部門正在探索和確定士兵殺傷力六個關鍵領域的裝備和非裝備解決方案,利用技術進步為陸地部隊提供中遠期所需的重要能力。

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  關鍵領域1——士兵和班組武器

  小型部隊所需的武器系統需要具備更強的殺傷力、準確性和機動性,以實現並保持對抗當前和新興對手技術和作戰策略的優勢。當前美國對手正在進行投資以改善其武器技術,陸軍科技部門必須對過去的武器彈藥和配件進行現代化改造。

  對下一代武器投資的科技支持包括研究輕質材料,改進彈藥設計和滲透,模塊化部件設計以及火控,光學和電動軌道等綜合支持技術。由於對手正在使用部分和全部裝備來保護其位置和裝備,限制直接射擊小型武器和間接射擊系統的影響,陸軍必須改進武器和彈藥以擊敗對手。為此,陸軍科技部門必須減少小型部隊反遮蔽武器的精確度、體積和重量,並將士兵和小型部隊反遮蔽能力與更具殺傷力的武器結合起來,以保持同步和超越對手的能力。

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  關鍵領域2——士兵防護和裝備

  陸軍科技部門應尋求在防護、機動性和殺傷力之間取得平衡。隨着新興的定向能和彈道威脅的激增,相關研究將繼續採取較低重量的防護方案,以增加機動性和殺傷力。陸軍還尋求通過對電力、電池和能源管理等方面的研究,減少與電池相關的士兵負荷,通過使用自適應系統延長士兵步行作戰行動以完成72小時任務,該系統可以連續供應長達六天的電力。

  陸軍科技部門正在探索將生物保護和防護材料結合起來,以防止針對服裝和個人設備的多重環境、檢測和彈道威脅。陸軍還在研究簽名管理技術,以降低士兵因佩戴和攜帶的裝備的熱、電磁或視覺特性以降低被發現的可能性。中期人體裝甲研究的重點在於重要軀幹保護以降低彈道和爆炸威脅,並增加了先前對減少士兵產生的電磁和聽覺特徵的技術研究。

  其中的一個相關研究正在研究如何理解人類在爆炸、彈道和定向能量創傷中的反應和傷害。陸軍科技部門還尋求制定基於傷害的性能標準。

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  關鍵領域3——態勢感知

  由於信息優勢可以增加任務成功的機會,陸軍科技部門正在開發戰略技術,提高士兵可穿戴技術以超越和戰勝對手。小型部隊必須具有態勢理解和通用作戰畫面。為了獲得最先進的態勢感知能力,陸軍科技部門將投資於以下三個領域:

  先進的傳感器和顯示器,投資重點包括低成本士兵傳感器、作戰光學武器以及服務個人和全體成員的成像和非成像傳感器的應用。這些傳感器將提供日夜皆可用的能力,實現精確定位和導向,目標標記和指向,並在更大範圍內獲得準確的目標位置。

  士兵系統接口和集成-這些戰術系統接口和決策輔助工具可減少由過多視覺信息引起的認知負荷過重,並支持任務命令和傳感器數據的三維可視化,以提高未作戰中的戰術決策。

  士兵數據管理–陸軍正在開發士兵傳送的數據管理和分配技術,士兵可以評估和維護態勢感知和理解,以便在作戰中進行實時決策。硬件和軟件開發可解決以士兵為中心的有線和無線數據管理技術的集成和分析,其中包括內部士兵無線技術和架構、低功耗傳感器網絡和士兵傳信息保障解決方案。

  與目前使用的手持式和頭戴式顯示系統相比,新興的可穿戴技術能夠更長時間內連續收集高分辨率數據,提供了前所未有的能力。傳感器數據與先進的建模技術和機器學習相結合,將提高認知能力並提供最先進的態勢感知能力。

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  關鍵領域4——士兵績效

  隨着戰場環境變得越來越複雜,士兵的裝備將隨着能力和技術進步的增加而增加,士兵負載、認知和物理壓力將大大增加。陸軍科技部門研究如何解決身體和認知績效。目前的作戰概念認為,士兵能夠理解大量來自密集、城市、複雜地形的動態複雜數據,並做出高效和有效的決策。

  陸軍的研究集中在預測不同環境下不同數量信息和任務士兵的理解範圍。陸軍科技部門的目標是使士兵和小型部隊能夠迅速調遣,並在從密集的城市地區到沙漠、丘陵,山脈和叢林以及分布式小型部隊和大型編隊任務的各種環境中與敵人作戰。醫療和非醫療增強技術方面的科技投資可以提高士兵的表現,同時減少物理、感知和認知工作量,並使部隊能夠持續高速運轉。

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  關鍵領域5——延長野外醫療護理

  陸軍過去16年的應急行動表明,在傷害60分鐘內(“黃金時刻”)進行手術干預可顯著增加了傷員生存的機會。由於反介入和區域拒止等作戰威脅對這一能力構成了挑戰,因此陸軍科技部門正在研究醫療設備和知識解決方案,以加快救生醫療救護服務。其中兩項重大計劃工作包括延長現場護理和自動撤離。

  更長時間的野外護理將使醫療人員(如作戰醫療和軍營外科醫生)能夠長時間穩定受傷人員,直至撤離可行。該能力最初階段將包括先進的醫療設備以控制止血帶無效的傷口出血,以及即體外生命支持系統。

  當醫療撤離不可行時,陸軍將使用自主地面或空中平台,與自主生命支持設備一起將傷亡人員轉移到手術護理設施。在持續作戰期間,這些平台也可用於補充醫務人員。陸軍科技部門在自主系統和先進醫療設備上的投資將顯著調高未來部隊的生存率。

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  關鍵領域6——培訓的新需求

  隨着越來越複雜裝備的出現、衝突速度的加快以及對網絡和語言等多種技能的需求不斷增長,陸軍科技部門將研究採取最先進的方法和工具以支持學習和培訓。這些工具必須滿足複雜環境所帶來的學習需求,並為士兵提供綜合信息的專業知識和信心,迅速作出決定並根據這些決定採取行動以擊敗敵手。

  新的訓練技術和環境將允許士兵訓練作戰技能,比如更快的決策,以獲得速度優於對手的優勢,並具有集成功能,如智能代理可以對士兵提出挑戰,提高個人和團隊績效並形成敏捷、適應性領導。隨着陸軍訓練任務的增加,陸軍科技領域面臨的挑戰包括在分散和各種戰場上為每個小單位提供足夠的知識和時間。對模擬和綜合培訓環境等培訓工具的投資將增強態勢感知,並提高士兵和團隊績效,同時減少培訓時間和成本。

  結論

  未來戰爭願景正在由當前許多成熟和新興學科的科技投資共同塑造。本文中描述的能力將在三到十年內取得成果,包括在迅速發展的信息技術和物理和認知增強技術方面,預計在10年甚至更長時間內將會在生物材料和人工智能等領域提供解決方案。

  士兵殺傷力科技產品組合將有科學家、創新者、最終用戶、技術和全球預測者以及識別和定義未來挑戰和威脅的情報專家共同推動。它採用反覆的分析過程以不斷完善其投資和優先事項,以便未來作戰人員未來戰場上保持殺傷力優勢。

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