“透視裝甲”這樣煉就

　　“透視裝甲”這樣煉就

　　■楊龍霄　 郭 辰　 劉含鈺　　

　　圖①：以色列“梅卡瓦”坦克;圖②：以色列“鐵視”系統(tǒng)采用頭盔顯示器來(lái)完成人機(jī)交互。資料圖片　 供圖：陽(yáng) 明

　　在去年的美國(guó)陸軍協(xié)會(huì)年會(huì)上，美國(guó)一家公司首次對(duì)外展示了“艾布拉姆斯X”新一代主戰(zhàn)坦克(演示樣車(chē))。按照設(shè)計(jì)方案，該坦克除了能與其他作戰(zhàn)平臺(tái)互聯(lián)互通外，還配有360度態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)，能通過(guò)布置在坦克不同位置的攝像頭，配合車(chē)組乘員佩戴的AR頭盔，為其提供“透視裝甲”能力。

　　提出為坦克配備“透視裝甲”，美國(guó)這家公司是“后來(lái)者”。在此之前，已有以色列、英國(guó)、俄羅斯等多個(gè)國(guó)家把“透視裝甲”搬上了坦克或裝甲車(chē)，在試驗(yàn)或使用中顯現(xiàn)出“透視裝甲”的作用。

　　觀察通道較少、視野較窄，是影響坦克作用發(fā)揮的重要因素之一。厚重的裝甲為坦克手提供了生命護(hù)盾，同時(shí)也影響了他們的視場(chǎng)，使坦克手長(zhǎng)期以來(lái)只能借助僅有的幾個(gè)通道，如觀察孔、潛望鏡等設(shè)備來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。

　　但現(xiàn)在，“透視裝甲”為解決這個(gè)問(wèn)題提供了新思路。從本質(zhì)上看，“透視裝甲”是一套系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，坦克手坐在密閉的戰(zhàn)車(chē)內(nèi)也能對(duì)車(chē)外情況一目了然。

　　那么，這種“透視”裝甲的能力是如何獲得的?它會(huì)給裝甲戰(zhàn)車(chē)帶來(lái)什么樣的變化?有何長(zhǎng)處與短板?請(qǐng)看——

　　看穿對(duì)手前先要“看透”裝甲

　　坦克作為“陸戰(zhàn)之王”，長(zhǎng)期以來(lái)靠一身厚實(shí)的“盔甲”縱橫沙場(chǎng)，威名大震。

　　但近年來(lái)，在一些軍事熱點(diǎn)地區(qū)，坦克的處境略顯尷尬。來(lái)自對(duì)手無(wú)人機(jī)、反坦克導(dǎo)彈、反坦克地雷以及坦克炮的火力，經(jīng)常讓坦克“丟盔棄甲”。究其原因，一方面是各種反坦克武器的效能在增強(qiáng)，另一方面則是因?yàn)槊鎸?duì)這些襲擊，坦克缺少足夠的實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)能力。

　　要對(duì)這些襲擊加以反制，并充分發(fā)揮出坦克“陸戰(zhàn)之王”的威力，必須先解決其在感知戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境方面存在的問(wèn)題。

　　其中，有一個(gè)問(wèn)題長(zhǎng)期存在，那就是坦克賴(lài)以立身的裝甲，從感知戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境方面看就是難以繞過(guò)的障礙。為獲得更好的視野，即使在戰(zhàn)場(chǎng)上，也有坦克駕駛員選擇開(kāi)窗行駛，一些車(chē)長(zhǎng)甚至?xí)⑸眢w探出車(chē)外觀察敵情，并因此造成不小傷亡。

　　這種選擇折射出一種無(wú)奈，那就是極端渴望更強(qiáng)感知能力的坦克乘員，始終對(duì)裝甲帶來(lái)的視場(chǎng)障礙無(wú)計(jì)可施。

　　步兵戰(zhàn)車(chē)的出現(xiàn)，使坦克有了“帶刀侍衛(wèi)”，也為坦克感知戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境提供了新選擇。尤其是科技的發(fā)展，使步兵戰(zhàn)車(chē)可以搭載更多的傳感設(shè)備，與坦克實(shí)現(xiàn)信息共享。以新加坡“獵人”步兵戰(zhàn)車(chē)為例，該戰(zhàn)車(chē)擁有大量數(shù)字化設(shè)備，除能高效感知戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境外，還可與坦克等其他作戰(zhàn)平臺(tái)共享信息，有針對(duì)性地對(duì)目標(biāo)發(fā)起打擊。

　　但是，這種“外力”式地施以援手，也有不少弊端。最主要的一點(diǎn)是，坦克自身的感知能力沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性突破，尤其是面對(duì)更強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)、靈活的高烈度戰(zhàn)斗，坦克自身感知能力的高低有時(shí)關(guān)乎戰(zhàn)斗勝敗。

　　看穿對(duì)手的行動(dòng)意圖，先要“看透”裝甲，這幾乎成為解鎖坦克更多能力過(guò)程中避不開(kāi)的一個(gè)課題。

　　“透視”能力從“天”而降

　　為攻克這個(gè)難題，各國(guó)的武器專(zhuān)家絞盡腦汁，最后想到了另辟蹊徑從“天”上搬“救兵”——采用“艙體透視”技術(shù)。

　　“艙體透視”這一概念源于飛行員座艙的演變。

　　一戰(zhàn)后期，為更好地保護(hù)飛行員，飛機(jī)的敞篷式駕駛艙被加裝了座艙罩。這種改變?cè)趲?lái)好處的同時(shí)，也引發(fā)了新的問(wèn)題——飛行員僅能通過(guò)小玻璃窗觀察外部環(huán)境，視野受限。

　　二戰(zhàn)時(shí)期，空中格斗成為戰(zhàn)機(jī)的主要作戰(zhàn)方式。為讓飛行員擁有更廣闊的視野，“泡型艙罩”應(yīng)運(yùn)而生。

　　之后，“光電分布式孔徑系統(tǒng)”又被引入，戰(zhàn)機(jī)飛行員由此重新獲得寬廣視野。

　　利用布置在戰(zhàn)斗機(jī)周身的多個(gè)光電傳感器，該系統(tǒng)能對(duì)多個(gè)方向的情況實(shí)時(shí)感知，并在處理后將其投射到頭盔面罩上，使飛行員可像置身于VR世界那樣，隨時(shí)察看戰(zhàn)機(jī)周?chē)涨樽兓?，及時(shí)加以應(yīng)對(duì)。

　　借助傳感器可實(shí)現(xiàn)“隔物視人”，這一特點(diǎn)使研發(fā)人員聯(lián)想到將其用于坦克，以破解坦克乘員在車(chē)內(nèi)視野受限的難題。此后，又將其應(yīng)用到更多裝甲車(chē)輛上，“透視裝甲”由此得名。

　　“移植”過(guò)來(lái)后，飛行員的先進(jìn)頭盔系統(tǒng)經(jīng)改造戴在了坦克乘員的頭上，傳感器的“宿主”則變成了包括坦克在內(nèi)的裝甲車(chē)輛。結(jié)合全息成像與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，裝甲車(chē)輛的乘員就可實(shí)現(xiàn)“身體不出車(chē)，悉知周?chē)隆薄?/p>

　　多種技術(shù)提供支撐

　　和“艙體透視”一樣，“透視裝甲”并不是把裝甲變得像玻璃一樣透明，而是借助有線、無(wú)線傳輸手段“繞過(guò)”裝甲遮擋，把圖像送到裝甲車(chē)輛乘員的眼前。

　　這種“本領(lǐng)”的背后，是多種技術(shù)的強(qiáng)力支撐。其核心是傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)。

　　在這些技術(shù)支撐下，由紅外傳感器、雷達(dá)、攝像頭等獲取的信息，經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后，會(huì)進(jìn)行圖像重建，并將其投影到人機(jī)交互系統(tǒng)如智能頭盔上，裝甲車(chē)輛乘員由此可獲得全方位的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境信息。

　　當(dāng)前，“透視裝甲”所用的人機(jī)交互設(shè)備大體有兩種：頭盔顯示器和車(chē)載顯示器。

　　坦克乘員所用的頭盔顯示器，作用類(lèi)似于戰(zhàn)機(jī)飛行員頭盔，只不過(guò)功能上側(cè)重于對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行感知。在此基礎(chǔ)上，一些頭盔集成了快速處理信息功能，可輔助坦克乘員決策。以色列“鐵視”系統(tǒng)便采用了此類(lèi)頭盔顯示器。該系統(tǒng)在“透視裝甲”基礎(chǔ)上，還能夠追蹤和識(shí)別坦克乘員可能關(guān)注的其他目標(biāo)，并具備從觀察、鎖定到發(fā)射彈藥等一系列操作的連貫輔助能力。英國(guó)BAE系統(tǒng)公司的“戰(zhàn)場(chǎng)視圖360”系統(tǒng)，則選擇了單片透明眼鏡顯示器設(shè)計(jì)，僅需遮擋坦克乘員一只眼睛便能達(dá)成目的。

　　車(chē)載顯示器，相當(dāng)于用顯示屏幕取代了車(chē)窗的功能。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幫助下，裝甲車(chē)輛乘員可通過(guò)顯示屏了解周?chē)闆r。顯示屏幕既能顯示車(chē)外的實(shí)時(shí)目視圖像，還能顯示周?chē)h(huán)境的熱成像圖。據(jù)稱(chēng)，美國(guó)霍尼韋爾公司前幾年已對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了初步試驗(yàn)，還曾完成在沙漠環(huán)境下的閉窗駕駛試驗(yàn)。

　　此外，“透視裝甲”還涉及其他幾種關(guān)鍵技術(shù)，如數(shù)字繪圖、開(kāi)放式架構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊化融合技術(shù)等。如此，就可以將所需的獨(dú)立傳感器數(shù)量降到最低，更方便地將新型傳感器整合到其中，獲取更加清晰適用的實(shí)時(shí)信息，為實(shí)施下一步行動(dòng)提供數(shù)據(jù)支撐。

　　快速發(fā)展的背后也有隱憂

　　有的“透視裝甲”已經(jīng)投入使用，比如以色列的“鐵視”系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于“梅卡瓦”坦克，并能與其先進(jìn)的火控系統(tǒng)配合使用;有的“透視裝甲”則還在研制中。

　　對(duì)“透視裝甲”研發(fā)的熱衷，源于其能有效提升裝甲車(chē)輛乘員的態(tài)勢(shì)感知能力，進(jìn)而提升戰(zhàn)斗力和戰(zhàn)場(chǎng)生存力。

　　同時(shí)，在一定程度上，“透視裝甲”也使得裝甲車(chē)輛進(jìn)一步智能化。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在“透視裝甲”支持下，人工智能能夠更有效地完成識(shí)別敵方目標(biāo)、顯示目標(biāo)狀態(tài)、規(guī)劃調(diào)整路線、實(shí)施跟蹤鎖定、快速發(fā)起打擊等任務(wù)，取得更好的效果。

　　當(dāng)然，“透視裝甲”在發(fā)展過(guò)程中也暴露出一些短板。首先，“透視裝甲”畢竟是“后來(lái)者”，對(duì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展、結(jié)構(gòu)已相對(duì)“穩(wěn)定”的裝甲車(chē)輛尤其是坦克來(lái)說(shuō)，如何在深度融入其中的同時(shí)為使用者減負(fù)，就是一個(gè)較大課題。

　　其次，面對(duì)高性能攝像機(jī)等各類(lèi)設(shè)備獲取的大量信息，要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，仍需要對(duì)“透視裝甲”的“大腦”進(jìn)行升級(jí)。

　　再次，“透視裝甲”的運(yùn)行基礎(chǔ)，是分布于戰(zhàn)車(chē)上的各種傳感器。傳感器一般由高靈敏度的電子元件組成，在對(duì)抗外部沖擊方面處于劣勢(shì)。高強(qiáng)度的作戰(zhàn)，很容易造成傳感器的損毀。

　　最后，“透視裝甲”在個(gè)性化方面的要求也不少。比如，如何讓攝像頭獲取的圖像更接近于人眼觀察效果等。諸多要求使得“透視裝甲”的成本居高不下，如何降低成本也是各國(guó)需要解決的問(wèn)題。

　　隨著無(wú)人化兵器時(shí)代的到來(lái)，未來(lái)的“透視裝甲”還需要向無(wú)人化方向“轉(zhuǎn)身”。如何把所獲信息高效傳輸?shù)綉?zhàn)車(chē)指控系統(tǒng)，并且持續(xù)增強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)生存力，將成為“透視裝甲”要面對(duì)的新課題。