2009年底,英國MIRA公司MACE2輕型地面無人車輛在“防務車輛越野性能展(Defence Vehicle Dynamics Off Road Show)”上亮相,其被認為是歐洲防務企業(yè)近年來開發(fā)的最先進無人作戰(zhàn)車輛。MACE2是MIRA公司開發(fā)的第二代高智能無人作戰(zhàn)車輛,采用模塊化設計,具有搭載不同配置成為多種裝備平臺、具備多種用途的能力。研發(fā)MACE2的初衷源于英國軍隊近年來越來越多地涉及反恐地面戰(zhàn)場,在這類高危的地面戰(zhàn)場中往往需要投入威懾性的裝備,而陸軍傳統(tǒng)的重型裝備并不適用。由此,英軍將目光投向易于部署、智能化、經得起損耗的無人作戰(zhàn)車輛。MACE2正是在這種背景下成為MIRA公司沖擊軍用市場的新銳——
提及英國MIRA公司,很少有人把它和BAE系統(tǒng)公司、萊茵金屬公司這類歐洲防務巨頭相提并論。但事實上該公司是一家有著60多年歷史的老牌制造企業(yè),擁有豐富的地面車輛研發(fā)、測試和生產能力,只是以往產品多側重民用市場,故在軍品領域的知名度不算太高,但這并不妨礙共軍品為軍方所青睞,比如該公司就曾參與制造了英國皇家陸軍的“武士”系列步戰(zhàn)車。
眾所周知,歐洲企業(yè)一慣苛求產品的環(huán)保性能,而以民品起家的MIRA公司在混合動力、電磁兼容等方面頗有建樹,MACE2身上就融合了這些先進技術。MACE2的成功并非一朝一夕,它繼承了該公司以往設計的MACE1無人車的優(yōu)秀血統(tǒng)。2008年8月,MACE1曾拔得英國國防部舉辦的無人車輛驗證選拔賽的頭籌,并榮獲“最具前途無人作戰(zhàn)車輛”稱號。MACE2在改進了上一代產品存在的不足后,在易用性、性能等方面取得了新突破。
聰明的“大腦”:領先的智能控制系統(tǒng)
MACE2無人作戰(zhàn)平臺的車載控制系統(tǒng)具有半自動和全自動兩種操作模式。在半自動模式下,操作人員通過一塊顯示屏獲取車載全向視頻傳感器拍攝到的周圍環(huán)境信息,并通過操作面板遙控車輛的行駛和車載設備的操作,其最大搖控距離達5km,最小轉彎半徑為2.5m。在演示中,一名操作人員可同時完成2~3輛MA CE2的操作,使部隊可以最少的人力完成以往需更多人員和裝備才能完成的常規(guī)偵察、巡邏任務。
在全自動模式下,車載自動駕駛儀則根據事先規(guī)劃好的行車路線自動完成巡邏、越障等動作。在執(zhí)行任務的過程中共智能化水平甚高,比如,MACE2能根據GPS定位信息與規(guī)劃路線進行比較,對行進路線上難以跨越的障礙物,能繞過后自動修正偏差并重新返回預定路線;此外,MACE2還能通過搖控設備在任務進程中重新規(guī)劃巡邏路線,這使其運用更加靈活。不過,它的“智能”是建立在事先規(guī)劃的基礎之上的,這種智能駕駛能力距要求更苛刻的真實戰(zhàn)場仍有差距,無法完成需更復雜判斷的動作,如無法向反恐戰(zhàn)場上藏身于平民中的武裝分子開火。
MACE2的全自動操作模式又可具體分為兩種。一種是“巡航點”模式,可對指定區(qū)域作詳細偵察,車輛會始終沿指定路線行進。規(guī)劃線路也非常簡單,既可在任務前規(guī)劃,也可在任務進行中臨時規(guī)劃;既可通過搖控器的觸摸面板瞬間完成,也可通過衛(wèi)星或戰(zhàn)場無人機進行越級指派。另一種是“區(qū)域控制”模式,在此模式下,車輛需配置多種感知設備,適于執(zhí)行巡邏或清除指定地域的簡易爆炸物(IED)任務。
強健的“心臟”:高效環(huán)保的動力系統(tǒng)
MACE2的混合動力系統(tǒng)也極富特色,它采用MIRA公司早已非常成熟的H4V插入式混合四驅動力系統(tǒng),具有加速快、低油耗、低排放等特點,最高時速可達128km/h,以常規(guī)速度行駛時可輕松跟隨典型的有人地面車輛——英國皇家陸軍規(guī)定在阿富汗戰(zhàn)場上,巡邏車隊的時速在50km/h左右。MACE2還具有收放自如的變速能力以及搭載多種探測、預警或作戰(zhàn)攻擊設備的彈性配置,在擔負前沿、側翼警戒任務時具有十分突出的優(yōu)勢。
一般來說,混合動力技術尤其適用于地形復雜、頻繁戰(zhàn)術機動以及需經常啟動和停止的戰(zhàn)場環(huán)境中,并且低速行駛時噪聲極低、紅外特征小,非常適合輕型偵察車輛采用。對于大型重型車輛而言,由于目前儲能技術仍未獲得突破性進展,故限制了混合動力技術在大型重型車輛上的應用,MACE2屬輕型無人車輛,和混合動力技術結緣正好最大限度地發(fā)揮其自身特長。
MIRA公司率先應用于民用車輛的30Kw磷酸鋰離子電池也被應用于MACE2上,這種電池采用納米技術,儲能密度較傳統(tǒng)鋰離子電池有不少提升。對于MACE2這類輕型無人車輛而言,只需裝載一塊這種電池就能行駛很長時間(具體時間、里程數(shù)據目前不詳)。
高效電池配合獨立四驅底盤正是成就MACE2驚人機動性的關鍵。MACE2的底盤采用MIRA公司擅長的四輪驅動技術,越野性能優(yōu)越,無論是翻越障礙、過深溝,還是涉水、爬坡能力都超過英國國防部為“改進型中等公路運輸車輛(IMMLC)”而制定的標準,顯示了出眾的越野機動性能。如在涉水測試中,即使車輪幾乎被水淹沒,依然可以保持良好的機動性。
MACE2底盤的另一大秘密則在于底盤上各自獨立的輪轂式馬達和懸掛系統(tǒng),馬達采用永磁性材料制造,能量轉換效率非常高。據MIRA公司透露,與同級別采用混合動力的無人車輛相比,MACE2的燃油效率約高30%。在試驗場上,MACE2充滿動感的性能,極具爆發(fā)力的加、減速和轉向能力,給人留下了深刻的印象。
敏銳的“眼”和“耳”:戰(zhàn)場威脅探測、評估系統(tǒng)
MACE2搭載的戰(zhàn)場威脅探測、評估系統(tǒng)由ERA技術公司開發(fā),能幫助控制系統(tǒng)分析、判斷車輛受到的威脅,并將這些威脅量化分級以供控制系統(tǒng)做出決策,比如是采用規(guī)避機動,還是使用致命的壓制性火力,抑或只用火力作警戒性射擊。系統(tǒng)主要將威脅區(qū)分為四類:遭零星射擊、遭重火力攻擊、IED裝置和敵意民眾。系統(tǒng)運作時,車載偵察系統(tǒng)不間斷地環(huán)視周圍360。空間,系統(tǒng)在對獲取的影像進行綜合分析并判斷后,將各種量化信息交由控制模塊付諸實施,整個系統(tǒng)具有高度的適應性和可擴展性。ERA技術公司在對各類戰(zhàn)場環(huán)境進行研究后,以軟件擴展包的形式輸入系統(tǒng)儲存,比如,在不同的戰(zhàn)術背景下,系統(tǒng)會對外界的同一動作做出不同的判斷和反應。這項能力尚屬首次應用于無人作戰(zhàn)平臺上,非常具有創(chuàng)新性,目前仍在改進和完善之中。
由于MACE2本身可搭載多種傳感器、通信器材,因此在對各種數(shù)據處理、融合方面也達到了新的高度。MIRA公司在開發(fā)MACE2的電磁兼容、數(shù)據傳輸接口時,充分考慮并適應了英軍當前的戰(zhàn)場數(shù)字化環(huán)境,即以“弓箭手”戰(zhàn)術通信系統(tǒng)為核心構建全車電子體系,努力實現(xiàn)即采購、即使用的目標,而這也是該無人平臺被廣泛看好的重要原因。
不凡的“身手”:靈活的多任務能力
由于動力充沛,MACE2的負載能力非常強,可輕松搭載1噸的載荷。而負載能力強也使MACE2具有突出的可改裝性和任務彈性,很多小型無人車輛無法搭載的裝備,比如IED探測裝置、電子戰(zhàn)設備、戰(zhàn)場勤務設備,甚至中型遙控武器站都能輕松配備。尤其值得一提的是它對付IED裝置的能力。對于輕型無人平臺而言,清除IED在近年的作戰(zhàn)行動中變得越來越重要,為了攻克這一難題,MIRA公司與西門子旗下的Roke Manor研究有限公司英國子公司聯(lián)合開發(fā)了適于MACE2搭載的IED探測、清除系統(tǒng)。該系統(tǒng)除可配置一套寬頻無線信號探測、干擾和阻塞組件外,還有一部遠程探地雷達,可對埋入地下一定深度的爆炸物進行探測。
當MAcE2執(zhí)行反IED任務時,它需配備多種探測裝置,在各種配置到位后,其能夠有效對付無線、有線或壓力引爆的IED裝置。首先,車載大功率干擾系統(tǒng)開啟后,會在車輛四周一定范圍內干擾、阻塞和屏蔽IED遙控起爆信號。與其他采用類似原理的裝置一樣,MACE2發(fā)射的干擾電磁波頻帶寬,脈沖功率也強,恐怖分子將不可能利用手機或無線電設備來引爆IED。同時,MACE2也克服了以往采用類似系統(tǒng)對車載通信的負面影響,MIRA公司利用其在電磁兼容方面的深厚積累,利用高速加密數(shù)據鏈連接后方操作人員,使其在遂行反IED任務的同時,也能從遠距離處接受指揮者的監(jiān)控。而對傳統(tǒng)機械或壓力引爆的IED,MACE2會將攝像頭拍攝的影像傳回后方,在士兵的操縱下,通過機械臂進行拆除。
MACE2系列無人車輛配備的武器也很有特點,其除可像其他無人車輛配備反裝甲或壓制性火力外,還可以搭載一套名為“射手”的反光電偵察和狙擊精確射擊系統(tǒng)。該系統(tǒng)原理非常簡單,利用具備瞄準、偵察功能的光學儀器在觀察對象的同時也必然將一部分自然光反射回被觀察對象的原理,能敏銳地探測敵方觀察人員手中的望遠鏡、狙擊瞄準鏡或攝像頭等光學儀器的鏡面反射回光。該技術也是近年來興起的反狙擊技術,但利用這種原理的探測系統(tǒng)在夜間的效果比晝間要好,因為晝間環(huán)境中的日光會“淹沒”掉微弱的反光。
為了使這一技術實用化,MIRA公司和沃里克大學聯(lián)合開發(fā)了新的信號處理技術和更先進的算法,使系統(tǒng)能在各種復雜噪聲環(huán)境中尋獲敵方光學器材的蹤跡。該系統(tǒng)在試驗中的表現(xiàn)令人印象深刻,但要真正走上前線還需解決一個最大難題,那就是敵我識別。