美國納蒂克士兵研究發(fā)展工程中心(NSRDEC)綜合來自其他研究機構(gòu)、士兵項目執(zhí)行辦公室、最初的未來士兵概念系統(tǒng)研究中心的研究成果，在對未來士兵概念的探求中不斷有更清晰的認(rèn)識，最新發(fā)布了《未來士兵2030計劃》。該項計劃是在現(xiàn)有裝備和技術(shù)基礎(chǔ)上充分運用邏輯學(xué)和創(chuàng)新思維開發(fā)的“未來士兵概念”，以確定未來士兵投入戰(zhàn)斗所需能力，提出未來士兵系統(tǒng)的投資策略和折中方案。

該項計劃重點強調(diào)人體效能與人員訓(xùn)練、士兵防護(hù)、殺傷力、機動性和后勤保障、網(wǎng)絡(luò)、傳感器、電源和能量等未來士兵的7項關(guān)鍵能力。

人體效能和人員訓(xùn)練

未來士兵作戰(zhàn)服中將嵌入行為、神經(jīng)和生理傳感器，能實時監(jiān)視士兵狀態(tài)，并對士兵的生理和心理進(jìn)行評估，指揮官可根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行部隊任務(wù)分配、醫(yī)學(xué)／心理干預(yù)等決策，以避免士兵工作負(fù)荷過大或士兵的態(tài)勢感知能力下降。隨著未來認(rèn)知和生理增強劑(如益智藥物、神經(jīng)假肢和持久能力的物理假肢)的不斷發(fā)展，未來士兵也可能在道德許可下使用這些認(rèn)知和生理增強劑來提高人體效能。

未來在人員選拔和訓(xùn)練方面，可以通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在任何時間和地點進(jìn)行嵌入式訓(xùn)練，士兵能夠通過一組依靠計算機指令、手勢和虛擬顯示／控制系統(tǒng)的“第三代”接口與機器人、軟件系統(tǒng)和硬件平臺之間建立互動。訓(xùn)練將利用智能軟件和模擬仿真工具，給予士兵分析和決策能力，減少對主要指揮所和后方(C⁴ISR)中心的依賴。

士兵防護(hù)

“2030未來士兵”防護(hù)系統(tǒng)是一種集防護(hù)、信號管理、生理／醫(yī)療管理等于一體的多功能防護(hù)網(wǎng)絡(luò)。其主要包括以下幾部分。

士兵作戰(zhàn)服 “2030未來士兵”作戰(zhàn)服將像士兵的第二層皮膚一樣，不會影響士兵的正常行動。該作戰(zhàn)服可能應(yīng)用的技術(shù)材料包括：仿生材料人造血管系統(tǒng)、抗菌纖維、電子織物以及能夠接收聲、光、電磁和其他光電信號的納米和合金纖維等。仿生材料人造血管系統(tǒng)具備主動防生化戰(zhàn)劑、氣候控制和自動創(chuàng)傷治療功能；抗菌纖維可以增強士兵的健康和衛(wèi)生水平、減少皮膚過敏并可抑制真菌生長；電子織物將能夠完全織人士兵作戰(zhàn)服中，用于自生成／采集能量。

除了作戰(zhàn)服，未來作戰(zhàn)靴將采用生物力學(xué)和用戶定制設(shè)計，以提高穿著舒適性并減少體能消耗。

彈道與爆炸防護(hù) 未來防彈衣將具有靈活性高和模塊化的特點，合身的剪裁、靈巧的設(shè)計，具有極高的防破片襲擊能力，能夠自然通風(fēng)，還能夠防御爆炸沖擊波以及燒傷的威脅。納米纖維制成的網(wǎng)狀物用于防護(hù)重要部位。

具有承載能力的外骨骼能為士兵提供執(zhí)行特殊任務(wù)所需的全身防護(hù)。另外，安裝在下肢外骨骼內(nèi)的模塊化組件還能夠提供有效的附加防護(hù)。

未來可能采用織物復(fù)合材料制成輕型肢體防護(hù)系統(tǒng)。關(guān)節(jié)處經(jīng)過加固處理，能夠防御爆炸沖擊波并降低極限運動引起的損傷，且不影響正常的運動和功能。

主動阻燃 未來士兵防護(hù)系統(tǒng)在保持被動阻燃和熱防護(hù)能力的同時，將采用活性阻燃技術(shù)使其具備主動阻燃和熱防護(hù)能力。新型納米纖維和納米復(fù)合材料具備更強的阻燃和滅火性能、透氣性好，能夠在復(fù)雜環(huán)境下提供多功能防護(hù)。

生理、神經(jīng)和創(chuàng)傷感知 士兵防護(hù)服、作戰(zhàn)靴、頭盔等部分嵌有生理狀況監(jiān)視(WPSM)傳感器，能顯示士兵的能量級、工作負(fù)荷、壓力水平、睡眠狀態(tài)等方面的信息。創(chuàng)傷感知系統(tǒng)則根據(jù)這些信息評估腦損傷、彈著點、燒傷和鈍擊傷等情況。

化學(xué)／生物／放射性／有毒工業(yè)材料防護(hù) 這種防護(hù)服裝具有各種有毒物質(zhì)指示劑和反應(yīng)系統(tǒng)。防護(hù)服外層的微表面嵌入相應(yīng)的傳感器，當(dāng)探測到核、生、化戰(zhàn)劑和有毒化學(xué)物質(zhì)時，防護(hù)服外層的PH值會發(fā)生變化，并改變防護(hù)服中納米聚合物的導(dǎo)電性，隨后嵌入在防護(hù)服中的酶／活性納米粒子將迅速中和這些毒劑。

多環(huán)境微氣候調(diào)節(jié) “2030未來士兵”將配備輕型低功耗微氣候調(diào)節(jié)系統(tǒng)(MCCS)，該系統(tǒng)能在寒冷氣候下供暖，也能在炎熱氣候下制冷，確保士兵舒適、安全的中心體溫，從而提高士兵作戰(zhàn)效能。MCCS由微氣候調(diào)節(jié)模塊(MCM)和微氣候傳送網(wǎng)絡(luò)組成，傳熱層嵌入士兵防護(hù)服內(nèi)。

殺傷力

“2030未來士兵”武器系統(tǒng)具備超強的殺傷力和多功能性，能夠直瞄和間瞄射擊，有效打擊遠(yuǎn)程和隱蔽目標(biāo)。配用針對隱蔽目標(biāo)的榴彈時有效射程達(dá)1000m，無殼動能彈的有效射程為600m。士兵系統(tǒng)平臺集成有火控光電系統(tǒng)，使武器操作更簡便。武器瞄準(zhǔn)點將顯示在士兵頭盔顯示器上，運用火控光電算法，在頭盔顯示器上以電子標(biāo)記顯示目標(biāo)，以充分提高武器在城區(qū)、叢林、沙漠和村落等各種不同作戰(zhàn)環(huán)境下的目標(biāo)捕獲能力。每個士兵都與數(shù)字戰(zhàn)場建立無線連通，這樣所有徒步士兵都能夠充當(dāng)“前方觀察員”，可以隨時召喚來自空中、地面和海上的火力。

殺傷力主要涉及以下幾項關(guān)鍵性技術(shù)：

武器／彈藥技術(shù) 低后坐力技術(shù)、納米－復(fù)合材料、電子點火，無殼動能彈／步槍。

火控技術(shù) 微型傳感器／超光譜光電器件／傳感器融合；變焦光學(xué)系統(tǒng)；目標(biāo)定位；目標(biāo)和彈藥回路跟蹤及彈藥制導(dǎo)的激光雷達(dá)；非磁數(shù)字羅盤等。

彈藥技術(shù) 無殼彈；空爆彈和威力可調(diào)(從非致命到致命)彈藥；小口徑制導(dǎo)彈藥系列。

機動性與后勤保障

未來士兵將采用模塊化、量身定做的外骨骼系統(tǒng)，其將擁有很強的力量和耐極限能力。所有外骨骼組件都經(jīng)過完全密封處理，完全浸入水中后仍能繼續(xù)運作。

未來士兵將佩戴專用下肢外骨骼系統(tǒng)，每個部件都根據(jù)單個士兵的特點而特別制造，即使士兵在部隊之間調(diào)動也不會更換。為了滿足不同任務(wù)需求，士兵還可以選配各種任務(wù)增強型機架外骨骼系統(tǒng)，包括醫(yī)療援助、建筑物和城區(qū)搜尋與救援、破障、彈藥運輸?shù)?。模塊化任務(wù)增強型機架外骨骼系統(tǒng)可以提供獨特的任務(wù)處理能力，同時能夠充分集成。

后勤保障系統(tǒng)包含一些自動化設(shè)備，以提醒士兵通信系統(tǒng)、裝備和裝具的戰(zhàn)時狀態(tài)。該系統(tǒng)還將采用射頻傳感器或下一代裝置，在戰(zhàn)場和后勤領(lǐng)導(dǎo)層指定的通信鏈路中斷期間，系統(tǒng)將融合和傳送射頻傳感器獲取的數(shù)據(jù)。

士兵網(wǎng)絡(luò)

未來士兵將始終保持信息優(yōu)勢，態(tài)勢感知數(shù)據(jù)將能夠反映更高水平的戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)。另外，先進(jìn)的信息技術(shù)確保在不斷變化的作戰(zhàn)環(huán)境中具有可靠、寬頻帶和網(wǎng)絡(luò)化通信能力。

未來通信系統(tǒng)將采用認(rèn)知推理技術(shù)。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)將使網(wǎng)絡(luò)不斷從外部態(tài)勢數(shù)據(jù)和內(nèi)部性能數(shù)據(jù)獲悉信息，從而預(yù)測戰(zhàn)場環(huán)境，調(diào)整不斷變化的用戶需求。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)將為士兵提供最佳通信能力，能夠適應(yīng)指定的頻譜源和基于場景的通信量需求，向單個士兵提供符合任務(wù)需求的信息。這將大幅度減輕網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃負(fù)擔(dān)，使作戰(zhàn)士兵和C³(指揮、控制和通信)系統(tǒng)部件能夠集中于執(zhí)行任務(wù)。另外，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)還將通過控制計算程序自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化能力以獲得頻譜支持。

士兵傳感器

士兵傳感器主要分布在士兵頭盔系統(tǒng)和士兵攜帶的機器人上。

未來士兵的頭盔系統(tǒng)將采用先進(jìn)的全方位顯示技術(shù)，可在任何戰(zhàn)場條件下提供高保真影像。頭盔上的傳感器包括激光測距儀／指示器，激光雷達(dá)；二級紅外光照明；射頻測距信號網(wǎng)絡(luò)輔助，有助于士兵確定GPS信號的來源、時序以及信號強度；雷達(dá)(探測移動目標(biāo))；超光譜圖像處理與顯示器；激光器和環(huán)境惡化傳感器。

傳感器具有地理空間標(biāo)記和武器目標(biāo)瞄準(zhǔn)等功能，有助于導(dǎo)航、狙擊手探測、人體生物特征面部識別和目標(biāo)探測。由于未來電子器件的尺寸大幅度減小，因此頭盔系統(tǒng)還將包括具有高保真音頻的戰(zhàn)術(shù)無線電收發(fā)器和處理器。通信和處理系統(tǒng)將建立高速數(shù)據(jù)鏈接，使傳感器和無人裝置實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。處理系統(tǒng)將配有能夠使用戰(zhàn)術(shù)地圖、數(shù)據(jù)庫和語言翻譯系統(tǒng)的量子點百萬兆級存儲系統(tǒng)。

士兵電源和能量

未來士兵系統(tǒng)主電源將由遍布在身上的混合電源系統(tǒng)組成，包括帶小型蓄電池的多燃料發(fā)電機。多燃料發(fā)電機通過電化學(xué)手段，可有效地將野外能獲得的任何液體燃料直接轉(zhuǎn)化成電能。蓄電池由高效納米結(jié)構(gòu)固態(tài)復(fù)合材料制成，陰極采用鋰鎳鈷錳材料，陽極采用復(fù)合硅炭黑材料。備用電池包括嵌入在關(guān)鍵部件中的輕型聚合物納米纖維備用蓄電池，這種小型平板備用電池質(zhì)量不到28g，能量密度約為200W·h／kg。充滿電后，這些分布的電源能夠為士兵提供3小時作戰(zhàn)所需動力。此外，未來士兵還配有無線電力供應(yīng)系統(tǒng)，無需連接插頭便能從車輛或其他輔助系統(tǒng)中獲取能量。

能源裝置還包括熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，該裝置利用熱電原理，同時產(chǎn)生電能和熱能(或制冷)，為士兵提供氣溫調(diào)節(jié)(供暖和制冷)。所有電源系統(tǒng)都將設(shè)計成能夠使電能應(yīng)用一再利用一凈化一采集實現(xiàn)最大化，從而減少供應(yīng)鏈需求。

編輯／劉蘭芳