令人矚目的美軍“士兵系統”

王書勤

20世紀90年代以來，以美國為代表的一些發達國家軍隊紛紛制定并組織實施"士兵系統"計劃。它是當今世界軍事科技發展中最重要的新動向之一，是對目前士兵裝備品種繁雜、功能單一的現狀和單打一的發展模式的一次徹底變革。這項跨世紀的宏偉工程，使單兵裝備進入了一個嶄新的發展階段。

所謂"士兵系統"，是指單兵在戰術環境中穿戴、使用和消耗的所有裝備品。它是采用當代高技術從頭到腳整體設計和模塊化組合而發展成的一種單兵作戰系統。"士兵系統"較之傳統的單兵裝備更具有防護性、生存性、作戰性和控制性。

計劃實施情況

頭盔子系統中的顯示器可顯示計算機圖像、視頻圖像等

計算機的語言控制功能允許士兵用語音向計算機發出簡單的指令，如選擇菜單、屏幕等，使士兵無須動手即可快速發出指令

計算機可幫助士兵進行能量管理，如記錄消耗或攜帶的電池能量。目前，其大量數值設置在步槍的右側

士兵背部的計算機無線電子系統是"陸地勇士"系統的心臟，它與熱成像瞄準器（位于步槍頂部）、激光測距儀、數字指南針及視頻顯示器等相連

美軍"士兵系統"研究與發展工作在世界處于領先地位。90年代初，美軍提出了"單兵綜合防護系統"(SIPE)先進技術論證計劃，首次明確了"士兵系統"的結構模塊分為5部分，即綜合頭盔系統、士兵計算機/無線電臺分系統、武器分系統、先進服裝分系統和微氣候調節/能源分系統，使"士兵系統"雛形初顯。1993年，美軍根據SIPE提出了兩項后續研究計劃，即"陸地勇士"(LW)計劃和"第二代士兵系統"(GENⅡ)高技術演示(ATD)計劃。1996年3月，美軍為了有效地使用經費，將"陸地勇士"計劃和"第二代士兵系統"計劃合并成一個項目，即"21世紀陸地勇士"計劃(圖1)。該計劃共有5個模塊。士兵計算機/無線電臺分系統，包括單兵計算機、班組電臺、全球定位系統和圖像接收儀；防護服/單兵裝具分系統，包括先進攜行具系統、組合式人體防護服、防生化服裝/手套、鞋和戰斗識別裝置；軟件分系統，包括新研制的軟件和政府提供的軟件；綜合頭盔分系統，包括吊帶輕型頭盔、平面顯示器圖像增強儀、激光探測儀、彈道激光護目鏡和防生化面具；武器分系統，包括測距儀、熱成像瞄準儀、數字化羅盤、導線、攝像機、組合武器系統、近距戰斗護目鏡和激光指示器。

最新進展情況

目前，美軍"21世紀陸地勇士"計劃已經進入了運行性實驗。該計劃注重從整體設計上把頭盔組件、防護服、單兵武器、無線電和計算機等結合成一個整體，以提高單兵的殺傷、生存、命令和控制等能力。目前，正在開發的技術有兩項，一項是"整體導航技術"，它用以補充和完善現有的全球定位系統，使士兵在GPS信號損失或阻塞的情況下能繼續作戰。另一項是"系統語音控制技術"，它能克服目前配置中的士兵手動控制計算機/無線電菜單顯示的缺陷，士兵可以用語音命令來控制菜單，做到手不離械。此外，大量采用的民用技術也使"21世紀陸地勇士"計劃得到改進。據美國《陸軍后勤工作者》2000年9～10月號報道，美國的一些民用技術使"陸地勇士"計劃獲得了新生。美軍盡量選用民間技術部件代替軍用特制部件并且發生了奇跡般的變化。不僅裝備性能得到了改進，而且各系統的部件也能升級。在通常情況下，更換一個部件比修理它更便宜，故采用民用部件后，可降低維修費用。現在，該系統比以前更小、更輕、更結實，也更便宜。改進的"陸地勇士"系統所需要的大部分零部件在民用市場上都能買到。例如，研究人員已在民用市場找到了20種攝像機作為很好的候選產品，以用于將圖像從士兵步槍瞄準具傳遞到頭戴送/收話器的顯示器上。在降低造價的前提下，民用技術幾乎可以提供"陸地勇士"系統所需要的一切，此外，還能獲得許多意外的附加功能。與此同時，美空軍也推出了"空中勇士"士兵系統計劃，目的是將單個機組人員生命保障裝備的性能綜合到一個系統中，研制出一種按任務拼裝的綜合性系統。"空中勇士"由面部裝備、飲水系統、防護服裝系統、救生裝備、通信裝備5個模塊組成。美空軍計劃2005年開始裝備"空中勇士"系統，總采購量約為16000套。

"未來士兵2025系統"工程

陸軍士兵系統研發中心目前正為企業和研究機構提供未來士兵的科技發展指南，此項目稱為"未來士兵2025系統"工程。"未來士兵2025系統"工程概念，是從武器到通信、再到醫療救護的一系列分項目的合成。在研發中心，該工程的各種設計研究正持續進行，其主要項目為：

(1)傳感器頭盔：負責控制瞄準和通信，并與一個電腦中心保持無線聯系；

(2)作戰服：整套服裝分3層，外層可防彈，中層為控制隨身裝置的動力系統，里層負責監測士兵的身體狀況。為此，美軍已研制出作戰士兵生理狀態監視器(WPSM)。作戰士兵生理狀態監視器對于指揮員及時了解、掌握作戰士兵的生理狀況，評估戰斗的危險性和制定后勤保障計劃都有著重要的意義。作戰士兵生理狀態監視器是由一系列安裝在士兵服裝上并分布在身體主要部位的小型傳感器組成。這些傳感器自備電源，可一次工作數周。各傳感器采集的同步數據通過無線個人局域網(LAN)傳輸到士兵身上的信息存儲中心。該中心大小如BP機，備掛在腰上，匯集到中心的數據被存儲起來或傳輸到單兵數字化作戰系統、指揮通信網絡以及互聯網上。目前實驗的作戰士兵生理狀態監視器的樣機包括了心律、行軍代謝能量損失、體溫、動/靜狀態傳感器、路標/全球衛星定位裝置等。這套傳感器裝置可提供能量消耗、熱量狀態和士兵生理極限水平等數據。這些數據再通過通信設備將生物信號處理成有用信息，例如，微處理器從傳感器獲取的心電圖數據中抽取心律數據，它可以提供生理狀態信息，其他的心電圖信號就可以丟棄，從而減少傳輸數據數量和帶寬需求量。更為奇妙的是，雙向傳感器通信設備使傳感器具有根據指令進行重編程序的功能。例如，一旦有人受傷，心律傳感器可改變功能，向醫生傳輸全部心電圖信號。這些傳感器能夠在醫生到達傷員受傷地點前，向醫生提供傷員身體主要部位的信息，結合全球衛星定位系統提供的地理信息，醫生就可以知道并準確地估計和確定傷員的傷情和位置，以最快的速度進行救治。

(3)一套2.3kg重的微型氣溫調節系統，可用100W功率電力制熱或制冷；

(4)一個腕上火力控制器，重約2.3kg，隨口令可向

300m內目標發射槍彈，還可向1000m內目標發射榴彈；

(5)一個可持續6天的微型能源系統，并配有可連續使用3小時的充電電池。

所有這些分系統輕便耐用，裝具總重不超過士兵體重的15%(14kg)。若需執行一次3天的任務，美軍現行人均負重為42kg。

所有上述分系統均具備兩大新興科技特點。首先，隨著微型電子機械系統的應用，可將電腦與嵌入芯片的小裝置相聯結。另一項為納米技術，這使得芯片上電子部件的尺寸可大大縮小，達到不足一個原子的十分之一。未來的微處理器將包括幾十億個納米式芯片，很少能源便可支持運作。納米技術的另一領先優勢是微型碳棒。自1991年發現以來，納米碳棒便以其超鋼的硬度、微小的體積引起了軍方的濃厚興趣。它既可用作頭盔中高清晰度的顯示裝置，又可對付激光武器的襲擊，還可幫助士兵偵測360°范圍內的各種聲響。

其他輔助技術包括：用大型激光掃描器對人體進行測量

后，能為每個士兵定制服裝和設備；電子混紡技術，電控滴解高分子聚合物組成一種高密度纖維，這種纖維在與酶或其他觸發劑組合后，可有效抵御及化解所接觸到的化學毒劑。

從美軍的"未來士兵系統"即未來的士兵裝備上看，未來戰場上的士兵將可能成為"密封化"的士兵和"信息化"的士兵，他們將在嚴實的軍服和頭盔的保護下，通過衛星通信系統與戰友和上級聯系，通過頭盔上的屏幕觀察戰場情況，通過自動瞄準裝置殺傷敵人。同時，未來的士兵通過傳感器輔助技術及數字化戰場通信、智能雷場、精確彈藥、夜視成像和綜合多媒體傳輸等技術進行"信息化"作戰。因此說，先進技術將是未來戰爭中單兵裝備的命脈。

（編輯/何懿）