עליונות נלחמת עבור החייל המודרני
ככל שמרחב הלחימה המורכב יותר ויותר מציב דרישות טקטיות יותר ויותר ליחידות, הצבא והתעשייה מחפשים לפתח טכנולוגיות מהדור הבא שיכולות לספק עליונות טקטית על פני יריבים כמעט שווים עם יכולות לחימה משמעותיות
טכנולוגיות הדור הבא שמטרתן לספק לחייל המודרני את האמצעים היעילים ביותר לביצוע כל קשת היכולות המבצעיות נחקרות, מפותחות ומיושמות ברציפות בכוחות על מנת לייעל את כוח האש, השרידות והדיוק בכל הרמות הטקטיות, כולל הנמוכים ביותר.
רשימת הטכנולוגיות הללו עצומה, החל ממערכות תקשורת ומכשירי קצה וכלה ברכבי תמיכה אוטונומיים ומערכות רכישה ורכישה למטרה שמפחיתות את העומס הפיזי והקוגניטיבי על החייל המודרני.
על פי תורת נאט"ו, מרחב מבצעי מודרני מוגדר כ"מרחב הכולל את כל רמות העימות המורכב בתנאים קשים, כולל שטחים ימיים שנוי במחלוקת, שבו מידע צריך להיחשב כנשק ".
הכוחות הצבאיים המודרניים מתמודדים עם יריבים כמעט שווים וחזקים, כמו סין, איראן, צפון קוריאה ורוסיה, הבונים ללא הרף את יכולותיהם במגוון רחב של תחומים. כתוצאה מכך, הצבא חייב להיות מוכן לא רק להילחם באיומים מסורתיים וקיימים, אלא גם להתמודד עם איומים חדשים הקשורים ללוחמה היברידית, הכוללים אמצעים קינטיים ולא קינטיים כאחד.
איומים אלה דואגים במיוחד ליחידות תגרה מפורקות ולכוחות מבצעים מיוחדים (MTR). עם זאת, הפתרון כאן יכול להיות לא רק עדכון נשק, חומרה ותוכנה, אלא גם פיתוח עקרונות של שימוש קרבי וטקטיקות, שיטות ושיטות לחימה. כל זה צריך להיות משולב על מנת לספק לקבוצות לחימה מערך יכולות להתמודד עם מגוון רחב של איומים בתחום המידע והקיברנטיות, כמו גם בתחום הלוחמה האלקטרונית.
לדוגמה, הכוחות המזוינים הרוסים יישמו בהצלחה את הרעיון של לוחמת הדור הבא (גרסה משלהם של לוחמה היברידית). יישומה הוכח להפליא במהלך פעולות האיבה באוקראינה ובסוריה, שם נתמכו יחידות קרקע קדימה בפעולות מידע מוכנות בקפידה.
פעילות זו היא שאילצה את צבאות מדינות רבות לזהות ולפתח מספר טכנולוגיות חדשות לתמיכה בקבוצות קרב קטנות (ברמה של פלוגה ומטה), שאפשר להטיל עליהן לבצע פעולות בתנאים של מניעת גישה / חסימה של אזור שבו ניתן לחסום בקלות אותות לוויין GPS ואותות תקשורת אחרים.
ניסיון קרבי במזרח אירופה, במיוחד אוקראינה, הראה שכוחות הקואליציה הפועלים בסמיכות לכוחות הרוסים חווים בעיות שונות ברשתות התקשורת שלהם.
הנספח הצבאי של אוקראינה בבריטניה אמר כי לוחמה אלקטרונית נותרה אופציה "אטרקטיבית" לכוחות הרוסים הפועלים במזרח אוקראינה."לוחמה אלקטרונית היא התקפה לא קינטית יעילה ביותר שקשה לאתר אותה", והוסיף כי כוחות הקואליציה באזור יודעים היטב מה זה תקשורת VHF תקועה. רשתות UHF ו- GSM.
לדוגמה, מסיבות לא ידועות, "תנועת הרדיו נעצרת לפתע", בעוד גם כלי טיס בלתי מאוישים ורובוטים ניידים קרקעיים, המסתמכים בעיקר על אותות GPS, מופרעים באופן קבוע.
לדברי דובר גטאק ג'קסון ווייט, הכוחות המזוינים משקיעים יותר ויותר בטכנולוגיות C4ISTAR (פיקוד, בקרה, תקשורת ומחשבים, מעקב, רכישת מטרות וסיור). לתמוך ב"אסטרטגיה של לוחמה אסימטרית ודיגיטציה ". כדוגמה, הוא ציין את שרת ומחשב הנייד X500 של החברה שלו, כמו גם את מכשיר משתמש הקצה האחרון, את טאבלט ה- MX50 המחוספס. שוחרר בשנת 2017.
טאבלט זה בגודל 15 אינץ 'מספק החלפת נתונים בנפח גבוה ליישומי מיפוי תלת-ממד ותוכניות בקרה תפעוליות אחרות ומודעות למצב. מכשיר נייד בגודל של קלמר לבית ספר יכול לאחסן עד 6 טרה -בתים של נתונים, מעבד ומפיץ נתונים המתקבלים מפלטפורמות קרקע ואוויר, ומספק ליחידות מתקדמות יכולות "לנתח נתוני פלטפורמה, ביצוע משימות ופרמטרים אחרים על מנת להבטיח יציבות מבצעית בתנאי לחימה קשים ".
מחשב הלוח X500 כולל ארכיטקטורת בסיס כללית המאפשרת השתלבות ברשתות C4ISTAR קיימות ועתידיות. המכשיר פועל על מערכת הפעלה Windows 10 המספקת הגנה על נתונים, אימות והפעלה מאובטחת פיזית. אם הטאבלט נופל לידיו של האויב, ניתן להשבית אותו מרחוק באמצעות תוכנת ניהול מכשירים ניידים.
סרב בקשר
הצורך בהודעות מאובטחות בכל מרחבי הלחימה הטרופים והעמוסים נותר תנאי הכרחי וחיוני עבור כוחות מזוינים המבקשים לבצע משימות ביעילות בסביבות המבצעיות של היום ובעתיד.
לדברי כמה מומחים, מערכות התקשורת הדור הבא של היום צריכות להיות לא רק הגנה משופרת מפני פקקים (כפי שמצוין בדוגמה של אוקראינה), אלא גם לספק b או שיעורי נתונים גבוהים יותר על מנת לתת לחיילים את היכולת לתמוך במגוון היכולות של C4ISTAR.
צרכים אלה הניעו את הופעתם והתפשטותם של הדור הבא של מכשירי רדיו הניתנים לתכנות. הם מסוגלים לקבל פרוטוקולי תקשורת מיוחדים רבים ולספק תקשורת בסביבות הקשות ביותר.
בנוסף, מיליטרים מתקדמים רבים יותר מבקשים להרחיב את השפעתם ולבסס שיתוף פעולה עולמי. זה דורש אינטראקציות גבוהות יותר של מערכות תקשורת עם בעלות ברית מקומיות, שאין להן מערכות רדיו מתוכנתות בהייטק ותחנות רדיו טקטיות הזמינות לצבאות "מערביים".
מייקל מקפרון מהמחלקה הימית הראשונה בארה"ב, וציין את הצורך לשפר את ניהול החתימות של תקשורת בקבוצות קרב קטנות, הזהיר: "עלינו לשקול את ההפרעות והסיגנלים האלקטרומגנטיים שאנו שולחים. אם אתה פולט אותות, אתה מת ".
“איך לפעול במרחב כזה? שאל מקפרון והצביע על חשיבות סגירת מערכות התקשורת של האויב תוך הגנה על התקשורת של חיל הנחתים. "אם אנו פועלים בסביבה כזו, האם נוכל להגן על המערכות שלנו מפני איומים מתקדמים יותר? כיצד אנו מתכוננים ולומדים לעבוד בסביבה זו?"
MANET (רשת אד -הוק ניידת) - רשתות ארגון עצמי מובנות אלחוטיות המורכבות ממכשירים ניידים.כל מכשיר כזה יכול לנוע באופן עצמאי לכל כיוון וכתוצאה מכך לעתים קרובות לשבור ולייצר קשרים עם שכנים. רשתות כאלה, בלתי תלויות בכוכבי הלוויין, הופכות פופולריות יותר ויותר. טכנולוגיה זו מתפשטת בהדרגה ליחידות חי ר ו MTR, ומספקת לאנשי מערכות ריפוי עצמי ומערכות תקשורת עמידות להפרעות.
לג'ימי הנדרסון מ- Silvus Technologies יש נקודת מבט משלו על הדרישות החדשות של סביבת ההפעלה של היום. הם מספקים את יכולתם של ספטנז וחיל רגלים במגע ישיר עם האויב, כמו גם כטב"מים ותמ"ג, לפעול בהתנגדות, כאשר ניתן להיתקע בערוצי תקשורת בסבירות גבוהה.
לדוגמה, היכולת של כוח אדם ומערכות נשלטות מרחוק להתנגדות להפרעות משתפרת על ידי שימוש במכשירי רדיו כפולים התומכים בשתי רצועות תדר רדיו (למשל 2 ו -4 גיגה-הרץ) בהתקן פיזי אחד. לדברי הנדרסון, פתרון כזה מאפשר לחייל המודרני לעבור במהירות ובקלות בין תדרים חלופיים על מנת להימנע ממקורות הפרעה ללא כל צורך בשינוי חומרה.
"מדובר בידע ספקטרום", הסביר וציין כי אז מערכות רדיו קיימות עשויות "להתעלם" מבעיות ביצועים והפרעות. הנדרסון ציין גם כי מערכות רדיו טקטיות צריכות לפעול בתוך מבני מנהרות ומבנים תת-קרקעיים, שבהם ניתן בקלות להפריע לתקשורת מקו ראייה. זו הסיבה שהיכולת לשמור על תקשורת מחוץ לטווח הראייה בין מפעילים לכלי רכב בלתי מאוישים נשארת דרישה מבצעית קריטית.
פתרונות אלה כוללים תחנות רדיו של משפחת StreamCaster מבית Silvus Technologies. לחלופין, הם תומכים בחיבור של 2x2 ו- 4x4 שידור אנטנות כיווניות, המספקות רווח אות של 2-3 dB ו- 5-6 dB, בהתאמה. לכן, הם מתאימים היטב ל"מצבים קיצוניים שבהם מנויים נעים במהירות או שהם מחוץ לטווח ראייה, ואורך האנטנה והמרווח לא משנה ", אמר הנדרסון.
רדיו Streamcaster 4200 2x2 עם טכנולוגיית MIMO (ריבוי כניסות מרובות-שיטה של קידוד אותות מרחבית המאפשרת להגדיל את רוחב הפס של הערוץ, שבה העברת נתונים וקליטה מבוצעים על ידי מערכות של מספר אנטנות מסתגלות עם מתאם חלש), בהיותן המערכת הקטנה ביותר בחברת הפורטפוליו, מסוגלת להעניק את היכולות הדרושות ליחידות ה- MTR והחי"ר. הרדיו בהספק של עד 4 וואט זמין בגרסת "יד מוקשה"; סבירות נמוכה של חסימה מסופקת על ידי מצב "דחוף-לדבר" (רק בלחיצה על הכפתור) ותקשורת דו-פסית.
לדברי הנדרסון, מכשירי רדיו Streamcaster מסוגלים לתמוך בעד 380 צומת MANET ברשת אחת. זה מאפשר לשדר ביעילות אותות מצומת אחד למשנהו במצב אוטומטי, מה שמפחית כל תלות באותות GPS ובתקשורת לווינית בכלל.
רדיו Streamcaster 4200 יכול גם להתחבר למכשירי Wi-Fi ו- GPS באמצעות מחבר חיצוני אופציונלי. כל מערכת יכולה לאחסן עד 128GB של נתונים בזיכרון הפנימי שלה. הנדרסון אמר שרשת מכשירי רדיו מסוג זה יכולה להשיג "חביון נמוך במיוחד, בממוצע 7 מילי-שניות לקפיצה בין צמתים".
בתגובה לדרישה הנוכחית למשימות לחימה בכל תרחישי C2D2E (תקשורת מושחתת / סירוב תקשורת), יותר ויותר פלטפורמות MANET תקשורתיות מיוחדות זמינות בשוק לצבא. לדוגמה, הרדיו האלטרנטיבי לתכנות TW-950 Shadow מבית TrellisWare Technologies. הוא הוצג במאי 2017 בוועידת הכוחות המיוחדים של SOFIC.
בדומה ל- Streamcaster, רדיו כף היד Shadow מסוגל לפעול בטווח RF מורחב.זה מאפשר שיעורי העברת נתונים גבוהים יותר, ולדברי Mat Fellows מ- TrellisWare Technologies, "צפה במגוון סרטוני וידאו בחדות גבוהה והוא תואם באופן מלא עם מכשירים המשתמשים בפרוטוקול TSM-X הקנייני".
משקל מכשיר ה- Shadow 312 גרם, פועל ברצועות התדרים 225-450 MHz ו- 1250-2600 MHz, ויש לו הספק שידור של 2 וואט. תחנת הרדיו תומכת בעד 16 ערוצים בעיכוב של "פחות משנייה" ויכולה לפעול מתחת למים בעומק של שני מטרים.
העמיתים גם אישרו כי יחידות MTR שונות כבר משתמשות בסוגים שונים של מערכות רדיו תואמות MANET, בפרט למאבק בטרור באזורים מיושבים ובהיעדר אות GPS.
מערכת Persistent Systems מקדמת את מערכת MPU5 שלה, שהמרכיב העיקרי בה הוא רדיו 3x3 בטכנולוגיית MIMO. לדברי הרברט רובנס, מנהל מערכות מתמשכות, "היא מייצרת הספק העברה של עד 6 וואט, ומספקת רשת IP מאובטחת (פרוטוקול אינטרנט) בכל התנאים וקצב הנתונים העולה על 100 מגה -ביט לשנייה".
ה- MPU5 כולל גם מקודד / מפענח וידאו משולב המסוגל להפיץ זרמי וידאו בחדות גבוהה בזמן אמת; מערכת ההפעלה אנדרואיד שעליה פועלת תוכנת ATAK; כמו גם 16 ערוצי רדיו עם תעבורה באמצעות IP (RoI).
"MPU5 משפר את המודעות למצב, תורם להצלחת המשימה, וגם משפר את הבטיחות הכללית. בנוסף, מערכת MPU5 היא פתרון חסכוני במיוחד על ידי יישום אפשרויות רבות במוצר מסחרי אחד ", הסביר רובנס על עמדת החברה שלו.
תמיכה אוטונומית ובינה מלאכותית
מערכות רדיו תואמות MANET משמשות יותר ויותר לתקשורת עם פלטפורמות אוטונומיות, כולל כטב"מים ותמ"ג. הם פרוסים באופן פעיל בתרחישים מבצעיים כדי להפחית את הנטל על אנשי MTR ויחידות חי"ר.
השוק העולמי מציע כיום מספר עצום של מערכות רובוטיות או HMP. זה כולל מכשירי HMP קטנים שעוקבים אחריהם המסוגלים להיפטר ממחבלים בלתי מפוצצים ומטעני חבלה מאולתרים, כמו גם משימות איסוף מידע אחרות. ישנן גם מספר פלטפורמות גדולות עם גלגלים המשמשות הן להובלת מטענים והן לתמיכה קרבית. NMP יכולה אפילו לספק תמיכת אש במשרה מלאה לקבוצות תקיפה מפורקות וכוחות מיוחדים.
טכנולוגיות חדשות מאפשרות כעת שימוש ב- HMP בתרחישי לחימה מורכבים יותר ויותר. בפרט, יש צורך מוגבר ב- MWD לבצע משימות באזורים בנויים ושירותים תת קרקעיים.
גורמים בתעשייה טוענים כי ההתפרצות הטכנולוגית הזו לא הייתה פחות בעיצוב ופיתוח של פלטפורמות חדשות לגמרי, אלא יותר ביישום תקני ארכיטקטורה פתוחים לשילוב פשוט של מטענים ובקרי plug-and-play. כמובן שנדרשים הפערים בין גודל, משקל וכוח, ונותרים חששות לגבי רמות האוטונומיה הנוכחיות בכל ספקטרום ה- NMR.
לדברי נציג עמיתים למחקר יישומי מתיו פורדהאם, רק שעכשיו החייל המודרני החל ליהנות מטכנולוגיה אוטונומית.
במשך יותר מעשור, משרד ההגנה האמריקאי היה מחויב לשימוש נרחב במכשירי מטוסים שטחיים למשימות צבאיות, אך עד לאחרונה התפתחותם מונעת בעיקר מפרויקטים מחקריים.
"רק בשנת 2017 החל משרד הביטחון במימון ממוקד ליישומים צבאיים על ידי הנפקת תמ"א למערכת חקירת פינוי נתיבים (RCIS) ולתוכנית הובלת ציוד רב תכליתי (SMET)," הסביר.
צבא ארה"ב בחר בדצמבר 2017 ארבעה משתתפים לפרויקט SMET: Applied Research Associates (ARA) ו- Polaris Defense (Team Polaris); General Dynamics Land Systems (GDLS); HDT העולמית; ו- Howe & Howe Technologies.
תוכנית זו נקראה במסמך האסטרטגי של הצבא האמריקאי רובוטיות ואוטונומיות, שפורסם במרץ 2017, כעדיפות קצרת טווח (עד 2020) לכוחות היבשה. הרעיון Manned-Unmaned Teaming (MUM-T) נועד לשלב יכולות רובוטיות ואוטונומיות משולבות עם יחידות צבא תוך שמירה על פונקציונליות לוחמת מלאה.
העקרונות הראשוניים של שימוש קרבי ודרישות SMET קשורות לרכב שיכול ללוות חיילים שהלכו במהירות של 3 קמ"ש עד 72 שעות מבלי לתדלק על פני מרחק של 97 ק"מ. בסופו של דבר, המכשיר יצטרך לעבוד בשלושה מצבים: אוטונומי, חצי אוטונומי ושלט רחוק.
הרציף חייב לשאת עומס של 454 ק"ג ולייצר 3 כ"ס כשהוא חונה ו -1 קילוואט בתנועה. הובלת 454 ק"ג תפחית את העומס על כל חייל בחוליה ב -45 ק"ג. על ידי הפחתת העומס, הרציף יאפשר לקבוצות חטיבת חיל הרגלים של חטיבת חיל הרגלים לנסוע למרחקים ארוכים, בעוד ייצור החשמל מפלטפורמה זו יאפשר טעינת ציוד וסוללות תוך כדי תנועה.
פלטפורמת SMET נועדה לבצע מגוון משימות, כולל הובלת תחמושת, מים, סוללות וציוד מיוחד; C4ISTAR; ותמיכה באש.
משרד ההגנה צפוי לאשר את סטטוס התוכנית הרשמית של SMET באמצע השנה הבאה. צבא ארה ב שוקל לרכוש עד 80 פלטפורמות לאחר בחירת קבלן ראשי מועדף.
לדברי פורדהאם, הפלטפורמות וטכנולוגיות החיישנים הקשורות להתפתחויות מסוג HMP כיום בוגרות מספיק כדי להיפרס בהרחבה לתמיכה בחייל המודרני וחסכוניות מספיק להשקעות הבאות.
בהתייחסו לאתגרים העתידיים שמציבים הפיתוח הנפיץ של HMP, כינה פורדהאם "בטיחות מוחלטת" המרכיב החשוב ביותר בכל פרויקט פלטפורמה רובוטי מוצלח. פעולת ה- HMP חייבת להיות בטוחה תמיד, ללא תנועות לא מכוונות או התנהגות בלתי צפויה.
"רק נושא בטיחות אחד יכול להניח את הרובוטיקה בצד במשך שנים. ביצועי הפלטפורמה הניתנים לחיזוי הם המפתח להצלחה. ראשית, בטיחות היא תמיד האתגר החשוב ביותר. יתירות בקרים, תוכנות מאובטחות, ניתוח מדוקדק, בקרה ובדיקות - כל זה הוא הבסיס להשגת רמת הבטיחות הנדרשת ".
"שנית, יש הרבה בעיות ברובוטים בשטח. אין לנו מפות Google שמציגות את המסלול הטוב ביותר, כללי תנועה עם שלטים כמו ביישומים מסחריים. אבל יש לנו הרבה אבנים, עצים, חורים ושינויים פתאומיים בתבליט, שאינם מסומנים על המפה, ועל המערכת לפתור את כל זה בזמן אמת ", הסביר פורדהאם.
חברת Applied Research Associates התחברה עם פולריס במסגרת תוכנית SMET להציע פתרון המבוסס על טרקטורון ה- Polaris MRZR (כלי שטח), שכבר נמצא בשירות עם חיל הרגלים והכוחות המיוחדים של מדינות נאט ו ובעלות בריתם. גרסת MRZR X היא גרסה אוטונומית ושליטה אופציונלית של טרקטורון MRZR שנועד לספק מעבר חלק יותר ממערכות רובוטיות מאוישות לאוטונומיות.
ה- MRZR X מצויד בערכת האפליקציות המודולריות הרובוטיות (M-RAK), המאפשרת שילוב של טכנולוגיות אוטונומיות תוך שמירה על הארכיטקטורה הפיזית והתוכנה של פלטפורמות מיושבות קיימות.
מתיו פורדהאם אמר כי אחד היתרונות של ה- MRZR X הוא ש"פלטפורמה דומה כבר נמצאת בשימוש בצבא האמריקאי. עלויות הייצור יהיו נמוכות ותמיכה זמינה ברחבי העולם.המכונה קלה לתפעול ולתחזוקה, והמעבר ממצב ידני למצב בלתי מאויש מתרחש במעבר מתג. ההתקדמות באלגוריתמים של למידת מכונה, עיבוד וידאו וטכנולוגיות מערך שער שניתן לתכנת על ידי משתמשים (FPGA) תרמו תרומה משמעותית לביצועים האוטונומיים למחצה שאותם הצבא מחפש כעת ".
“שוק ה- HMP צומח כל הזמן. ככל שהאמון של החיילים בפלטפורמות רובוטיות יגדל, נראה גידול של מערכות כאלה. התקציבים יתגבשו תוך התחשבות בצורך להכניס מערכות רובוטיות נוספות מבוססות קרקע לארסנל הצבאי. אנו, במבט על היריבים הפוטנציאליים שלנו, שואפים להרחיב את הפונקציונליות של הרובוטים שלנו. הם יוכלו לבצע את העבודה המלוכלכת והמסוכנת ביותר עבור החיילים שלנו.
רונן פישמן מהחברה הישראלית לתעשייה רובוטית לרכב הסכים כי פיתוח HMP חיוני לחייל המודרני.
עם זאת, הוא סבור כי שוק ה- HMR למבני ביטחון לאומי נשאר מפותח יותר משוק HMW למבנים צבאיים. עם זאת, בעתיד הקרוב, טכנולוגיות אלה יתפשטו בצבאות רבים בעולם.
"ההבנה ש- HWM צריכים לשחק תפקיד מוביל בקרב הקרוב כבר קיימת, אך ייקח עוד שנתיים -שלוש עד שההבנה הזו תתרגם לפעולה של ממש".
לדברי פישמן, הדרישות החשובות ביותר לעבודה עם HMP לצד חייל מודרני הן יכולת תמרון גבוהה ותמרון מצוין. עם זאת, תוכנה נשארת מרכיב מרכזי בכל תוכנית פיתוח HMP, שכן רק תוכנה מאפשרת ליישם את המצבים הלא מקוונים השונים.
"החלק הקשה ביותר ביצירת תוכנה הוא שהיא צריכה לגרום למספר תת -מערכות לפעול בהרמוניה מושלמת ועם זאת להיות גמישות מספיק כדי לשלב מערכות משנה מתקדמות חדשות בתוך חלקיק מהזמן."
התעשייה הרובוטית לרכב מציעה כיום כמה מכשירי HMP עם גלגלים, כולל AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 ו- AMSTAF 4 4x4, אותה היא מפתחת בשיתוף פעולה עם BFL הודו.
במקביל, שוק ה- HMP עובר תהליך של צמצום הפלטפורמות והעומסים במטרה לייעל את התמיכה בחי ר וליחידות מיוחדות, במיוחד בעת ביצוע משימות סיור וסילוק כלי שיט לא מפוצצים.
