Kampfüberlegenheit für den modernen Soldaten
Da der immer komplexer werdende Kampfraum immer höhere taktische Anforderungen an die Einheiten stellt, suchen Militär und Industrie nach der Entwicklung von Technologien der nächsten Generation, die taktische Überlegenheit gegenüber nahezu gleichwertigen Gegnern mit erheblichen Kampffähigkeiten bieten können
Technologien der nächsten Generation, die dem modernen Soldaten die effektivsten Mittel zur Durchführung des gesamten Spektrums der Einsatzfähigkeiten bieten sollen, werden kontinuierlich erforscht, entwickelt und in der Truppe eingesetzt, um Feuerkraft, Überlebensfähigkeit und Genauigkeit auf allen taktischen Ebenen, einschließlich der niedrigsten, zu optimieren.
Die Liste dieser Technologien ist riesig und reicht von Kommunikationssystemen und Endgeräten bis hin zu autonomen Hilfsfahrzeugen und Zielerfassungs- und Erfassungssystemen, die die physische und kognitive Belastung des modernen Soldaten reduzieren.
Gemäß der NATO-Doktrin ist moderner Operationsraum definiert als "ein Raum, der alle Ebenen komplexer Konflikte unter schwierigen Bedingungen umfasst, einschließlich umstrittener Seegebiete, in denen Informationen als Waffe betrachtet werden sollten".
Moderne Streitkräfte stehen fast gleichberechtigten und mächtigen Gegnern wie China, Iran, Nordkorea und Russland gegenüber, die ihre Fähigkeiten in den unterschiedlichsten Bereichen unermüdlich ausbauen. Folglich muss das Militär nicht nur darauf vorbereitet sein, traditionelle und bestehende Bedrohungen zu bekämpfen, sondern auch auf neue Bedrohungen im Zusammenhang mit hybrider Kriegsführung, die sowohl kinetische als auch nicht-kinetische Mittel umfasst, zu begegnen.
Diese Bedrohungen sind von besonderer Bedeutung für abgesessene Nahkampfeinheiten und Special Operations Forces (MTR). Die Lösung kann hier jedoch nicht nur die Aktualisierung von Waffen, Hard- und Software sein, sondern auch die Entwicklung von Prinzipien des Kampfeinsatzes und der Taktik, Methoden und Methoden der Kriegsführung. All dies sollte kombiniert werden, um Kampfgruppen eine Reihe von Fähigkeiten zur Abwehr einer Vielzahl von Bedrohungen im Bereich der Informations- und Kybernetik sowie im Bereich der elektronischen Kriegsführung bereitzustellen.
Beispielsweise haben die russischen Streitkräfte das Konzept der Next Generation Warfare (ihre eigene Version der hybriden Kriegsführung) erfolgreich angewendet. Seine Umsetzung wurde während der Feindseligkeiten in der Ukraine und in Syrien wunderbar demonstriert, wo die vorderen Bodeneinheiten durch sorgfältig vorbereitete Informationsoperationen unterstützt wurden.
Diese Aktivität hat die Armeen vieler Länder gezwungen, eine Reihe neuer Technologien zu identifizieren und zu entwickeln, um kleine Kampfgruppen (auf Unternehmensebene und darunter) zu unterstützen, die mit der Durchführung von Operationen unter Bedingungen der Zugangsverweigerung / Sperrung der Zone, in der GPS-Satellitensignale und andere Kommunikationssignale leicht blockiert werden können.
Die Kampferfahrungen in Osteuropa, insbesondere in der Ukraine, haben gezeigt, dass Koalitionsstreitkräfte, die in unmittelbarer Nähe zu russischen Streitkräften operieren, verschiedene Probleme in ihren Kommunikationsnetzen haben.
Der ukrainische Militärattaché in Großbritannien sagte, die elektronische Kriegsführung bleibe eine "attraktive" Option für russische Truppen, die in der Ostukraine operieren.„Elektronische Kriegsführung ist ein hochwirksamer nicht-kinetischer Angriff, der schwer aufzuspüren ist“, fügte hinzu, dass die Koalitionsstreitkräfte in der Region sehr gut wissen, was eine Störung der UKW-Kommunikation ist. UHF- und GSM-Netze.
Aus unbekannten Gründen wird beispielsweise der „Funkverkehr plötzlich eingestellt“, während auch unbemannte Fluggeräte und mobile Bodenroboter, die hauptsächlich auf GPS-Signale angewiesen sind, regelmäßig gestört werden.
Laut Getac-Sprecher Jackson White investieren die Streitkräfte verstärkt in C4ISTAR-Technologien (Command, Control, Communications & Computers Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconnaissance), um die "Strategie der asymmetrischen Kriegsführung und Digitalisierung" zu unterstützen. Als Beispiel nannte er den X500-Server und -Laptop seines Unternehmens sowie das neueste Endgerät, das robuste MX50-Tablet. 2017 veröffentlicht.
Dieses 15-Zoll-Tablet bietet einen umfangreichen Datenaustausch für 3D-Mapping-Anwendungen und andere Betriebssteuerungs- und Situationsbewusstseinsprogramme. Ein mobiles Gerät in der Größe eines Schulmäppchens kann bis zu 6 Terabyte an Daten speichern, von Boden- und Luftplattformen empfangene Daten verarbeiten und verteilen und bietet fortschrittliche Einheiten mit Funktionen zur „Analyse von Plattformdaten, durchgeführten Missionen und anderen Parametern, um sicherzustellen, dass operative Stabilität unter schwierigen Kampfbedingungen.
Das X500-Tablet verfügt über eine generische Basisarchitektur, die die Integration in bestehende und zukünftige C4ISTAR-Netzwerke ermöglicht. Das Gerät läuft auf einem Windows 10-Betriebssystem, das Datenschutz, Authentifizierung und physisch sicheren Start bietet. Fällt das Tablet in die Hände des Feindes, kann es mit der Mobile Device Management Software aus der Ferne deaktiviert werden.
In Verbindung abgelehnt
Die Notwendigkeit einer sicheren Nachrichtenübermittlung im gesamten umkämpften und überfüllten Gefechtsraum bleibt eine kritische und wesentliche Voraussetzung für Streitkräfte, die ihre Missionen in heutigen und zukünftigen Einsatzumgebungen effektiv durchführen wollen.
Nach Ansicht einiger Experten sollten die Kommunikations-Kommunikationssysteme der nächsten Generation heute nicht nur einen verbesserten Schutz gegen Störsender haben (wie am Beispiel der Ukraine gezeigt), sondern auch b Öhöhere Datenraten, um Soldaten die Möglichkeit zu geben, die volle Bandbreite der C4ISTAR-Fähigkeiten zu unterstützen.
Diese Bedürfnisse haben die Entstehung und Verbreitung der nächsten Generation programmierbarer Funkgeräte vorangetrieben. Sie sind in der Lage, viele spezielle Kommunikationsprotokolle zu akzeptieren und Kommunikation in den schwierigsten Umgebungen bereitzustellen.
Darüber hinaus versuchen viele fortschrittlichere Militärs, ihren Einfluss auszuweiten und eine globale Zusammenarbeit aufzubauen. Dies erfordert eine höhere Interaktion der Kommunikationssysteme mit lokalen Verbündeten, die den "westlichen" Armeen keine programmierbaren High-Tech-Funksysteme und taktischen Funkstationen zur Verfügung haben.
Michael McFerron von der 1. US-Marinedivision weist auf die Notwendigkeit hin, das Signaturmanagement der Kommunikation kleiner Gefechtsgruppen zu verbessern: „Wir müssen die elektromagnetischen Störungen und Signale, die wir senden, berücksichtigen. Wenn Sie Signale aussenden, sind Sie tot."
„Wie verhält man sich in einem solchen Raum? fragte McFerron und wies darauf hin, wie wichtig es sei, feindliche Kommunikationssysteme abzuschalten und gleichzeitig die Kommunikation des Marine Corps zu schützen. „Wenn wir in einer solchen Umgebung arbeiten, können wir unsere Systeme dann vor fortgeschritteneren Bedrohungen schützen? Wie bereiten wir uns vor und lernen, in diesem Umfeld zu arbeiten?“
MANET (Mobile Ad Hoc Network) - drahtlose dezentrale selbstorganisierende Netzwerke bestehend aus mobilen Geräten. Jedes dieser Geräte kann sich unabhängig in jede Richtung bewegen und dadurch häufig Verbindungen zu Nachbarn abbrechen und herstellen. Solche Netzwerke, unabhängig von Satellitenkonstellationen, werden immer beliebter. Diese Technologie breitet sich nach und nach auf Infanterieeinheiten und die MTR aus und bietet dem Personal selbstheilende und störungsresistente Kommunikationssysteme.
Jimi Henderson von Silvus Technologies hat seine eigene Sichtweise auf die neuen Anforderungen der heutigen Betriebsumgebung. Sie sorgen dafür, dass Spetsnaz und Infanterie in direktem Kontakt mit dem Feind sowie UAVs und NMRs in der Lage sind, in Opposition zu agieren, wenn Kommunikationskanäle mit hoher Wahrscheinlichkeit blockiert werden können.
Beispielsweise wird die Fähigkeit von Personal und ferngesteuerten Systemen, Interferenzen zu widerstehen, durch die Verwendung von Dualband-Funkgeräten verbessert, die zwei Funkfrequenzbänder (z. B. 2 und 4 GHz) in einem einzigen physischen Gerät unterstützen. Laut Henderson ermöglicht eine solche Lösung dem modernen Soldaten, schnell und einfach zwischen alternativen Frequenzen zu wechseln, um Störquellen ohne Hardware-Änderung zu vermeiden.
„Es geht um Spektrumswissen“, erklärte er und merkte an, dass dann bestehende Funksysteme Leistungs- und Interferenzprobleme „übersehen“könnten. Henderson merkte auch an, dass taktische Funksysteme in Tunnelgebäuden und unterirdischen Strukturen funktionieren sollten, wo die Sichtverbindung leicht unterbrochen werden kann. Aus diesem Grund bleibt die Fähigkeit, die Kommunikation zwischen Bedienern und unbemannten Fahrzeugen außer Sicht zu halten, eine kritische Betriebsanforderung.
Zu diesen Lösungen zählen Radiosender der StreamCaster-Familie von Silvus Technologies. Optional unterstützen sie den Anschluss von 2x2 und 4x4 Senderichtantennen, die einen Signalgewinn von 2-3 dB bzw. 5-6 dB liefern. Daher eignen sie sich gut für "extreme Situationen, in denen sich Abonnenten schnell bewegen oder außer Sichtweite sind und Antennenlänge und -abstand keine Rolle spielen", sagte Henderson.
Radio Streamcaster 4200 2x2 mit MIMO-Technologie (Multiple-Input-Multiple-Output - eine Methode zur räumlichen Signalcodierung, die es ermöglicht, die Kanalbandbreite zu erhöhen, bei der die Datenübertragung und der Empfang von Systemen mit mehreren adaptiven Antennen mit schwacher Korrelation durchgeführt werden), wobei das kleinste System im Portfoliounternehmen, ist in der Lage, den MTR- und Infanterieeinheiten die erforderlichen Fähigkeiten zu verleihen. Das Radio mit einer Ausgangsleistung von bis zu 4 Watt ist in einer "gehärteten Hand"-Version erhältlich; Eine geringe Störwahrscheinlichkeit wird durch den "Push-to-Talk"-Modus (nur durch Drücken der Taste) und die Dualband-Kommunikation gewährleistet.
Laut Henderson können Streamcaster-Funkgeräte bis zu 380 MANET-Knoten in einem einzigen Netzwerk unterstützen. Dies macht es möglich, Signale effizient von einem Knoten zu einem anderen in einem automatischen Modus zu senden, was jegliche Abhängigkeit von GPS-Signalen und Satellitenkommunikation im Allgemeinen verringert.
Das Streamcaster 4200-Radio kann über einen optionalen externen Anschluss auch mit Wi-Fi- und GPS-Geräten verbunden werden. Jedes System kann bis zu 128 GB Daten im internen Speicher speichern. Henderson sagte, ein Netzwerk solcher Funkgeräte könne „extrem niedrige Latenzzeiten von durchschnittlich 7 Millisekunden pro Hop zwischen den Knoten erreichen“.
Als Reaktion auf die aktuelle Nachfrage nach Kampfeinsätzen in allen C2D2E-Szenarien (Communications Degraded / Communications Denied Environment) werden immer mehr spezialisierte Kommunikations-MANET-Plattformen für das Militär auf dem Markt angeboten. Zum Beispiel das alternative programmierbare Funkgerät TW-950 Shadow von TrellisWare Technologies. Es wurde im Mai 2017 auf der SOFIC Special Forces Conference vorgestellt.
Wie der Streamcaster kann das Shadow-Handfunkgerät in einem erweiterten HF-Bereich betrieben werden. Dies ermöglicht höhere Datenübertragungsraten und laut Mat Fellows von TrellisWare Technologies "zeigen Sie eine Vielzahl von High-Definition-Videos an und sind vollständig mit Geräten kompatibel, die das proprietäre TSM-X-Protokoll verwenden".
Das Shadow-Gerät wiegt 312 Gramm, arbeitet in den Frequenzbändern 225-450 MHz und 1250-2600 MHz und hat eine Sendeleistung von 2 Watt. Der Sender unterstützt bis zu 16 Kanäle mit einer Verzögerung von "weniger als einer Sekunde" und kann unter Wasser in einer Tiefe von zwei Metern betrieben werden.
Fellows bestätigten auch, dass verschiedene MTR-Einheiten bereits unterschiedliche Arten von MANET-kompatiblen Funksystemen verwenden, insbesondere zur Terrorismusbekämpfung in besiedelten Gebieten und bei fehlendem GPS-Signal.
Persistent Systems bewirbt sein MPU5-System, dessen Hauptbestandteil ein 3x3-Funkgerät mit MIMO-Technologie ist. Laut Herbert Rubens, Direktor von Persistent Systems, "erzeugt es eine Sendeleistung von bis zu 6 Watt und bietet ein sicheres IP-Netzwerk (Internet Protocol) unter allen Bedingungen und Datenraten von über 100 Megabit pro Sekunde."
Die MPU5 enthält außerdem einen integrierten Video-Encoder/-Decoder, der hochauflösende Videostreams in Echtzeit verteilen kann; das Android-Betriebssystem, auf dem die ATAK-Software läuft; sowie 16 Funkkanäle mit Traffic over IP (RoI).
„MPU5 verbessert das Situationsbewusstsein, trägt zum Erfolg der Mission bei und verbessert auch die allgemeine Sicherheit. Darüber hinaus ist das MPU5-System eine äußerst kostengünstige Lösung, indem viele Möglichkeiten in einem kommerziellen Produkt umgesetzt werden“, erläutert Rubens die Position seines Unternehmens.
Autonome Unterstützung und künstliche Intelligenz
MANET-kompatible Funksysteme werden zunehmend verwendet, um mit autonomen Plattformen zu kommunizieren, darunter UAVs und NMRs. Sie werden aktiv in Einsatzszenarien eingesetzt, um MTR-Personal und Infanterieeinheiten zu entlasten.
Der Weltmarkt bietet derzeit eine Unzahl verschiedener bodengestützter Robotersysteme oder HMPs an. Dazu gehören kleine verfolgte HMPs, die Blindgänger und improvisierte Sprengkörper entsorgen können, sowie andere Aufgaben zum Sammeln von Informationen. Es gibt auch eine Reihe von großen Radplattformen auf dem Markt, die sowohl für den Frachttransport als auch für die Kampfunterstützung verwendet werden. NMP kann abgesessenen Angriffsgruppen und Spezialeinheiten sogar Vollzeitfeuerunterstützung bieten.
Neue Technologien ermöglichen nun den Einsatz von HMP in immer komplexer werdenden Kampfszenarien. Insbesondere besteht ein erhöhter Bedarf an MWD, um Aufgaben in bebauten Gebieten und unterirdischen Versorgungseinrichtungen zu erfüllen.
Branchenquellen argumentieren, dass es bei diesem technologischen Aufschwung weniger darum ging, völlig neue Plattformen zu entwerfen und zu entwickeln, sondern mehr um die Implementierung offener Architekturstandards für eine vereinfachte Integration von Nutzlasten und Plug-and-Play-Controllern. Natürlich sind Kompromisse zwischen Größe, Gewicht und Leistung erforderlich, und es bleiben Bedenken hinsichtlich des aktuellen Grades der Autonomie über das gesamte NMR-Spektrum.
Laut dem Vertreter von Applied Research Associates Matthew Fordham hat der moderne Soldat erst jetzt begonnen, von der autonomen Technologie zu profitieren.
Seit mehr als einem Jahrzehnt engagiert sich das US-Verteidigungsministerium für den weit verbreiteten Einsatz von geländegängigen HMPs für militärische Aufgaben, deren Entwicklung jedoch bis vor kurzem hauptsächlich von Forschungsprojekten vorangetrieben wurde.
„Erst 2017 begann das Verteidigungsministerium mit der gezielten Finanzierung militärischer Anwendungen, indem es eine Ausschreibung für das Route Clearance Interrogation System (RCIS) und das Squad Multipurpose Equipment Transport (SMET)-Programm herausgab“, erklärte er.
Die US-Armee hat im Dezember 2017 vier Teilnehmer für das SMET-Projekt ausgewählt: Applied Research Associates (ARA) und Polaris Defense (Team Polaris); Allgemeine Dynamik-Landsysteme (GDLS); HDT-Global; und Howe & Howe-Technologien.
Dieses Programm wurde in dem im März 2017 veröffentlichten strategischen Dokument der amerikanischen Armee Robotic and Autonomous Systems als kurzfristige Priorität (bis 2020) für die Bodentruppen genannt. Das Konzept des Manned Unmanned Teaming (MUM-T) besteht darin, kombinierte Roboter- und autonome Fähigkeiten mit Armeeeinheiten zu integrieren und gleichzeitig die volle Kampffunktionalität beizubehalten.
Die Grundprinzipien des Gefechtseinsatzes und der SMET-Anforderungen bezogen sich auf ein Fahrzeug, das Soldaten bei einer Geschwindigkeit von 3 km / h bis zu 72 Stunden ohne Auftanken über eine Entfernung von 97 km begleiten konnte. Letztendlich muss das Gerät in drei Modi arbeiten: autonom, halbautonom und ferngesteuert.
Die Plattform muss eine Last von 454 kg tragen und im geparkten Zustand 3 kW und in Bewegung 1 kW leisten. Der Transport von 454 kg reduziert die Belastung jedes Soldaten im Trupp um 45 kg. Durch die Reduzierung der Last ermöglicht die Plattform Infanterie-Brigadengruppen der Infanterie-Brigade, weite Strecken zurückzulegen, während die Stromerzeugung von dieser Plattform das Aufladen von Ausrüstung und Batterien unterwegs ermöglicht.
Die SMET-Plattform ist für eine Vielzahl von Aufgaben konzipiert, darunter den Transport von Munition, Wasser, Batterien und Spezialausrüstung; C4ISTAR; und Feuerunterstützung.
Das Verteidigungsministerium wird voraussichtlich Mitte nächsten Jahres den offiziellen Programmstatus von SMET bestätigen. Die US-Armee erwägt den Kauf von bis zu 80 Plattformen, nachdem sie einen bevorzugten Hauptauftragnehmer ausgewählt hat.
Laut Fordham sind die mit solchen HMP-Entwicklungen verbundenen Plattformen und Sensortechnologien heute ausgereift genug, um in großem Umfang zur Unterstützung des modernen Soldaten eingesetzt zu werden, und kostengünstig genug für spätere Investitionen.
In Bezug auf die zukünftigen Herausforderungen, die sich aus der explosiven Entwicklung von HMP ergeben, nannte Fordham "absolute Sicherheit" das wichtigste Element in jedem erfolgreichen Roboterplattformprojekt. Der Betrieb des HMP muss immer sicher sein, ohne unbeabsichtigte Bewegungen oder unerwartetes Verhalten.
„Ein einziges Sicherheitsproblem kann die Robotik über Jahre hinweg auf die Seite legen. Die vorhersehbare Plattformleistung ist der Schlüssel zum Erfolg. Erstens ist Sicherheit immer die wichtigste Herausforderung. Redundanz der Steuerungen, sichere Software, sorgfältige Analyse, Kontrolle und Testbarkeit – all dies ist die Basis, um das geforderte Sicherheitsniveau erfolgreich zu erreichen.“
„Zweitens gibt es viele Probleme mit Offroad-Robotern. Wir haben kein Google Maps, das die beste Route zeigt, Verkehrsregeln mit Schildern wie in kommerziellen Anwendungen. Aber wir haben viele Steine, Bäume, Löcher und abrupte Reliefänderungen, die nicht auf der Karte markiert sind, und das System muss das alles in Echtzeit lösen“, erklärte Fordham.
Applied Research Associates hat sich im Rahmen des SMET-Programms mit Polaris zusammengetan, um eine Lösung basierend auf dem Polaris MRZR ATV (All Terrain Vehicle) anzubieten, das bereits bei den Infanterie- und Spezialeinheiten der NATO-Staaten und ihrer Verbündeten im Einsatz ist. Die Variante MRZR X ist eine autonome, optional gesteuerte Variante des MRZR ATV, die einen reibungsloseren Übergang von bemannten zu autonomen Robotersystemen ermöglicht.
Das MRZR X ist mit dem Modular Robotic Applique Kit (M-RAK) ausgestattet, das die Integration autonomer Technologien unter Beibehaltung der physischen und Softwarearchitektur bestehender bewohnter Plattformen ermöglicht.
Matthew Fordham sagte, einer der Vorteile des MRZR X sei, dass „eine ähnliche Plattform bereits beim US-Militär im Einsatz ist. Die Herstellungskosten werden niedrig sein und der Support ist weltweit verfügbar. Die Maschine ist einfach zu bedienen und zu warten, und der Übergang vom manuellen in den unbemannten Modus erfolgt per Kippschalter. Fortschritte bei maschinellen Lernalgorithmen, Videoverarbeitung und anwenderprogrammierbaren Gate-Array-(FPGA)-Technologien haben erheblich zu der halbautonomen Leistung beigetragen, nach der das Militär derzeit sucht.
„Der HMP-Markt wächst ständig. Da das Vertrauen der Soldaten in Roboterplattformen wächst, werden wir eine zunehmende Verbreitung solcher Systeme erleben. Die Budgets werden unter Berücksichtigung der Notwendigkeit gebildet, zusätzliche bodengestützte Robotersysteme in das militärische Arsenal einzuführen. Mit Blick auf unsere potenziellen Gegner sind wir bestrebt, die Funktionalität unserer Roboter zu erweitern. Sie werden für unsere Soldaten die schmutzigste und gefährlichste Arbeit verrichten können."
Ronen Fishman vom israelischen Unternehmen Automotive Robotic Industry stimmte zu, dass die Entwicklung von HMP für den modernen Soldaten unerlässlich ist.
Er ist jedoch der Ansicht, dass der HMR-Markt für nationale Sicherheitsstrukturen weiter entwickelt ist als der HMW-Markt für militärische Strukturen. In naher Zukunft werden diese Technologien jedoch in vielen Armeen der Welt weit verbreitet sein.
"Das Verständnis, dass HWMs im nächsten Kampf eine führende Rolle spielen sollten, ist bereits vorhanden, aber es wird noch zwei oder drei Jahre dauern, bis dieses Verständnis in konkrete Maßnahmen umgesetzt wird."
Laut Fishman sind die wichtigsten Anforderungen an ein HMP, das Seite an Seite mit einem modernen Soldaten arbeitet, eine hohe Manövrierfähigkeit und eine hervorragende Manövrierfähigkeit. Software bleibt jedoch ein Schlüsselelement jedes HMP-Entwicklungsprogramms, da nur Software die Implementierung der verschiedenen Offline-Modi ermöglicht.
"Das Schwierigste an der Entwicklung von Software ist, dass sie mehrere Subsysteme perfekt harmonieren lassen muss und dennoch flexibel genug sein muss, um neue fortschrittliche Subsysteme in einem Bruchteil der Zeit zu integrieren."
Automotive Robotic Industry bietet derzeit mehrere HMPs mit Rädern an, darunter AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 und AMSTAF 4 4x4, die sie in Zusammenarbeit mit BFL India entwickelt.
Gleichzeitig durchläuft der HMP-Markt einen Prozess der Verkleinerung von Plattformen und Nutzlasten, um die Unterstützung von Infanterie und Spezialeinheiten, insbesondere bei Aufklärungs- und Blindgängerbeseitigungsmissionen, zu optimieren.
