這一幕只會出現(xiàn)在科幻電影中：飛碟一樣的物體在一幢建筑物二樓的窗戶外來回盤旋，利用傳感器和熱成像技術(shù)找尋大樓里的生命跡象或者潛在的武器源頭。當這個物體的光學(xué)傳感器探測到一處爆炸設(shè)備時，它立刻將該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送給軍方指揮官，讓他決定是否將該大樓摧毀。
這一切是遙不可及的嗎？回答是否定的。如今在25個承包商以及600多個分包商的協(xié)助下，美軍正在研究開發(fā)一種可以讓科幻變成現(xiàn)實，甚至可以走得更遠的系統(tǒng)。它就是大名鼎鼎的未來作戰(zhàn)系統(tǒng)(FCS，F(xiàn)uture Combat Systems)，它是美國軍方歷史上最具野心的科研項目之一。
美軍部隊測試一級無人駕駛飛行器
“它是工程設(shè)計領(lǐng)域的一項巨大挑戰(zhàn)。這就是為什么我們讓工程設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜夜餐瑓⑴c進來。”未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS計劃管理層之一，媒體溝通辦公室主任Paul Mehney說道，“這將是美國軍方設(shè)計和開發(fā)途徑的一次劃時代的變革。”
確實，美軍聯(lián)合作戰(zhàn)部隊之所以有工程設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业募尤耄艽蟪潭壬鲜怯捎谠擁椖繕O其龐大。未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS有九種不同的有人駕駛地面車，從重裝加農(nóng)炮到監(jiān)控系統(tǒng)車，應(yīng)有盡有。同時，從飛碟狀的盤旋飛行器到無人駕駛直升飛機，系統(tǒng)包含兩級遙控飛行器。除此之外，還包括了兩級無人駕駛地面車，4種戰(zhàn)術(shù)傳感器，3種不同的城市地形傳感器，供士兵使用的中央處理器，以及構(gòu)建在大約6700萬軟件代碼上的周邊網(wǎng)絡(luò)。
電子發(fā)動機幫助SUGV在粗糙地形運動,站立或者低頭監(jiān)測車輛下方爆炸物
“我們設(shè)想的是創(chuàng)建一種能夠連成網(wǎng)絡(luò)的合作系統(tǒng)，讓士兵看見并了解發(fā)生了什么，同時更快地決定下一步該怎么辦。”未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS主要合作對象--波音聯(lián)合防御系統(tǒng)軟件和分配系統(tǒng)主管Ted Goetz解釋。
但是，要實現(xiàn)這樣的目標，并不是一件容易的事情。美國軍方預(yù)計在2015年完成這個目標，這讓全國范圍內(nèi)所有參與該項目的公司在最后期限前變得像熱鍋上的螞蟻一樣。
“如果拿Abrams(坦克)和Bradley(作戰(zhàn)車)作對比，這些作戰(zhàn)設(shè)備都花費了大約15到20年的時間進行開發(fā)。”Mehney說道：“在這里，我們僅用15年時間就從頭開始開發(fā)了14個硬件平臺和一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。”
重點投入遙控設(shè)備的開發(fā)
未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS特別之處在于它采用遙控設(shè)備，同時通過廣域無線網(wǎng)絡(luò)將遙控系統(tǒng)同士兵聯(lián)系起來。細數(shù)一下，該項目包括九種有人駕駛地面車，例如步兵運輸車，救護車，裝載作戰(zhàn)系統(tǒng)，重裝加農(nóng)炮，修理及后勤供給車。但是它最關(guān)鍵的性能：將”未來”一詞加入未來作戰(zhàn)系統(tǒng)的元素，這正是在未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS所使用的遙控汽車上體現(xiàn)出來的。
在那之前的產(chǎn)品是一級無人駕駛飛行器(UAV)以及小型無人駕駛地面車(SUGV)。這些車輛之所以采用遙控技術(shù)是為了盡可能保證士兵免于受傷。美軍部隊安全報告反復(fù)強調(diào)安全問題，特別是當解釋該項目花費了210億美金的時候。“現(xiàn)代化的成本以美金來計算，”美國軍方透過啟蒙者全美安保報告稱，“落后的代價是用生命來補償。”
一級UAV 重41磅, 便攜式設(shè)計
無人駕駛飛行器UAV被作為傳感器平臺使用，可以監(jiān)控和偵察那些無法派遣士兵執(zhí)行任務(wù)的地方。最重要的是，美軍希望從空中偵察到臨時爆炸設(shè)備(IEDs)地點，確保士兵更加安全。
“美軍將無人駕駛飛行器UAV作為‘耳目’使用。”Mehney說道。”它能夠跟蹤敵軍動向，同時在戰(zhàn)斗區(qū)域保持更好的警覺性。同時，它的好處還有無論系統(tǒng)監(jiān)測到什么都會上傳到未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS網(wǎng)絡(luò)上共享。”
在Honeywell公司開發(fā)的名為微型飛行器產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，研制了管扇垂直升降飛行器UAV。它是由重型燃料引擎作為動力的。由于體積只相當于一個辦公室內(nèi)的垃圾桶大小，41磅重的UAV可以被部隊帶到作戰(zhàn)區(qū)域并像直升飛機一樣垂直升降。它既可以適應(yīng)復(fù)雜的沙漠地帶也可以滿足多變的城市地形。雖然采用自主飛行和導(dǎo)航控制，它也可以同士兵溝通，并借助網(wǎng)絡(luò)動態(tài)更新路線和目標信息。
一級無人駕駛飛行器UAV的關(guān)鍵部位是它的傳感器平臺，該平臺包含電子感光和紅外設(shè)備(IR)。傳感器收集信息，然后通過未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給單兵。Mehney說道：“例如，無人駕駛飛行器UAV發(fā)現(xiàn)了敵方正在設(shè)置一個臨時爆炸點IED。一個下士接收到了信息，如果他有把握能將敵人制服，他可以立刻執(zhí)行任務(wù)，因為他對敵人情況非常清楚。”另外，紅外線IR傳感器技術(shù)幫助無人駕駛飛行器UAV在晚上監(jiān)測到這個情況。“該技術(shù)可以對大樓透視監(jiān)測，而光學(xué)傳感器做不到這一點。”Mehney說道，“它可以在一片漆黑的地方感應(yīng)到熱源，并探測周圍的建筑物結(jié)構(gòu)。”
掌控夜晚
與之類似的是，未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS工程師們正在努力設(shè)計遙控地面車。如美國軍方正在與iRobot公司合作設(shè)計小型無人駕駛地面車SUVG，這家公司是著名的Roomba空間機器人的設(shè)計制造商。
小型無人駕駛地面車SUVG對于美軍士兵來說功能多樣。未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS團隊計劃采用這種遙控機器人探測汽車下方的炸彈，并搜索建筑物內(nèi)部。
“如果知道有人在建筑物內(nèi)，而你希望知道對方在做什么，你可以遙控SUGV機器人進入建筑物一探究竟。”Mehney說道，“派遣機器人實施偵察任務(wù)比派遣一名士兵效率更高。”
遙控地面車演化的結(jié)果是一種名為PackBots的遙控機器人，美軍將這種設(shè)備帶到了伊拉克戰(zhàn)場。這種遙控機器人大約30磅重，而且是“便攜式”的。設(shè)備裝備了一套傳感器，包括前進驅(qū)動廣角感光傳感器，近距視角暗光放大照相機及夜間熱成像照相機。美軍士兵在加裝護目鏡的顯示屏上實時觀察照相機傳送的圖片，并采用游戲手柄控制器操控機器人的行動。
小型無人駕駛地面車的功能是探測建筑物內(nèi)部和汽車下方的爆炸設(shè)備
“我們使用游戲手柄控制器進行操作，讓那些玩著電視游戲長大的士兵能夠迅速掌握控制手柄的使用技巧。”iRobot公司未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS項目總監(jiān)Bob Bell解釋說。
小型無人駕駛地面車SUGV由直流電動機供電，該電動機使用軍用BB 2590可充鋰電池。SUGV使用電動機來控制遙控機器人的前進軌道以及頭頸部運動，它可以在粗糙的地面行駛，并且能夠監(jiān)測到設(shè)備近距離物體，而這些角度士兵們往往會忽視掉。
“它可以自由上下樓梯并且在碎石上前進。”Bell說道，“它還能進入洞穴，隧道以及下水道探測潛在的危險。”
一級無人駕駛地面車的便攜式功能可以讓士兵帶到作戰(zhàn)現(xiàn)場
當?shù)竭_目的地的時候，小型無人駕駛地面車SUGV能夠通過話筒和微麥對距離在200碼或者更遠的人進行詢問。它可以抬頭觀測車上部物體，也能低頭探測汽車下方，同時啟動探測模式能夠保持傾斜或者站立的姿勢。甚至在黑暗當中，它能夠探測到爆炸物體并且剪掉引爆線。
“它能夠在完全黑暗的環(huán)境當中看見物體。”Bell說道，“它可以看見躲在樹叢中的人，這就是美軍掌控夜晚的秘訣。”
傳感器平臺
除夜間傳感器之外，美軍還計劃引進一套戰(zhàn)術(shù)傳感器和城市地形傳感器。所有這些傳感器都不超過25磅，而且電池都能續(xù)航兩天。
戰(zhàn)術(shù)無人地面?zhèn)鞲衅?T-UGS)具有磁性、聲音以及地震感應(yīng)能力，常常被裝載在戰(zhàn)斗區(qū)域，對敵軍和單兵的行動進行實時反饋。該傳感器是從Textron防御系統(tǒng)發(fā)展而來，它包括有傳感器節(jié)點，能夠探測敵軍動向、車輛和飛行器。還包含傳輸數(shù)據(jù)的通路節(jié)點、電子感光節(jié)點和放射原子能節(jié)點。
由Textron公司與Honeywell合作設(shè)計的城市無人地面?zhèn)鞲衅?U-UGS)的功能與T-UGS相比又有細微的差別。“城市傳感器身材更小巧，可隨身攜帶，在更窄小的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。”Mehney說道。一般的，U-UGS被安置在建筑物，洞穴，下水道，隧道，小巷或者其他狹窄空間內(nèi)部。它包含可供通訊的通路節(jié)點，入侵傳感器節(jié)點以及圖像傳感器節(jié)點。
“士兵們可以將一到兩個這樣的傳感器安置在建筑物內(nèi)部，同時借助視頻監(jiān)控儀可以知道是否有人員進出大樓。”Mehney說道，“它的優(yōu)點就是：無需派遣士兵進入大樓進行偵察。”
大畫面
將所有這些信息收集起來放到網(wǎng)上，同時開發(fā)出一套系統(tǒng)對信息進行處理，這是最為困難的工作。
在未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS運作的時候，網(wǎng)絡(luò)收集所有傳感器發(fā)出的信息以及所有電臺的音頻通訊，匯集成普通操作畫面，讓作戰(zhàn)人員能夠做到知己知彼。
戰(zhàn)術(shù)傳感器: 可延伸探頭能提供白天和夜晚的照片
“最為困難的是，如果如何開發(fā)這樣的軟件，并且保證不超出預(yù)算?”與科學(xué)軟件國際公司(SAIC)一起合作從事開發(fā)未來作戰(zhàn)系統(tǒng)FCS的波音公司主管Goetz說道。“同時，還要按照時間進度完成設(shè)計，保證使用大小適宜的電腦來實施計劃，這樣無需采用Cray電腦來控制無人駕駛車輛。”
波音公司工程師們稱這些問題的解決需依靠網(wǎng)絡(luò)軟件公司。如此龐大的軟件系統(tǒng)核心是作戰(zhàn)命令軟件，該軟件包括各式各樣不同的軟件，通過處理傳感器接收到的信息，能幫助士兵了解周圍發(fā)生了什么。作戰(zhàn)命令軟件是士兵和指揮官之間的媒介窗口，它包括任務(wù)計劃，準備，環(huán)境認知以及任務(wù)執(zhí)行代碼，還有作戰(zhàn)人員機器界面。該軟件設(shè)置在名為“系統(tǒng)中的設(shè)備公共操作環(huán)境(SOSCOE)”這個中間設(shè)備上。SOSCOE匯集了所有單獨的軟件包，并連接了市場上現(xiàn)有的滿足軍方操作環(huán)境的硬件，組成網(wǎng)絡(luò)的核心基礎(chǔ)。
“它能夠提供通訊服務(wù)、保衛(wèi)、數(shù)據(jù)服務(wù)以及技術(shù)支持。”Goetz說道，“基本上來說，它能夠提供標準的服務(wù)并讓其它應(yīng)用設(shè)備即插即用。”
工程師和美軍發(fā)言人稱該項目的規(guī)模是難以想象的龐大。項目承包商包括General Dynamics、IBM、Northrop Grumman、Raytheon、波音、Honeywell和Textron以及其他很多一流的公司，他們與600多個分包商一道為項目設(shè)計制造了從引擎到內(nèi)嵌操作系統(tǒng)等所有的設(shè)備。參與項目的工程師數(shù)量如此龐大，以至于美軍發(fā)言人和項目承包商們都無法估算出具體數(shù)字，只好用“成千上萬”來替代了。“這是一項龐大的工程項目，要花費數(shù)不清的人力物力來完成。”Goetz說道。而Mehney則指出，“這個項目讓工程設(shè)計領(lǐng)域傾注了全部的力量。美軍從未有過如此規(guī)模的采購、研究、開發(fā)、設(shè)計為一體的項目。”
