Gevechtssuperioriteit voor de moderne soldaat
Omdat de steeds complexere gevechtsruimte steeds meer tactische eisen stelt aan eenheden, zijn het leger en de industrie op zoek naar technologieën van de volgende generatie die tactische superioriteit kunnen bieden over bijna gelijke tegenstanders met aanzienlijke gevechtscapaciteiten
Technologieën van de volgende generatie die erop gericht zijn de moderne soldaat de meest effectieve middelen te bieden om het hele spectrum van operationele capaciteiten uit te voeren, worden voortdurend onderzocht, ontwikkeld en geïmplementeerd in de troepen om vuurkracht, overlevingsvermogen en nauwkeurigheid te optimaliseren op alle tactische niveaus, inclusief de laagste.
De lijst van deze technologieën is enorm, variërend van communicatiesystemen en apparaten voor eindgebruikers tot autonome ondersteuningsvoertuigen en doelacquisitie- en acquisitiesystemen die de fysieke en cognitieve belasting van de moderne soldaat verminderen.
Volgens de NAVO-doctrine wordt moderne operationele ruimte gedefinieerd als "een ruimte die alle niveaus van complexe conflicten in moeilijke omstandigheden omvat, inclusief betwiste maritieme gebieden, waar informatie als een wapen moet worden beschouwd".
Moderne strijdkrachten staan tegenover bijna gelijke en machtige tegenstanders, zoals China, Iran, Noord-Korea en Rusland, die onophoudelijk hun capaciteiten op een groot aantal verschillende gebieden opbouwen. Als gevolg hiervan moet het leger niet alleen voorbereid zijn op het bestrijden van traditionele en bestaande dreigingen, maar ook op het tegengaan van nieuwe dreigingen die samenhangen met hybride oorlogsvoering, die zowel kinetische als niet-kinetische middelen omvat.
Deze bedreigingen zijn van bijzonder belang voor gedemonteerde melee-eenheden en Special Operations Forces (MTR). De oplossing hier kan echter niet alleen het updaten van wapens, hardware en software zijn, maar ook de ontwikkeling van principes van gevechtsgebruik en tactieken, methoden en methoden van oorlogvoering. Dit alles moet worden gecombineerd om gevechtsgroepen te voorzien van een reeks capaciteiten om een breed scala aan dreigingen op informatie- en cybernetisch gebied en op het gebied van elektronische oorlogsvoering het hoofd te bieden.
Zo heeft de Russische krijgsmacht het concept van Next Generation Warfare (een eigen versie van hybride oorlogsvoering) met succes toegepast. De uitvoering ervan werd prachtig gedemonstreerd tijdens de vijandelijkheden in Oekraïne en Syrië, waar voorwaartse grondeenheden werden ondersteund door zorgvuldig voorbereide informatie-operaties.
Het is deze activiteit die de legers van veel landen heeft gedwongen een aantal nieuwe technologieën te identificeren en te ontwikkelen ter ondersteuning van kleine gevechtsgroepen (bedrijfsniveau en lager), die kunnen worden belast met het uitvoeren van operaties in omstandigheden van weigering van toegang / blokkering van de zone waar GPS-satellietsignalen en andere communicatiesignalen gemakkelijk kunnen worden geblokkeerd.
Gevechtservaringen in Oost-Europa, met name Oekraïne, hebben aangetoond dat coalitietroepen die in de nabijheid van Russische troepen opereren, verschillende problemen ondervinden in hun communicatienetwerken.
De Oekraïense militaire attaché in het VK zei dat elektronische oorlogsvoering een "aantrekkelijke" optie blijft voor Russische troepen die in Oost-Oekraïne opereren."Elektronische oorlogsvoering is een zeer effectieve niet-kinetische aanval die moeilijk op te sporen is", eraan toevoegend dat coalitietroepen in de regio heel goed weten wat het verstoren van VHF-communicatie is. UHF- en GSM-netwerken.
Om onbekende redenen stopt het radioverkeer bijvoorbeeld plotseling, terwijl ook onbemande luchtvaartuigen en mobiele robots op de grond, die grotendeels afhankelijk zijn van GPS-signalen, regelmatig worden verstoord.
Volgens Getac-woordvoerder Jackson White investeert de krijgsmacht steeds meer in C4ISTAR-technologieën (Command, Control, Communications & Computers Intelligence, Surveillance, Target Acquisition & Reconnaissance) om de "strategie van asymmetrische oorlogsvoering en digitalisering" te ondersteunen. Als voorbeeld noemde hij de X500-server en laptop van zijn bedrijf, evenals het nieuwste apparaat voor eindgebruikers, de robuuste MX50-tablet. uitgebracht in 2017.
Deze 15-inch tablet biedt een hoogvolume gegevensuitwisseling voor 3D-kaarttoepassingen en andere operationele controle- en situational awareness-programma's. Een mobiel apparaat ter grootte van een schooletui kan tot 6 terabytes aan gegevens opslaan, verwerkt en distribueert gegevens die zijn ontvangen van grond- en luchtplatforms, waardoor geavanceerde eenheden de mogelijkheid hebben om "platformgegevens, uitgevoerde missies en andere parameters te analyseren om ervoor te zorgen dat operationele stabiliteit in moeilijke gevechtsomstandigheden".
De X500-tablet heeft een Generic Base Architecture die integratie in bestaande en toekomstige C4ISTAR-netwerken mogelijk maakt. Het apparaat draait op een Windows 10-besturingssysteem dat gegevensbescherming, authenticatie en fysiek veilig opstarten biedt. Als de tablet in handen van de vijand valt, kan deze op afstand worden uitgeschakeld met behulp van de Mobile Device Management-software.
Geweigerd in verband
De behoefte aan veilige berichtgeving in de omstreden en overvolle gevechtsruimte blijft een kritische en essentiële voorwaarde voor strijdkrachten die missies effectief willen uitvoeren in de huidige en toekomstige operationele omgevingen.
Volgens sommige experts zouden de communicatiesystemen van de volgende generatie van vandaag niet alleen een betere bescherming tegen stoorzenders moeten hebben (zoals aangegeven door het voorbeeld van Oekraïne), maar ook b Ohogere datasnelheden om soldaten de mogelijkheid te geven om het volledige scala aan C4ISTAR-mogelijkheden te ondersteunen.
Deze behoeften hebben geleid tot de opkomst en verspreiding van de volgende generatie programmeerbare radio's. Ze kunnen veel speciale communicatieprotocollen accepteren en zorgen voor communicatie in de moeilijkste omgevingen.
Bovendien proberen veel meer geavanceerde legers hun invloed uit te breiden en wereldwijde samenwerking tot stand te brengen. Dit vereist hogere niveaus van communicatiesystemen met interactie met lokale bondgenoten, die geen hightech programmeerbare radiosystemen en tactische radiostations beschikbaar hebben voor "westerse" legers.
Michael McFerron van de 1st US Marine Division, die de noodzaak opmerkte om het handtekeningbeheer van de communicatie van kleine gevechtsgroepen te verbeteren, waarschuwde: “We moeten rekening houden met de elektromagnetische interferentie en signalen die we verzenden. Als je signalen uitzendt, ben je dood."
“Hoe te handelen in zo’n ruimte? vroeg McFerron, erop wijzend hoe belangrijk het is om vijandelijke communicatiesystemen uit te schakelen en tegelijkertijd de communicatie van het Korps Mariniers te beschermen. “Als we in een omgeving als deze opereren, kunnen we onze systemen dan beschermen tegen meer geavanceerde bedreigingen? Hoe bereiden en leren we werken in deze omgeving voor?"
MANET (Mobile Ad Hoc Network) - draadloze gedecentraliseerde zelforganiserende netwerken bestaande uit mobiele apparaten. Elk van deze apparaten kan onafhankelijk in elke richting bewegen en als gevolg daarvan vaak breken en verbindingen met buren tot stand brengen. Dergelijke netwerken, onafhankelijk van satellietconstellaties, worden steeds populairder. Deze technologie verspreidt zich geleidelijk naar infanterie-eenheden en de MTR, waardoor het personeel zelfherstellende en storingsbestendige communicatiesystemen krijgt.
Jimi Henderson van Silvus Technologies heeft zijn eigen kijk op de nieuwe eisen van de huidige werkomgeving. Ze zorgen ervoor dat spetsnaz en infanterie in direct contact met de vijand, evenals UAV's en NMR's, in oppositie kunnen handelen, wanneer communicatiekanalen met een grote waarschijnlijkheid kunnen worden geblokkeerd.
Het vermogen van personeel en op afstand bestuurde systemen om interferentie te weerstaan wordt bijvoorbeeld verbeterd door het gebruik van dual-band radio's die twee radiofrequentiebanden (bijv. 2 en 4 GHz) in één fysiek apparaat ondersteunen. Volgens Henderson stelt een dergelijke oplossing de moderne soldaat in staat om snel en gemakkelijk te schakelen tussen alternatieve frequenties om storingsbronnen te vermijden zonder dat er hardwareaanpassingen nodig zijn.
"Het gaat over spectrumkennis," legde hij uit, waarbij hij opmerkte dat bestaande radiosystemen prestatie- en interferentieproblemen zouden kunnen "overzien". Henderson merkte ook op dat tactische radiosystemen zouden moeten werken in tunnelgebouwen en ondergrondse constructies, waar zichtlijnen gemakkelijk kunnen worden verstoord. Daarom blijft de mogelijkheid om de communicatie tussen operators en onbemande voertuigen uit het zicht te houden een cruciale operationele vereiste.
Deze oplossingen omvatten radiostations van de StreamCaster-familie van Silvus Technologies. Optioneel ondersteunen ze de aansluiting van 2x2 en 4x4 zendende directionele antennes, die een signaalversterking van respectievelijk 2-3 dB en 5-6 dB leveren. Daarom zijn ze zeer geschikt voor "extreme situaties waarin abonnees snel bewegen of uit het zicht zijn, en antennelengte en -afstand er niet toe doen", aldus Henderson.
Radio Streamcaster 4200 2x2 met MIMO-technologie (multiple-input multiple-output - een methode voor ruimtelijke signaalcodering die het mogelijk maakt om de kanaalbandbreedte te vergroten, waarbij gegevensoverdracht en -ontvangst worden uitgevoerd door systemen van verschillende adaptieve antennes met zwakke correlatie), zijnde het kleinste systeem in het portfoliobedrijf, is in staat om de MTR- en infanterie-eenheden de nodige capaciteiten te geven. De radio met een uitgangsvermogen tot 4 watt is verkrijgbaar in een "geharde hand" uitvoering; een lage kans op storing wordt geboden door de "push-to-talk"-modus (alleen door op de knop te drukken) en dual-band communicatie.
Volgens Henderson kunnen Streamcaster-radio's tot 380 MANET-knooppunten op een enkel netwerk ondersteunen. Dit maakt het mogelijk om efficiënt signalen van het ene knooppunt naar het andere te verzenden in een automatische modus, waardoor de afhankelijkheid van GPS-signalen en satellietcommunicatie in het algemeen wordt verminderd.
De Streamcaster 4200-radio kan ook verbinding maken met Wi-Fi- en GPS-apparaten via een optionele externe connector. Elk systeem kan tot 128 GB aan gegevens opslaan in het interne geheugen. Henderson zei dat een netwerk van dergelijke radio's "ultra-lage latentie zou kunnen bereiken, gemiddeld 7 milliseconden per hop tussen knooppunten."
Als antwoord op de huidige vraag naar gevechtsmissies in alle C2D2E-scenario's (Communications Degraded / Communications Denied Environment) komen er steeds meer gespecialiseerde MANET-communicatieplatforms voor het leger op de markt. Bijvoorbeeld de alternatieve programmeerbare radio TW-950 Shadow van TrellisWare Technologies. Het werd in mei 2017 gepresenteerd op de SOFIC Special Forces Conference.
Net als de Streamcaster kan de Shadow-handradio in een groter RF-bereik werken. Dit zorgt voor hogere gegevensoverdrachtsnelheden en, volgens Mat Fellows van TrellisWare Technologies, "bekijkt u een verscheidenheid aan high-definition video en is volledig compatibel met apparaten die het eigen TSM-X-protocol gebruiken."
Het Shadow-apparaat weegt 312 gram, werkt in de frequentiebanden 225-450 MHz en 1250-2600 MHz en heeft een zendvermogen van 2 watt. Het radiostation ondersteunt tot 16 kanalen met een vertraging van "minder dan een seconde" en kan onder water opereren op een diepte van twee meter.
Fellows bevestigden ook dat verschillende MTR-eenheden al verschillende soorten MANET-compatibele radiosystemen gebruiken, met name voor de bestrijding van terrorisme in bevolkte gebieden en bij afwezigheid van een GPS-signaal.
Persistent Systems promoot zijn MPU5-systeem, waarvan het hoofdbestanddeel een 3x3-radio met MIMO-technologie is. Volgens Herbert Rubens, directeur van Persistent Systems: "Het genereert een zendvermogen tot 6 watt, wat zorgt voor een veilig IP-netwerk (Internet Protocol) onder alle omstandigheden en datasnelheden van meer dan 100 megabits per seconde."
De MPU5 bevat ook een geïntegreerde video-encoder/decoder die in staat is om high-definition videostreams in realtime te distribueren; het Android-besturingssysteem waarop de ATAK-software draait; evenals 16 radiokanalen met verkeer over IP (RoI).
“MPU5 verbetert het situationeel bewustzijn, draagt bij aan missiesucces en verbetert ook de algehele veiligheid. Bovendien is het MPU5-systeem een uiterst kosteneffectieve oplossing door vele mogelijkheden in één commercieel product te implementeren”, legt Rubens uit over de positie van zijn bedrijf.
Autonome ondersteuning en kunstmatige intelligentie
MANET-compatibele radiosystemen worden steeds vaker gebruikt om te communiceren met autonome platforms, waaronder UAV's en NMR's. Ze worden actief ingezet in operationele scenario's om de last voor MTR-personeel en infanterie-eenheden te verminderen.
De wereldmarkt biedt momenteel een groot aantal verschillende grondgebaseerde robotsystemen of HMP's. Dit omvat kleine HMP's met rupsbanden die in staat zijn om niet-ontplofte munitie en geïmproviseerde explosieven op te ruimen, evenals andere taken voor het verzamelen van informatie. Er zijn ook een aantal grote platforms op wielen op de markt die worden gebruikt voor zowel vrachtvervoer als gevechtsondersteuning. NMP kan zelfs fulltime vuursteun bieden aan gedemonteerde aanvalsgroepen en speciale troepen.
Nieuwe technologieën maken nu het gebruik van HMP in steeds complexere gevechtsscenario's mogelijk. Met name is er een toenemende behoefte aan MWD om taken uit te voeren in de bebouwde kom en ondergrondse nutsvoorzieningen.
Bronnen in de branche beweren dat deze technologische opleving minder ging over het ontwerpen en ontwikkelen van geheel nieuwe platforms, maar meer over het implementeren van open architectuurstandaarden voor vereenvoudigde integratie van payloads en plug-and-play-controllers. Natuurlijk zijn afwegingen tussen grootte, gewicht en vermogen vereist, en er blijven zorgen over de huidige niveaus van autonomie over het hele NMR-spectrum.
Volgens de vertegenwoordiger van Applied Research Associates Matthew Fordham begint de moderne soldaat pas nu te profiteren van autonome technologie.
Al meer dan tien jaar zet het Amerikaanse ministerie van Defensie zich in voor het wijdverbreide gebruik van all-terrain HMP's voor militaire taken, maar tot voor kort werd de ontwikkeling ervan voornamelijk aangedreven door onderzoeksprojecten.
"Pas in 2017 begon het ministerie van Defensie met gerichte financiering voor militaire toepassingen door een RFP uit te geven voor het Route Clearance Interrogation System (RCIS) en het Squad Multipurpose Equipment Transport (SMET)-programma," legde hij uit.
Het Amerikaanse leger selecteerde in december 2017 vier deelnemers voor het SMET-project: Applied Research Associates (ARA) en Polaris Defense (Team Polaris); Algemene Dynamica Landsystemen (GDLS); HDT wereldwijd; en Howe & Howe-technologieën.
Dit programma werd in het strategisch document van het Amerikaanse leger Robotic and Autonomous Systems, gepubliceerd in maart 2017, genoemd als een kortetermijnprioriteit (tot 2020) voor de grondtroepen. Het concept van Manned Unmanned Teaming (MUM-T) is om gecombineerde robot- en autonome capaciteiten te integreren met legereenheden met behoud van volledige jagerfunctionaliteit.
De initiële principes van gevechtsgebruik en SMET-vereisten hadden betrekking op een voertuig dat soldaten tot 72 uur zou kunnen begeleiden die met een snelheid van 3 km / u lopen zonder te tanken over een afstand van 97 km. Uiteindelijk zal het apparaat in drie modi moeten werken: autonoom, semi-autonoom en op afstand bestuurbaar.
Het platform moet een belasting van 454 kg dragen en 3 kW genereren wanneer deze geparkeerd staat en 1 kW in beweging. Door 454 kg te vervoeren, wordt de belasting van elke soldaat in het squadron met 45 kg verminderd. Door de belasting te verminderen, stelt het platform infanteriebrigades van de Infanteriebrigade Combat Team in staat om lange afstanden af te leggen, terwijl de opwekking van elektriciteit vanaf dit platform het mogelijk maakt om onderweg apparatuur en batterijen op te laden.
Het SMET-platform is ontworpen om een verscheidenheid aan taken uit te voeren, waaronder het transport van munitie, water, batterijen en speciale apparatuur; C4ISTAR; en vuursteun.
Het ministerie van Defensie zal naar verwachting medio volgend jaar de officiële programmastatus van SMET bevestigen. Het Amerikaanse leger overweegt tot 80 platforms aan te schaffen na het selecteren van een hoofdaannemer die de voorkeur heeft.
Volgens Fordham zijn de platforms en sensortechnologieën die tegenwoordig met dergelijke HMP-ontwikkelingen worden geassocieerd, volwassen genoeg om op grote schaal te worden ingezet ter ondersteuning van de moderne soldaat en kosteneffectief genoeg voor latere investeringen.
Verwijzend naar de toekomstige uitdagingen die de explosieve ontwikkeling van HMP met zich meebrengt, noemde Fordham 'absolute veiligheid' het belangrijkste element in elk succesvol robotplatformproject. De bediening van de HMP moet altijd veilig zijn, zonder onbedoelde bewegingen of onverwacht gedrag.
“Slechts één veiligheidsprobleem kan de robotica jarenlang opzij zetten. Voorspelbare platformprestaties zijn de sleutel tot succes. Ten eerste is veiligheid altijd de belangrijkste uitdaging. Redundantie van controllers, veilige software, zorgvuldige analyse, controle en testbaarheid - dit alles is de basis voor het succesvol bereiken van het vereiste veiligheidsniveau."
“Ten tweede zijn er veel problemen met offroad-robots. We hebben geen Google Maps die de beste route laat zien, verkeersregels met borden zoals in commerciële toepassingen. Maar we hebben veel stenen, bomen, gaten en abrupte veranderingen in reliëf, die niet op de kaart zijn aangegeven, en het systeem moet dit allemaal in realtime oplossen, 'legde Fordham uit.
Applied Research Associates werkt samen met Polaris in het kader van het SMET-programma om een oplossing te bieden op basis van de Polaris MRZR ATV (all terrain vehicle), die al in dienst is bij de infanterie en speciale troepen van NAVO-landen en hun bondgenoten. De MRZR X-variant is een autonome, optioneel bestuurde variant van de MRZR ATV die is ontworpen om een soepelere overgang van bemande naar autonome robotsystemen te bieden.
De MRZR X is uitgerust met de Modular Robotic Applique Kit (M-RAK), die de integratie van autonome technologieën mogelijk maakt met behoud van de fysieke en software-architectuur van bestaande bewoonde platforms.
Matthew Fordham zei dat een van de voordelen van de MRZR X is dat "een soortgelijk platform al in gebruik is in het Amerikaanse leger. De fabricagekosten zijn laag en ondersteuning is wereldwijd beschikbaar. De machine is eenvoudig te bedienen en te onderhouden en de overgang van handmatige naar onbemande modus vindt plaats met een tuimelschakelaar. Vooruitgang in machine learning-algoritmen, videoverwerking en user-programmable gate array (FPGA)-technologieën hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan de semi-autonome prestaties waar het leger momenteel naar op zoek is."
“De HMP-markt groeit voortdurend. Naarmate het vertrouwen van soldaten in robotplatforms groeit, zullen we een toenemende proliferatie van dergelijke systemen zien. De budgetten zullen worden gevormd rekening houdend met de noodzaak om aanvullende grondgebaseerde robotsystemen in het militaire arsenaal te introduceren. Wij, kijkend naar onze potentiële tegenstanders, streven ernaar om de functionaliteit van onze robots uit te breiden. Zij zullen het smerigste en gevaarlijkste werk voor onze soldaten kunnen doen."
Ronen Fishman van het Israëlische bedrijf Automotive Robotic Industry was het ermee eens dat de ontwikkeling van HMP essentieel is voor de moderne soldaat.
Hij is echter van mening dat de HMR-markt voor nationale veiligheidsstructuren verder ontwikkeld is dan de HMR-markt voor militaire structuren. In de nabije toekomst zullen deze technologieën echter wijdverbreid worden in veel legers van de wereld.
"Het besef dat HWM's een leidende rol zouden moeten spelen in de volgende strijd is er al, maar het zal nog twee of drie jaar duren voordat dit inzicht in echte actie wordt omgezet."
Volgens Fishman zijn de belangrijkste vereisten voor een HMP die zij aan zij met een moderne soldaat werkt een hoge wendbaarheid en uitstekende manoeuvreerbaarheid. Software blijft echter een belangrijk onderdeel van elk HMP-ontwikkelingsprogramma, omdat alleen software de verschillende offline-modi mogelijk maakt.
"Het moeilijkste aan het maken van software is dat het meerdere subsystemen in perfecte harmonie moet laten werken en toch flexibel genoeg moet zijn om nieuwe geavanceerde subsystemen in een fractie van de tijd te integreren."
Automotive Robotic Industry biedt momenteel verschillende HMP's op wielen aan, waaronder AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 en AMSTAF 4 4x4, die ze ontwikkelt in samenwerking met BFL India.
Tegelijkertijd ondergaat de HMP-markt een proces om de omvang van platforms en ladingen te verkleinen om de ondersteuning voor infanterie en speciale eenheden te optimaliseren, vooral bij het uitvoeren van verkenningsmissies en niet-ontplofte opruimingsmissies.
