В следующем десятилетии подходит к концу срок эксплуатации многих бронированных машин, включая ОБТ, и поэтому промышленность и военные многих стран стремятся найти прорывные решения в конструкции платформ, а также в технологиях следующего поколения, которые позволили бы сохранить конкурентные преимущества.
Компания GDELS недавно представила новую конфигурацию своей гусеничной машины ASCOD, в которую интегрирована система Iron Vision компании Elbit
С момента появления бронированных машин разработчики постоянно пытались оптимизировать их защиту, огневую мощь и подвижность. Доступные на сегодня платформы, вполне возможно, представляют собой эволюционный пик того, что достигнуто по этим трем направлениям с технологиями нынешнего поколения.
Эта эволюция в последние годы происходила исключительно за счет увеличения массы, преимущественно в результате повышения уровня бронирования для защиты не только от ПТУР с тандемными боевыми частями, но и самодельных взрывных устройств. Решения в сфере подвижности реализовывались по схожему пути — более мощные двигатели и мощные износостойкие системы подвески и мосты, как правило, способствовали увеличению массы платформ.
Перегрузка данными?
Помимо вышеупомянутого треугольника, заметной технологической тенденцией — одновременно и вызовом — является оцифровывание. Ожидается, что в платформы будут всё чаще интегрироваться цифровая архитектура и мощные системы выработки электроэнергии с тем, чтобы справляться с большим числом сенсоров и коммуникационных устройств, устанавливаемых в настоящее время на машинах.
Чтобы избежать повышенного спроса на бронированные машины в будущем, возможно, будет необходимо радикально пересмотреть их конструкцию.
Неудивительно, что Управление перспективных оборонных исследований DARPA приступило к реализации программы GXV-T (Ground X-Vehicle Technologies). В Управлении намерены создать боевую платформу, имеющую в сравнении с существующими системами вдвое меньшую массу и размеры и вдвое большую скорость, но при этом сниженные признаки заметности и повышенную проходимость, чтобы она могла преодолевать 95% всех грунтов.
Ведется изучение революционных технологий в сфере гусениц, колес и подвески с целью радикального улучшения подвижности, в то время как ключевой концепцией живучести является высокая маневренность и активная постановка защиты в ответ на обнаруженные угрозы. DARPA недавно раскрыла больше подробностей о решениях, которые она тестировала в рамках программы GXV-T.
«Это программа демонстрации машины, целью которой является повышение уровня живучести без ее излишнего бронирования, — сказал руководитель программы GXV-T Эмбер Волкер. — Мы смотрим на то, как можем повысить живучесть за счет «задраивания» обитаемого отделения и дополнительных средств визуализации для экипажа, а такие вещи, как продвинутая подвеска и высокая проходимость, позволят избежать угроз, когда это необходимо».
Возможно, одним из самых визуально впечатляющих решений является система RWT (Reconfigurable Wheel-Track — реконфигурируемое колесо-гусеница), разработанная в Национальном центре робототехники Университета Карнеги-Меллона. RWT — это колесо, которое во время движения может за несколько секунд трансформироваться в гусеницу треугольной формы, что «мгновенно оптимизирует проходимость по разным типам местности». Эта технология фактически кладет конец спору «гусеницы против колес» за счет объединения двух конфигураций в одном решении.
Управление DARPA изучает еще одну технологию повышения подвижности — многорежимную подвеску METS (Multi-mode Extreme Travel Suspension), разработанную компанией Pratt & Miller. B METS совмещается подвеска с коротким ходом для «безопасной и прогнозируемой» управляемости на дорогах и подвеска с большим ходом для более «агрессивных препятствий и рельефа».
Волкер пояснил, что демонстрационный образец машины, разработанный для первого этапа программы, «обут» в колеса военного стандарта (51 см); короткий ход подвески составляет 10-15 см, тогда как во внедорожном режиме ее ход может увеличиться до 1,8 метра (107 см вверх и 76 см вниз).
В рамках своих исследований решений в сфере мобильности DARPA работает с компанией Qinetiq по изучению ступичных электродвигателей, входящих в стандартный 20-дюймовый обод, которые заменят сложную конструкцию с редукторами, дифференциалами и приводными валами. Считается, что технология этого типа не только высокоэффективна и снижает зависимость от ископаемого топлива, она также позволяет уменьшить массу платформы и увеличить полезную грузоподъемность для установки дополнительной брони или других систем.
Подвеска серии 5000 eISAS (Electric Independent Suspension Axle System) от компании AxleTech снимает потребность в традиционных компонентах ходовой части
Время двигаться
Помимо инициативы DARPA GXV-T еще несколько компаний рассматривают возможность интеграции гибридных приводов в бронемашины следующего поколения. На выставке Eurosatory 2018 компания AxleTech представила концепцию с интегрированными в мост электродвигателями.
Независимый мост с подвеской серии 5000 eISAS (Electric Independent Suspension Axle System) исключает потребность в компонентах ходовой части, включая двигатель, трансмиссию и редукторы. Боб Николс из компании AxleTech сказал, что при разработке eISAS был использован опыт работ по мостам военного назначения, а также последние разработки по гражданским гибридным машинам.
«Мы взяли два двигателя, разработанные для гражданской техники, и интегрировали их в наш стандартный мост. Каждый двигатель — у нас два двигателя по этой концепции — будет вращать каждое колесо независимо или вместе. Наш мост заменит ваши стандартные двигатель внутреннего сгорания, трансмиссию и все редукторы».
Николc пояснил, что нынешний диапазон мощности системы составляет 200-500 кВт, она может работать на 750 вольт и выше при необходимости, но оптимальным решением вероятно было бы напряжение порядка 650 вольт.
Источником энергии для самих двигателей может быть комплект аккумуляторов, топливных элементов или меньший двигатель внутреннего сгорания, например, такой, какой стоит во вспомогательных силовых установках.
В то время как технология e-axle компании AxleTech уже применяется в реальном мире, включая электрические автобусы Proterra Catalyst E2, по прогнозам Николса адаптация подобной технологии под военные задачи займет, по меньшей мере, еще 10 лет. «Я вижу, что цикл разработки займет 10-15 лет, а финансирование исследований остается недостаточным и приоритетом остается модернизация существующих конструкций.
Какие окна?
Еще одной перспективной технологической сферой является расширенная реальность. Основными направлениями здесь являются обитаемые отделения без окон с круговым обзором и владением обстановкой на 360°, полуавтономные системы содействия водителю и комплексная автоматизация.
В октябре 2017 года компания Honeywell, участвующая в программе GXV-T, объявила о том, что ее инженеры успешно испытали машину без окон, перемещаясь по пустынной местности на скоростях превышающих 56 км/ч. Навигация осуществлялась при помощи шлемов виртуальной реальности и активных дисплеев в виде окон с зоной обзора 160°, на которые с малой задержкой выводилось изображение достаточно высокого качества, чтобы избежать напряжения глаз и укачивания. Эта технология также была испытана на БМП Bradley в Научно-исследовательском бронетанковом центре.
Израильская компания Elbit Systems также разработала свою технологию «прозрачной брони», получившую название Iron Vision. В этом решении используется наголовный дисплей с технологией слежения, на который выводится видеопоток с системы камер кругового обзора, что позволяет членам экипажа иметь полное представление об обстановке вокруг машины.
Маймон Иферган из Elbit Systems Land and C4I сообщил, что компания в настоящее время выполняет контракт с израильской армией на установку системы Iron Vision на танк Merkava Mk 4.
Недавно компания на своем заводе в Австрии продемонстрировала эту технологию на машине ASCOD производства General Dynamics European Land Systems (GDELS), оснащенной необитаемой башней UT-30 с 30-мм пушкой. Иферган пояснил, что система может использовать имеющиеся на платформе сенсоры кругового обзора и не требует специального снаряжения.
На выставке Eurosatory 2018 немецкая компания Hensoldt также представила свою систему локальной ситуационной осведомленности LSAS (Local Situational Awareness System), которая по тому же принципу позволяет данные с внешних сенсоров просматривать на мониторах, планшетах или наголовных дисплеях. Как ожидается, прототипы этой системы будут готовы к концу 2019 года, а серийное производство начнется в 2020 году. Эта система, повышая уровень защиты экипажа, могла бы стать также средством дистанционного управления «опционально обитаемых» машин, позволяя управлять ими по тому же принципу, по которому сегодня управляются беспилотники.
Стереовидение от компании Honeywell было испытано на БМП Bradley в Научно-исследовательском бронетанковом центре
Слабые сигнатуры
Перспективные проекты также включают продвинутое управление акустическими, визуальными, инфракрасными и электромагнитными сигнатурами или признаками заметности, целью которого является снижение вероятности обнаружения и связанных с этим проблем. Акустические сигнатуры могут быть снижены с появлением бесшумных электродвигателей, распространение же тепловизионных устройств означает, что экипажи вынуждены будут маскировать свои машины в инфракрасном спектре, особенно в ночное время.
Некоторые армии борются с этой проблемой, используя снижающие сигнатуры мобильные камуфляжные системы, например, MCS от Saab Barracuda. Идеальным решением могло бы стать, конечно, слияние машины с окружающей обстановкой (аналогично тому, как поступают многие животные в природе), затрудняющее ее обнаружение при просмотре через дневную, для низкой освещенности или тепловизионную оптику.
Одним из интересных направлений в этой области является разработка адаптивного теплового камуфляжа на основе графена, о чем поведал в своем июньском номере журнал American Chemical Society. Исследователи из Турции, США и Великобритании рассказали о том, как эта технология позволила создать «новый класс активных тепловых поверхностей, способных осуществлять в реальном времени эффективное электрическое регулирование теплового излучения во всем инфракрасном спектре без изменения температуры поверхности».
В статье говорится: «За счет комбинации активных тепловых поверхностей с механизмом обратной связи мы продемонстрировали реализацию адаптивной системы теплового камуфляжа, которая может изменять свои внешние тепловые признаки и сливаться с меняющимся тепловым фоном в течение нескольких секунд».
Защита останется ключевым приоритетом для любой будущей машины, ведь большинство военных ставят выживаемость экипажа в верхние строчки списка своих требований. Как было отмечено ранее, в борьбе с новыми угрозами решения защиты для перспективных бронемашин не будут ограничиваться простым добавлением брони. Ведь несмотря на некоторый прогресс в материаловедении, амбициозные планы по уменьшению массы брони пока не могут быть реализованы. Пока баллистическая сталь остается предпочтительным материалом для брони и она не станет легче в ближайшее время.
Стань активнее
Это вынудило некоторые армии обратить внимание на альтернативные средства защиты экипажа, прежде всего на системы активной защиты, делящиеся на две крупных категории: комплексы активной защиты и комплексы оптико-электронного подавления. После того как Израиль и Россия разработали и приняли на снабжение САЗ, только тогда другие страны начали проявлять некоторую активность в этой области. Например, США подтвердили, что начинают установку израильского КАЗ Trophy на свои танки М1А2, прежде всего в бронетанковых бригадах АВСТ.
В июне компании Leonardo DRS и Rafael объявили о получении контракта на 193 миллиона долларов от американской армии на поставку КАЗ Trophy, включая противоснаряды и комплекты по обслуживанию. По словам Эшли Джона из офиса по исполнению программ по наземным боевым системам, решение находится на этапе испытаний.
«Работы по установке КАЗ Trophy на танки Abrams вступают в следующий этап испытаний и подготовки производства для обеспечения срочного развертывания», — сообщила она, добавив, что планируется Этап III (производство для срочного развертывания) начать досрочно. «Армия выполнит развертывание Trophy в своей первой бронетанковой бригаде не позднее конца 2020 года, а в настоящее время мы опережаем график».
В мае появилась информация, что на каждую машину в бригаде АВСТ будет установлена САЗ того или иного типа, включая бронемашины Bradley. КАЗ Iron Fist компании IMI Systems в настоящее время проходит боевые стрельбы на машине Bradley, решение по следующему этапу планируется вынести в конце этого года.
Американская армия планирует также провести четвертую оценку готовой САЗ, скорее всего это будет система от компании ADS, часть Rheinmetall Group, хотя официального подтверждения этому пока нет. Рональд Мейкснер из ADS сказал, что компания установила радиолокационную станцию с самым низким излучением, озаботившись снижением электромагнитных сигнатур. Многие САЗ для обнаружения атакующих угроз излучают радиоволны, которые могут быть обнаружены средствами радиотехнической разведки.
«С одной стороны САЗ повышают живучесть, с другой стороны вы должны быть уверены, что сенсоры, в данном случае радар, не выдают ваше присутствие на поле боя».
Весьма вероятно, что на любой будущей бронемашине будет устанавливаться некая форма САЗ — будь то КАЗ, КОЭП или их комбинация. По мере же снижения разработчиками массогабаритных и энергопотребительских характеристик подобных систем они получат широкое распространение на боевых машинах всех классов.
Колесотреугольник разработан в Национальном центре робототехники Университета Карнеги-Меллона
Время принимать решения
Несколько ведущих производителей бронированных машин активно ищут пути создания боевой машины следующего поколения. На выставке Eurosatory в Париже KNDS (совместная немецко-французская компания, в которую вошли KMW и Nexter) представила свой новый европейский основной боевой танк Е-МВТ (Euro Main Battle Tank). Хотя ничего радикального — на шасси танка Leopard 2A7 установили башню Leclerc — Е-МВТ стал первой попыткой интеграции технологий этих двух компаний.
«Это первый шаг к общему продукту Nexter и KMW, — отметил руководитель проекта Е-МВТ в компании KMW. — Это демонстрационный образец, но следующим шагом станет опытный или предсерийный образец».
Объединенная команда Nexter-KMW в настоящее время определилась с проведением более детального анализа интегрирования французских и немецких технологий. Танк Е-МВТ имеет потенциал повышения массы порядка 6 тонн, главным образом за счет установки более легкой башни с автоматом заряжания от танка Leclerc. Это означает, что могут быть добавлены броня, САЗ или дополнительное вооружение, включая 130-мм или 140-мм пушку.
В конечном счете, компания KNDS имеет свои виды на немецко-французскую инициативу по основной наземной боевой системе MGCS (main ground combat system), которая по планам должна быть принята на вооружение примерно в 2035 году и заменит существующие ОБТ, например, Leclerc и Leopard 2. В июне правительства Франции и Германии подписали письмо о намерениях, договорившись начать совместный этап демонстрации MGCS в середине 2019 года, а твердые требования к этой платформе скорее всего будут известны к 2024 году.
Великобритания тоже бы хотела присоединиться к этой инициативе «мониторя первые шаги ряда программ, рассматривая то, что необходимо для перспективных машин британской армии».
Британская армия в настоящее время проводит оценку заявок на проект Challenger II LEP (Life Extension Project — продление срока службы танка Challenger 2), который продлит срок эксплуатации уже нового варианта «Мк 2» до конца 2020 годов. На этап оценки были отобраны два основных подрядчика — BAE Systems и Rheinmetall.
«Мы полагаем, что наш подход к проекту Challenger 2 является идеальной моделью того, как будет развиваться танк следующего поколения», — сказал Саймон Джексон, руководитель проекта Challenger 2 LEP в компании BAE Systems Land UK.
«BAE Systems с партнерами из Европы, Канады и Америки работает над общей задачей — дать британской армии самый лучший Challenger 2 Mk 2. Если вы спросите меня, сможет ли эта команда создать боевой танк следующего поколения, я, не раздумывая, скажу 'да'».
«Все системы, необходимые для танка следующего поколения, от сенсоров до вооружения, становятся всё более специализированными. Единственный путь создания наилучшей системы на смену нынешним платформам — работать с ведущими оборонными компаниями мира, отбирая наилучшие компоненты и собирая их в единую наземную боевую систему».
Пространство для роста
Семимильными шагами растет также потребность в оцифровывании. Большая часть новых машин в настоящее время сходит с производственной линии с цифровой архитектурой, которая позволяет легко объединять большие объемы сенсорных данных. В январе 2018 года компания BAE Systems показала новый вариант CV90 Мк IV с общей (стандарта НАТО) архитектурой для транспортных средств Generic Vehicle Architecture, которая поддерживает алгоритмы машинного обучения и возможности искусственного интеллекта.
По словам ведущего инженера проекта CV90 в компании БАЕ Systems Hagglunds, вариант CV90 пятого поколения создавался с расчетом на дальнейший рост и адаптацию перспективных технологий. «Самое крупное изменение — это большой потенциал совершенствования, в частности, вычислительных возможностей в новой электронной архитектуре. Откроются огромные возможности для машинного обучения и дополненной реальности. Речь идет о вычислениях в сотни раз быстрее, чем было в варианте Mk III».
Такие конкуренты, как например, GDELS и Rheinmetall, также широко используют электронную архитектуру новейшего поколения в своих машинах.
Несомненно, что в будущих наземных машинах будут обрабатываться большие объемы данных, особенно при установке большого числа сенсоров. Многие бронированные платформы сегодня оборудованы мириадами сенсоров, включая оптику, приемники системы предупреждения о лазерном облучении, радары, лидары и акустические датчики, и вся эта информация используется экипажем для сканирования пространства вокруг машины, а также обнаружения потенциальных угроз.
Затем данные представляются экипажу машины в информационно-управляющей системе, а также передаются на другие машины или в более высокие эшелоны по коммуникационным системам, включая программируемые радиостанции.
Одной из сложных задач в будущем станет оптимизация массогабаритных и энергопотребительских характеристик сетевых, коммуникационных и компьютерных систем следующего поколения.
«Что касается боевой машины, то в ней вы очень серьезно ограничены», — сказал Аниш Котари из компании Systel (выпускает упрочненные компьютеры), добавив при этом, что цель заключается в том, чтобы один быстросменный блок мог работать как центр обработки данных со всех сенсоров на борту машины, которые затем он мог бы отправлять в бортовую ИУС.
Перспективные бортовые компьютеры будут также иметь вычислительные мощности для обработки видео с разрешением 4К, которое в недалеком будущем станет обычной реальностью. Чтобы справляться с изображениями более высокого разрешения и другими задачами обработки больших объемов данных, архитектуре транспортных средств будут необходимы «более толстые трубы с большой пропускной способностью», что означает 10 гигабит, а также USB 3.0, то есть возможность просмотра по сети видео в реальном времени с флэш-карты.
Котари пояснил, что прогресс в коммерческих технологиях позволит современным бортовым компьютерам военного стандарта соответствовать будущим потребностям, несмотря на присущие боевым платформам ограничения по массе, объему и потреблению энергии.
По материалам сайтов:
www.nationaldefensemagazine.org
www.rheinmetall.com
elbitsystems.com
www.darpa.mil
www.axletech.com
www.hensoldt.net
www.acs.org
www.rafael.co.il
www.kmweg.com
www.baesystems.com
www.systelinc.com
pinterest.com
www.dvidshub.net
