其实,不仅仅是塑料可用于制造坦克,其他特殊材料用于坦克的可能性研究也在进行着,特别是陶瓷,它不仅可以用作装甲板,从对激光的防护性来看,用作未来坦克的观察装置的材料也很有希望。因为,今后的战场上会愈来愈多地使用各种激光武器,对于观察装置中的光学器件具有极强的破坏作用,可以预料,今后对可以防激光的观察装置的需求会越来越迫切,陶瓷正可以满足这一需要。所以,未来战场上,可能像玩具坦克大战一样,出现“塑料坦克”、“陶瓷坦克”等各种材料的坦克。
单人驾驶的坦克
比起双人坦克来,单人坦克的问世,似乎是更遥远的事。但是,对单人坦克概念的提出,其实比双人坦克还要早些。美国国防高级研究计划局从1983年起,用了一年的时间论证了一种称为“尼尼亚”的单人坦克。1985年公布了《未来坦克概念论证报告》。这种坦克的特征是具有人工智能/机器人系统,早有一名乘员,装有导弹、火炮、机枪等多种武器,装甲防护能力增强,战斗全重约13吨,可空运。“尼尼亚”单人坦克的外形要比现代主战坦克小得多,这使它成为具有极强生存力的“战场游鱼”。但是,由于它需要众多高技术领域的成果来支持,估计目前只能进行各系统的研究,想得到样车,将是2010年以后的事了。
“尼尼亚”单人坦克是由美国国防高级研究计划局和战术技术委员会倡议的“机器人武器系统”的研究课题之一。这项研究的目的在于发展新的机器人武器系统概念,作为未来的战术机器人研究大纲的构成部分,探讨其未来发展的可能性。这项研究还得到了美国兰德公司的资助。
“尼尼亚”单人坦克是一个新型战斗车辆概念,是一种先进的、具有硬打击能力和高生存力的轻型战斗系统,它提供了新的解决途径,以达到增强坦克战斗性能的目的,即利用人工智能/机器人技术,以及先进的目标搜索和跟踪技术,以减少坦克乘员和大幅度缩小坦克的外廓尺寸,并增强坦克的战斗性能。传统上需要由若干名乘员来完成的任务将交给自动化作战子系统去完成,而车内仅有的一名乘员将完成指挥及控制管理、应急超越驾驶、判断决策等必须由人来完成的任务。
“尼尼亚”单人坦克概念的主要特征包括:一名乘员;人工智能机器人系统;适用于火控和目标搜索系统的综合、多用途传感器;综合、多用途武器系统;具备战术和战略上的可运输性。由于外廓尺寸小、机动性高,装甲防护增强,单人坦克的生存力得到了大大提高。
由于具备这些特点,“尼尼亚”单人坦克可以满足美陆军和海军陆战队对具备高生存力和硬打击能力的轻型战斗车辆的需要,它可以和重型装甲目标相对抗,并战而胜之。并可以快速、广泛部署在世界各地,适用于装备轻型装甲师、快速反应部队以及应付突发事件。
单人坦克在火力方面,应具有昼夜、全天候作战能力,可对付广泛的战术目标。“尼尼亚”单人坦克就设想装备多种武器系统,可以对付各种战术目标。如导弹,是“发射后不用管”的第三代导弹,主要用来对付坦克;也具有对付直升机的能力;火炮,由于主要以导弹来对付坦克,火炮口径可选为40,50毫米,甚至小到25毫米,但是必须能够连续发射,用来对付轻型装甲目标、小型掩体、直升机等;机枪和枪榴弹发射器,具有常规的杀伤人员的能力;烟幕抛射装置,要有相当高的发烟能力,能在极短的时间内遮蔽车辆。
单人坦克在可运输性方面,由于体积小,重量轻,大型运输机或直升机可轻松地进行空运。比如“尼尼亚”单人妇克设想在运输状态下的重量最大为125吨。这样可以用C-130运输机空运2辆,C-5A运输机可空运9辆。
单人坦克小巧灵活,装甲加厚,因而生存力强。比如“尼尼亚”单人坦克的高生存力主要是靠其外廓尺寸小、机动性高、装甲防护强来保证的,它的正面和侧面投影面积均不到现代主战坦克的一半,仅此一项就足以使“尼尼亚”的被命中率降低一半以上。同时,它的加速性极好,从静止状态转移到200米外的地方,只需要17秒或更短的时间。据世界各地的统计资料表明,一般地形上,在200米的地段内,总可以找到可供坦克隐蔽的地貌,由于冲击时间短,缩短了“尼尼亚”单人坦克在敌火下的暴露时间,使敌人的火炮不易瞄准,导弹跟踪困难。
当然像“尼尼亚”这种单人坦克要变为现实,需要靠许多领域的先进技术来保障。一是传感器。设想者认为,综合红外雷达传感器阵列是最好的目标搜索和跟踪传感器,它还可以和导航用的传感器结合在一起。装在天线上的传感器阵列能让“尼尼亚”中的乘员看到他肉眼看不到的地方,并能从较低的隐蔽位置发射导弹。二是火控系统。能自动地完成目标搜索和跟踪,锁定打击目标,选择武器,射击以及毁伤评定等火力控制的全过程,自动化火控系统如有差错,乘员可以干预,直接控制。三是人工辅助的机器人系统。“乘员——机器人”的任务分工是设计中要考虑的最主要的问题,乘员可以和机器人系统保持不间断的对话,并拥有干预和超越控制的能力。可以认为,人工智能的机器人系统的成功与否、完善的程度,是单人坦克能否实现的关键。形象地讲,坦克上的机器人可以叫做机器人炮长和机器人驾驶员。
无独有偶,一位叫金子隆一的日本人,也设想了一种单人坦克。他认为这种坦克2002年就可以完成基本设计,2008年就能服役。他设想的单人坦克,采用分离式车体结构,主要武器是电磁炮,以燃料电池为主要动力。这种坦克战斗全重为285吨,发动机功率1500马力(1100千瓦),最高速度为70公里/时,最大行程为600公里。金子隆一设想的单人坦克是一种广泛采用高技术、具有相当人工智能的新一代坦克,从总体上来看,其性能要优于“尼尼亚”单人坦克,实现难度也比“尼尼亚”单人坦克大,2008年出现的可能性不大。
无人驾驶的坦克
很早就有人提出无人坦克的设想,因为,它符合坦克乘员由多到少、由少到无的规律。但更多的人认为这是一种遥不可及的梦想。真是如此吗?
其实无人坦克就是智能化机器人坦克。随着机器人技术的发展,无人坦克的轮廓变得越来越清晰。这种无人坦克或机器人坦克对于军事家来说,太具有诱惑力了。设想在未来的战场上,一个个“钢铁”士兵像有血有肉的战士一样忠于职守,一群群小巧玲珑的机器人坦克,无所顾忌地冲向敌阵,那该是多么激动人心的场面啊!
无人坦克已经不仅仅是科学幻想小说中的内容,它已经出现在设计师的蓝图上。美国、俄罗斯、英国、法国、德国等许多国家的专家们,在军用机器人和遥控车辆方面,正在进行着扎扎实实的工作,为无人坦克的出现打下了坚实的基础。
1961年,美国的尤尼梅森公司推出了世界上第一台工业机器人。它标志着机器人已经走出科普作家幻想的殿堂。机器人具有很多人类无法比拟的优势,不吃不喝;不怕疲劳,不惧危险,忠于职守。难怪它一出现,便立即受到军事家的青睐。美国军方列入研究计划的各类军用机器人有100多种,有的已投入实际应用,美国国防部甚至宣布,即将组建“机器人军队”。
军用机器人可用于各个军事领域。陆军军用机器人可用于战斗侦察、反坦克、反直升机、巷战、三防侦察、哨位警戒和巡逻、布雷和扫雷、供弹和装弹、引诱假目标、电子干扰、移动式无线电中继站、沾染洗消、爆破攻坚、物资装运、抢救战伤车辆等。用于直接执行战斗任务的机器人,相当于步兵、炮兵,乃至于坦克兵;用于执行侦察、警戒任务的,相当于侦察兵;用于担任工程保障的,相当于工程兵;用于指挥控制的,则是“机器人高参”;用于担任后勤保障的,相当于后勤分队。可以说,凡是士兵能完成的任务,大部分都可以由未来的军用机器人来完成。
因为坦克在地面作战中发挥着重要的作用,无人坦克作为军用机器人的一种,自然是各国研究的重点之一。从崭露头角的机器人战车已经可以看到无人坦克的雏形。最有代表性的是美军正在研制中的三种军用机器人,它们虽名为军用机器人,但实质上是机器人战车或无人坦克。
第一种是TMAP军用机器人。这种机器人于80年代后半期由美国格鲁曼公司和马丁·玛丽埃塔公司竞争研制,是美国小型无人多用途车辆研制计划中的一项。从外形上看,TMAP是一种四轮车辆,大小和一辆普通轿车差不多,算得上是小巧玲珑。更有意思的是,它的四个车轮是菱形分布,前后各一个车轮,中间左右各一个车轮。这种结构有利于车辆转向,再加上铰链结合式车体结构,车体可上下扭曲,有利于越野行驶,能克服30厘米高的障碍物。但越野行驶的车速不高,仅为10千米/时左右。车载武器可以是反坦克/防空导弹,也可以是机枪。实际上,TMAP是一种遥控车辆,士兵利用操纵装置通过长达6400米的光导纤维发出指令,操纵车辆运动。车上装有两架摄像机,它是TMAP的“眼睛”,用来搜索战场、侦察敌情,并把图像传输给遥控操纵的士兵。目前,TMAP的样车已经制成,并进行了初步的行驶试验,取得了成功。TMAP的最大问题是机动性差些,侦察能力也有一定限度。
第二种是“突击队员”军用机器人。它也是美国陆军研制的小型多用途机器人,由美国格鲁曼航空公司负责研制。该车于80年代初试制成样车,1984~1985年进行了两次全面试验,取得了满意的结果;这种车也是小型遥控车辆。有趣的是,它的底盘和TMAP是同一系列的,都采用菱形车体四轮底盘,但更小巧。越野行驶时,车速可达16千米/小时。“突击队员”军用机器人的主要任务是反坦克,也可执行侦察和警戒任务。车上装有3枚AT-4反坦克导弹,导弹的上方有一架摄像机,士兵可在965之内通过光纤进行遥控。样车试验时,曾用AT-4导弹对3000米外的M60坦克进行射击,准确命中了目标。该车还可以携带68,千克炸药,用来爆破掩体或工事是十分理想的。
第三种是“普洛拉”机器人战车。普洛拉,是PROWLER的音译,意思是“具有对敌逻辑反应能力的可编程机器人观察车”。和上面两种遥控机器人战车不同,它被认为是美国陆军第一辆“真正的”军用机器人车辆。它既可以按遥控方式工作,也可以按预编程序自主工作。由美国机器人防务系统公司于1984年开始研制。这种军用机器人是一种6X6的轮式机器人战车,全车重1816千克,以柴油机为动力,具有较高的行驶速度,最大行程可达250千米。它的“大脑”是一台68000型计算机,并带有多个32位微处理机,能控制多个传感器自主工作,它可以按预编的程序沿着预定的路线自主巡逻。根据任务的不同,可以配装杀伤性武器,如机枪、榴弹发射器、火炮、“陶”式或“狱火”式反坦克导弹、“毒刺”防空导弹等;也可以配装非杀伤性武器,如催泪弹、噪声发生器、发射橡皮子弹的猎枪等。车上有炮塔,装有3台摄像机,其中1台装在炮塔顶部的桅杆上,桅杆可升高至85米,具有远方观察能力。
除了美国之外,还有很多国家也都在研制机器人战车。机器人战车可能的发展趋势是:先发展遥控式机器人战车,再发展成半自主式,最后才是完全自主的机器人战车和无人坦克。按目前的国际形势和发展势头看,自主式车辆的实用化,将是2010年以后的事,到那时,类似科学幻想小说中描写的机器人坦克大战的情景,也许就会出现在战场上。
拥有多个身体的坦克
研制和生产一种能够在任何战斗环境下,在不同气候与地理条件下,以及在各种军事行动中均可使用的高效能坦克,是各国坦克设计者追求的目标。目前,所有现役坦克均是按照“乘员与系统在一个车体内”的原则设计的,每种坦克在设计时均把火力、机动能力、装甲防护和可维修性能作为一个整体来考虑,于是,现代主战坦克采用了更为先进的系统,火炮口径越来越大,装甲防护能力越采越强,发动机功率也越来越高;但是,这是在坦克的外形结构尺寸并没有大的变化的情况下实现的。而坦克的内部可用空间减小,影响了乘员的舒适性及工作效率,在保持这种结构不变的情况下,想要再继续全面提高坦克战斗效能已经基本没有可能性。
出路在哪里呢?只有大胆突破传统思维。俄罗斯装甲学院提出,现代坦克的战斗潜力至多实现了70%,但要想通过进一步改进来实现性能的全面提高已是穷途末路,也就是说,目前的传统坦克设计方法使设计人员无法大大提高坦克的战术技术性能。于是,他们提出了一种构思新颖的铰接式履带装甲战斗车辆。它不再只有一个车体,而是由中央部分和与中央部分前后铰接的输送部分及抢救部分组成。各部分可相互分开,单独使用。由于各部分之间的独立设计,坦克的效能得以提高。在战场上,通过独立使用中央战斗部分、输送部分和抢救部分,坦克的主要战斗特性,即机动性和火力能够被分开发挥。例如,为了获得更高的作战效能并使战术更加适于战斗及作战环境的需要,战场上的部队可改变其战术,独立使用铰接式车辆的各部分,也就是说可以像搭积木一样临时组成不同种类的坦克,以适应不同的需要。标准的输送部分和抢救部分与安装不同作战、支援及辅助装备的中央部分相结合,可保证铰接式车辆的系列化发展,如步兵战车、装甲抢救车、侦察车、供给车及救护车等。
与常规坦克相比,铰接式车辆的中央部分由于没有履带,其车内有较大的空间。这部分空间能够用来布置保障乘员长时间作战的必要设备,如卧具等。因此,在这种车辆上能够实现对人员与系统的最佳结合。
铰接式履带战斗车辆由战斗部分、输送部分和抢救部分组成。战斗部分铰接在输送部分和抢救部分之间。铰接方式能够使输送部分和抢救部分相对独立于战斗部分运动,并能够通过中央部分的液压千斤顶,实现自动连接和分离,战斗部分的炮塔容纳乘员和武器,输送部分和抢救部分安装供其独立使用所需的发动机、传动装置及驾驶员座椅。