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美国军方在 9 月 11 日事件后的时代发展如此之快,以至于其许多技术对于几十年前的指挥官、士兵、飞行员、海军陆战队员和水手来说几乎是无法识别的。过去十年的一些最大进步来自于日常行动中复杂信息技术和机器人的开发、应用和集成。
2001 年 9 月 11 日的袭击为军事技术的快速发展创造了动机和机会。随着美国军方及其盟友于 2001 年底部署到中东,对新型战争的武器和设备的需求不断增加,战斗至今仍未停止。美国国会已批准近 1.3 万亿美元的军事支出,以支持在阿富汗的“持久自由行动”、“伊拉克自由行动”和旨在提高军事基地安全的“高贵之鹰行动” (pdf)。大约 20 亿美元已用于军事建设以及新技术的研发、测试和评估,为美国军队提供更好的武器、后勤能力以及防御路边炸弹等持续威胁的能力。
这项新兴技术包括军方的主力遥控飞机(更通俗地称为“无人机”)到未来士兵使用的外骨骼和激光炮。《大众科学》将着眼于 2001 年 9 月 11 日之后出现的一些更重要的军事技术发展。[查看幻灯片,了解过去十年战斗促成的不同军事技术的发展。] 定向能量
军方的一些研究似乎直接来自科幻小说的内容。攻击敌方目标并破坏导弹制导系统的激光器比以往任何时候都更接近投入战斗,“主动防御系统”也是如此,该系统发射 95 GHz 毫米波定向能量,作为一种人群控制形式。
4 月,美国海军和诺斯罗普·格鲁曼公司成功演示了海上高能固态激光防御系统,方法是完成对小型遥控艇的海上激光演示器 (MLD) 测试。在 2010 年的演示中,雷神公司的“密集阵”近程武器系统和海军固态激光器击落了四架在加利福尼亚州圣巴巴拉海峡圣尼古拉斯岛附近海军武器和训练设施上空飞行的无人驾驶飞行器 (UAV) 目标。
雷神公司还在开发一种主动防御系统,该系统发射一束聚焦的毫米波能量,以光速传播,加热人体外层皮肤中的水分,产生一种强烈的灼烧感,旨在阻止人群或战斗人员而不杀死他们。在定向能量的另一种方法中,微波也可以用作武器,方法是刺激耳蜗周围的部分,在目标人员的头骨中产生极高且不舒服的噪音水平。
美国空军首席科学家 Mark Maybury 说,高功率毫米波系统“让你感觉像被晒伤了一样”。“如果你想防御或清理一条穿过不守规矩人群的道路,你不想向人群开枪。这是一个例子,说明随着我们对附带损害的容忍度越来越低,并最终为零,我们将看到越来越多的这种工具。”
军方尚未使用主动防御技术;其中一个系统被送往阿富汗但后来被召回。国防部没有提供有关其不使用该系统的原因的具体信息。
防弹衣和外骨骼
西伦敦布鲁内尔大学布鲁内尔情报与安全研究中心副主任克里斯蒂安·古斯塔夫森说,在阿富汗和伊拉克作战的西方军队中,由于使用由陶瓷、复合材料和其他材料制成的改良防弹衣,幸免于简易爆炸装置 (IED) 和直接射击/小型武器交战的人数要多得多。英国武装部队使用诸如鱼鹰式等防弹衣装置,而美国陆军士兵则偏爱拦截者防弹背心。国防承包商 BAE 开发了一种电池供电的防弹衣(重量略超过 7 公斤),具有自己的 GPS 和夜视镜。
雷神公司、洛克希德·马丁公司和其他国防承包商正在开发液压动力外骨骼,士兵可以佩戴这些外骨骼以减轻重物负担,同时增强力量和耐力。陆军正在马萨诸塞州内蒂克的陆军纳蒂克士兵研究、开发和工程中心测试洛克希德公司的人体通用负载载体 (HULC) 外骨骼。洛克希德公司将 HULC 设计为一种不系绳、电池供电、液压驱动的拟人化外骨骼,使士兵能够在单次电池充电的情况下携带高达 90 公斤的负载,行进长达 20 公里。
雷神公司的第二代外骨骼 - XOS 2 - 是一种 95 公斤的支持系统,使佩戴者能够轻松地用每只手臂抬起大约 23 公斤的重物。该公司预计其外骨骼将于 2015 年提供给军方。这些套装很可能会被电源线束缚,然后在三到五年后推出不系绳版本。预计外骨骼最初将用于帮助士兵携带更重的负载走得更远,无论他们是执行战斗行动还是后勤行动。
机器人驮骡
如果波士顿动力公司的腿式班组支援系统(LS3)取得成果,那么佩戴外骨骼的美国士兵将不会承担全部补给重量。LS3 将是实现军方对自主腿式机器人呼吁的第一步。
美国国防高级研究计划局的战术技术办公室和美国海军陆战队去年授予波士顿动力公司一份为期 30 个月、价值 3200 万美元的合同,以交付 LS3 原型。合同结束时,该公司预计将交付两个 LS3 原型,它们可以在相对平坦的表面上携带所需的重量(181 公斤),行进所需的距离(至少 32 公里),而无需加油。LS3 还必须能够以每小时 16 公里的速度运行,并至少具备操作自主性所需的系统的基本版本。[观看一部《大众科学》的视频,其中介绍了军用机器人。] 电子战
真正将 9/11 后的战斗与之前的任何战斗区分开来的是信息技术的使用。“伊拉克和阿富汗是互联网时代的第一次战争,”休斯顿莱斯大学詹姆斯·A·贝克三世公共政策研究所的信息技术政策研究员、美国国务院前外交官 Chris Bronk 说。
*更正(9/9/11):此句子在发布后进行了编辑。它最初将雷神公司的主动防御系统称为使用微波能量。该系统采用毫米波。
虽然破坏敌人通信系统和其他技术并非新概念,但国防部正在寻找新的方法来做到这一点。“如果我正在与试图追踪我的防空系统作战,如果我可以抑制或阻止该信号并返回错误信号,那就是电子战的一个例子,”梅伯里说。“当我们进入先进的信息时代时,这一点尤其重要;越来越多的飞机由软件运行。”
波音公司价值 6700 万美元的 EA-18G 咆哮者是电子战武器的一个例子。自 2009 年以来,美国海军一直将其用作通信干扰机。咆哮者现在或可能很快就能通过其传感器阵列传输恶意软件代码,Bronk 说。
网络战
“自 9/11 以来,整个网络领域已经爆发,”梅伯里说。“仅在去年,我们就为空军创建了两个全新的职业领域,一个用于遥控飞机操作员,另一个用于网络操作员。”
将传统的军事战略应用于网络世界,“你希望智胜你的攻击者或动态地改变战场,”梅伯里说。空军一直在追求的一个想法是动态地更改其信息技术 (IT) 系统的签名,以防止黑客攻击国防部计算机。这可能意味着在物理服务器内的虚拟服务器上移动信息,或者可能在不中断操作的情况下切换服务器的操作系统。“我们谈论的是保存你的数据状态,然后使用相同的数据快速转换为不同的操作系统或应用程序,”他补充道。
网络冲突已经成为现实,尽管是否已升级到“网络战”的程度,即一个国家使用 IT 系统攻击另一个国家的计算机和网络,这是有争议的。“对我来说,最大的 IT 武器创新是震网病毒,这是一种恶意软件,据称可能使伊朗纳坦兹核设施三分之一的离心机下线,这是一项重大的工程,”布朗克说。“无论谁制造了它,我们都必须将其视为隐蔽行动、低强度战斗方式的巨大变化,”他补充道。“这可能不会是一个孤立的案例。”
导弹制导系统
在阿富汗和伊拉克的战区,战斗区域通常就位于平民区之中,这使得对精确使用爆炸性武器的要求更高。制导多管火箭系统(GMLRS)的研发已经超过十年,但自911事件以来,该系统已经成熟,美国及其盟友现在能够“用70公里外发射的火箭摧毁房屋的特定角落或房间,这既荒谬又卓越,” 古斯塔夫森说。
古斯塔夫森表示,制导导弹系统的精度已经达到一平方米以内。“事实上,我们现在的精度非常高,以至于我们正在降低弹头威力,” 他说。“当我们只想杀死[特定]房间里的坏人时,为什么还需要造成额外的破坏呢?”
智能榴弹发射器
肩扛式XM25 反遮蔽目标交战(CDTE)系统,大小与普通步枪相仿,自2010年末以来已在阿富汗的美国士兵手中使用。CDTE使用热传感器和激光测距仪来发现目标,然后,装有微芯片的无线电控制25毫米弹药可以摧毁该目标,即使该目标隐藏在墙壁或其他掩体后面。CDTE被称为“惩罚者”,重约6公斤,长75厘米。
卫星制导降落伞
联合精确空投系统(JPADS)使用全球定位系统、可操纵降落伞和机载计算机,在向精确目标运送物资托盘时提高空投精度,这在阿富汗山区尤其具有挑战性。空军于2006年8月在阿富汗首次测试了JPADS,空投了重量为230至1000公斤的食品、水、弹药和其他补给品,送达地面部队。自2004年以来,美国海军陆战队一直在伊拉克使用类似技术,将900公斤的物资投放到指定目标点70米范围内。
梅伯里表示,空军显著提高了精确空投能力,并补充说:“这在像阿富汗这样的地方尤其具有挑战性,那里有很多山丘,你需要确保将物资投放到特定的位置,以免落入敌人手中。”