《電子技術(shù)應(yīng)用》
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激光通信及3D打印:顛覆未來作戰(zhàn)

2015-01-16
關(guān)鍵詞: 激光通信 3D打印

    美國(guó)《國(guó)家防務(wù)》雜志日前列出了近年來美軍發(fā)展的十大裝備技術(shù),,并掛出聳人聽聞的名稱:“美軍十大顛覆性技術(shù)”,,其中包括大數(shù)據(jù)處理技術(shù),、3d打印技術(shù),、新生物技術(shù),、高超聲速武器等,,不過,它們是否對(duì)美軍而言具備“顛覆性”,,還要先了解下這些高科技究竟是什么,,再做評(píng)判。

  技術(shù)

  目前廣泛使用的無(wú)線電波通信由于過度開發(fā),,面臨波段重復(fù)、通信率下降等問題,。另外,,無(wú)線電波也極容易被阻斷、削弱或者被竊聽,,因此,,近年來軍事通信的重點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向

  是利用激光束,,通過空氣從一臺(tái)設(shè)備到另一臺(tái)設(shè)備發(fā)送寬帶數(shù)據(jù),、語(yǔ)音和視頻。激光通信解決了目前存在的通信量大,、信息安全等問題,,防止竊聽并提高抗干擾能力,成為通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì),,一旦該技術(shù)成熟被充分使用,,將為信息化戰(zhàn)爭(zhēng)下的信息傳輸提供革命性的變革。

  3d打印技術(shù)

   3d打印技術(shù)早在上世紀(jì)80年代問世,,但直到近幾年才有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,。與傳統(tǒng)制造業(yè)相比,3d打印技術(shù)具有制造成本低,、制作周期短,、生產(chǎn)效率高等明 顯的優(yōu)勢(shì),在軍事領(lǐng)域被寄予厚望,,目前已經(jīng)能夠用3d打印機(jī)打印簡(jiǎn)單的槍支,、子彈等,美軍還希望它能打印更多物品,,如裝備,、零部件、戰(zhàn)傷醫(yī)療用品,、野戰(zhàn)食 品等,,更重要的是幫助部隊(duì)根據(jù)需求現(xiàn)場(chǎng)打印物品,。

  不過,在短期內(nèi),,3d打印技術(shù)面臨的最大問題是尋找到更多更結(jié)實(shí)和多元化的打印材料且更快地完成打印,。

  再生能源技術(shù)

  拿破侖曾說:“軍隊(duì)要吃飽肚子才能打仗”,如今的部隊(duì)是靠“吃油”來維持戰(zhàn)斗力的,。在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中,,必須尋找更多的新能源和可再生能源,為士兵裝備,、武器系統(tǒng)和能源庫(kù)注入更多能量,。

   目前最被看重的是核聚變技術(shù)和太陽(yáng)能技術(shù)。核聚變釋放的巨大能量一旦被利用,,可以一勞永逸地解決軍隊(duì)的能源需求,,被看作是“改變游戲規(guī)則”的能源。未 來,,利用核聚變打造的全核動(dòng)力作戰(zhàn)平臺(tái),,能大大提高美軍對(duì)能源的巨大需求。太陽(yáng)能目前存在存儲(chǔ),、運(yùn)輸?shù)葐栴},,一旦被攻克,將大大緩解軍隊(duì)對(duì)石化燃料的依 賴,,滿足軍事設(shè)施和軍事基地對(duì)電力的需求,。此外,科學(xué)家還設(shè)想將太陽(yáng)能板放置在地球同步軌道上,,充分利用空間太陽(yáng)能,,不過,目前這一技術(shù)的成本太高,,尚不 可行,。

    大數(shù)據(jù)處理技術(shù)

  在萬(wàn)物皆可數(shù)據(jù)化的信息時(shí)代,對(duì)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理等技術(shù)被稱為大數(shù)據(jù)處理技術(shù),。大數(shù)據(jù)具有規(guī)模巨大(volume),、形式多樣(variety)、高速(velocity),、不確定性(veracity)和信息價(jià)值(value)五大特點(diǎn)(即“5v”),。

   如今,各國(guó)對(duì)數(shù)據(jù)開發(fā),、利用和保護(hù)的爭(zhēng)奪日趨激烈,,軍方及情報(bào)部門搜集來的各種數(shù)據(jù)信息,如文字、視頻,、照片越來越多,,過濾和分析的任務(wù)愈加繁重,因此 催生出大數(shù)據(jù)處理技術(shù),。硅谷許多企業(yè)已經(jīng)開始提供大數(shù)據(jù)處理服務(wù),,例如硅谷一家公司開發(fā)的圖像軟件專門處理無(wú)人機(jī)傳回的不清晰的圖片,使其更清楚,,這一技 術(shù)屬于更先進(jìn)的“計(jì)算機(jī)視覺”的范疇,,在未來幾年將實(shí)現(xiàn)迅猛發(fā)展。

  新生物醫(yī)學(xué)技術(shù)

  近年來,,隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)和生物科技的不斷發(fā)展,,五角大樓的軍事研究開始關(guān)注如何打造力量強(qiáng)大、抗損傷性強(qiáng)的超級(jí)士兵,。

   2014年4月,,美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局成立生物技術(shù)辦公室,主要進(jìn)行生物學(xué),、工程學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉研究,目的是借用最新研究成果進(jìn)一步保障和提 升國(guó)家安全,。該研究部門設(shè)立的研究課題包括為士兵打造外骨骼系統(tǒng),,找到能使士兵保持頑強(qiáng)戰(zhàn)斗力的方法,例如,,當(dāng)士兵受到攻擊后能夠迅速,、完全恢復(fù)身體強(qiáng)健 等。據(jù)悉去年8月該辦公室推出了一個(gè)新項(xiàng)目,,研發(fā)能夠植入士兵體內(nèi)的微型機(jī)器人,,幫助士兵身體更好地進(jìn)行自我修復(fù)。

  超強(qiáng)自主無(wú)人系統(tǒng)

  美軍對(duì)自主無(wú)人系統(tǒng)的研究已經(jīng)進(jìn)行了10多年,,今年以來,,隨著相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)突破,這一技術(shù)有望得到進(jìn)一步的飛速發(fā)展,。

   對(duì)于這一研究課題的目的,,美空軍自主無(wú)人系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人稱:“美軍嘗試讓無(wú)人系統(tǒng)(機(jī)器人)做決策,促使機(jī)器人與人更加融合,,幫助人員減輕負(fù) 擔(dān),。”除機(jī)器人外,美軍還在開發(fā)無(wú)人系統(tǒng)的更多功能,。例如使信息技術(shù)具備自主功能,,可以自動(dòng)過濾情報(bào)監(jiān)測(cè)偵察平臺(tái)搜集來的數(shù)據(jù),取代數(shù)據(jù)分析員的工作,而 人則負(fù)責(zé)控制這些自主無(wú)人系統(tǒng),。不過,,目前來看,這些高智能系統(tǒng)仍然不穩(wěn)定,,因此降低風(fēng)險(xiǎn),、發(fā)揮其效能成為研究人員面臨的挑戰(zhàn)。

  高超聲速武器

  高超聲速技術(shù)是指飛行器的飛行速度超過5馬赫的一種推進(jìn)技術(shù),,在此基礎(chǔ)上發(fā)展的高超聲速武器(主要包括戰(zhàn)機(jī)和巡航導(dǎo)彈)能快速打擊遠(yuǎn)程目標(biāo),,因此被各國(guó)看重。

  美軍認(rèn)為,,在反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中,,恐怖分子行蹤不定,一旦被發(fā)現(xiàn),,美軍需要一顆導(dǎo)彈能迅速發(fā)射過去,,達(dá)到發(fā)現(xiàn)即摧毀的目的,高超聲速武器做到了這一點(diǎn),。另外,,它成功做到了“速度即隱身”,使敵人“看得見卻摸不著”,,被擊中的可能性很小,。

  不過,目前除了材料和發(fā)動(dòng)機(jī)等技術(shù)難題外,,美軍試圖將其與隱身,、抗干擾等技術(shù)相結(jié)合,從而提升高超聲速武器的快速反應(yīng),、遠(yuǎn)程打擊,、機(jī)動(dòng)突防等作戰(zhàn)能力,實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的新跨越,。

    對(duì)抗群艇威脅的船體設(shè)計(jì)技術(shù)

  近年來的反海盜作戰(zhàn)中,,美軍的大型艦船常常遭到海盜成群小艇的攻擊。因此美軍提出,,要為大型艦船和航母配置無(wú)人系統(tǒng)的武裝小型船只,,執(zhí)行巡邏任務(wù),對(duì)抗來襲的小船,。這種武裝小型船只采取全副武裝,,發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料箱及所有電子設(shè)備均設(shè)在水下,,因此不怕恐怖分子的炮火攻擊,。

  不過,美軍需要相應(yīng)地對(duì)大型艦船船體進(jìn)行改造,使其更好地與小船配合,,發(fā)揮后者運(yùn)輸貨物,、執(zhí)行偵察、掃雷任務(wù),,或發(fā)射武器對(duì)抗海盜,,并避免水手傷亡。美軍認(rèn)為,,未來由這種有人和無(wú)人快艇組成的大型艦隊(duì),,能幫助美海軍在全球海域拓展活動(dòng)范圍。

  無(wú)人“母艦”技術(shù)

  希臘神話中有九頭蛇海德拉殺不死的傳說,。如今美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局也試圖打造一種生存力極強(qiáng),、多功能并用、集多平臺(tái)于一身的大型艦隊(duì),,用以對(duì)敵人實(shí)施突襲,,即美軍的“海德拉計(jì)劃”,其實(shí)就是無(wú)人“母艦”技術(shù),。

   美軍試圖打造的無(wú)人“母艦”包括無(wú)人潛水航母,,無(wú)人空中航母和水下武器系統(tǒng)。無(wú)人潛水航母能將多個(gè)無(wú)人裝置及作戰(zhàn)平臺(tái)潛放在海底數(shù)星期甚至數(shù)月,,用時(shí)再 將其從海底激活,,從而減輕部隊(duì)力量投送成本。無(wú)人空中航母則用搭載小型無(wú)人機(jī)的大型無(wú)人機(jī)執(zhí)行空中任務(wù),。另外,還要設(shè)計(jì)一種可穿梭在瀕海海域,,能運(yùn)輸,、儲(chǔ) 存和發(fā)射武器的大型無(wú)人平臺(tái)以及水下武器系統(tǒng),后者用來完成諸如排雷和情報(bào)監(jiān)偵等任務(wù),。

  無(wú)人“母艦”技術(shù)目前還處在探索中,,美軍試圖在無(wú)人“母艦”上搭載更多武器,實(shí)現(xiàn)更多功能,,而這將使這一項(xiàng)目面臨更多挑戰(zhàn),。

  全息技術(shù)

  全息技術(shù)是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實(shí)三維圖像的一項(xiàng)數(shù)字技術(shù),它可以把平面影像完美轉(zhuǎn)換成虛擬立體實(shí)景,,因此成為軍事模擬訓(xùn)練的重要發(fā)展方向之一,。

   如今,美軍通過激光全息技術(shù)能夠營(yíng)造出一個(gè)逼真的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境訓(xùn)練軍人適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng),,積累作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),。另外,美軍利用全息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)示范。例如,,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)教員 可以利用全息技術(shù)將發(fā)動(dòng)機(jī)各部件在空中進(jìn)行立體展示,,使學(xué)生了解各部件的形態(tài)和組裝原理等。此外,,美軍還將全息技術(shù)用在部隊(duì)的戰(zhàn)略通信上,,作戰(zhàn)指揮官通過 全息成像技術(shù),與下級(jí)指揮官一起召開作戰(zhàn)會(huì)議,,指揮作戰(zhàn)行動(dòng),。

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