最新激光训练模拟系统审视
- 来源:轻兵器
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- 发布时间:2010-03-10 15:55
激光训练模拟系统：从功能单一型走向多功能综合型
现代步兵与历史上的前辈相比，已有了本质上的区别。以美军为例，美军的步兵部队采取了精英化、特种化的发展方向。由于步兵先天缺乏重型火力，其作战和致胜的基础就转变为更快速的机动能力、更优良的通信能力、实时的态势感知能力以及为熟练掌握上述技能而进行的种种训练。
士兵与武器的完美结合要靠有效的训练手段和方法得以实现。据统计，采用传统训练模式，信息化时代的步兵训练所耗费的资源和时间比机械化时代的同类步兵约高出6倍。在这种情况下，创新步兵的训练手段就成为各国军事决策者和技术人员关注的头等大事。
轻武器射击，作为步兵最基本的技能始终是各国模拟训练中最难解决的问题，说其复杂、困难，主要在于这种模拟训练既要为受训士兵最大限度地还原实战场景，比如声、光效果，提供弹道特性与实弹最相似的模拟“枪弹”；又要将训练中真枪实弹带来的危险性降至最低。种种要求给予激光大展拳脚的机会。激光是单色性极佳的干涉波，其以光速传播、发散程度非常小(光束每通过100m其直径增加2.5～5cm)，能精确模拟弹头在中、近距离内的弹道。1980年代，低功率激光器及接收装置的广泛应用，催生了初期的激光射击模拟训练系统。但初期的激光训练模拟系统结构、功能较为单一，只能用于检验射击效果，长期以来只作为步兵初级射击训练的手段，无法演练更复杂的中、高级步兵战术。
21世纪以来，随着各国军队信息化进程的加速，单兵作为独立战术终端的色彩愈加浓厚，这对模拟训练也提出了更高的要求，它不仅要能模拟实弹射击的种种特性，还必须与单兵装备的态势感知和通信系统联结成一体，使单兵在更复杂的交战环境中，如城市建筑物内、坑洞地道内的近距离交战中，练习与同伴的协同。因此，新一代的激光射击模拟训练系统不仅继续利用低功率激光的优越特性，还与整个模拟训练场的结果评估系统、演习控制系统、单兵携带的态势感知终端和武器效能仿真系统连成一体，单兵的每一次模拟命中或被命中都会被记录，以供精细分析与评估。
多功能综合激光交战模拟系统(MlLEs)
以美军现在使用的多功能综合激光交战模拟系统(MILES)为例，它采用模块化设计，其系统总线和设备接口主要采用商用工业标准，可像搭积木般与其他采用标准接口的设备相兼容。它采用砷化镓(GaAs)产生的波长为904纳米的激光，该波长激光处于人眼不可见的红外波段附近，功率小于对人体组织造成危害的级别。
在训练环境中，各种潜在目标上安装了大量贴片式接收器，潜在目标包括与参训士兵对抗的假想敌人和车辆，枪弹上靶和脱靶可以被激光反射器或接收器记录下来。训练过程中，可通过对激光脉冲进行编码，记录武器类型和使用情况；可记录扳机和枪托压力以及瞄准点等数据；还可根据较远目标的实际距离计算重力对实弹弹头的影响，并据此对模拟枪械上的瞄准具作出调节。有些数据，比如士兵进行瞄准、待击、开火、重新装填等的动作也都会被记录下来以供进一步分析之用。
潜在目标上的接收器记录武器所发射激光的命中次数，并将其发送至控制系统的计算机上。计算机记录每个接收器的击中次数，进行分析计算，并根据射击参数，如激光射入角度和距离来评估破坏效果，中止被击中目标的能力。比如针对车辆，系统设定了完全摧毁、破坏行动能力或火力丧失等不同的破坏效果，根据破坏情况，系统将暂停车辆的某项能力；而为防止“阵亡者”重新投入战斗，被对方激光击中并被判定为“阵亡”的人员装备将发出很大的声响， “阵亡者”必须扳动特定开关才能关闭扬声器，但扳动的同时系统也会使该“阵亡者”的武器失效。
在尽可能逼真地反映被击中目标破坏效果的同时，系统还会将“伤亡”同伴的状况显示在己方单兵携带的态势感知设备上，使每个单兵都能全面掌握交战的整体态势；但一方“伤亡”士兵的状况并不会为对方所知。这一方式类似各国正在研制的士兵综合作战系统所要达到的能力。通过系统营造的贴近实战的“交战情况单向透明”以及对破坏效果的仿真模拟，逼真再现了一个既极具真实感，又能避免造成破坏或人员受伤的战术演习环境。未来，由于全球城市化进程加快，进行城市巷战越来越成为常态，如当下在阿富汗和伊拉克城市地区进行的反恐城市作战行动将成为新的训练重点。城市地形条件下的军事行动不单单包括在建筑群及单幢建筑物内的作战行动，还包括诸如巡逻、执勤、搜寻以及护卫等常规行动。威胁不仅来自于建筑物中的狙击手，还来自于简易爆炸装置、巡逻或护卫途中的陷阱，也来自于民间反对派、公然或隐蔽的敌意、起义及暴乱等。对此，美国防部已在弗吉尼亚州诺福克市的联合部队司令部成立了一个联合城市作战训练中心，该中心大量采用MILES系统，用于提高部队在城市地区清剿反恐分子的作战能力。
萨伯训练系统公司模拟训练系统(DITS)
近年来，欧洲基于激光的模拟训练系统发展迅猛，多家公司投入该领域进行研发、制造，如爱沙尼亚ELI军事仿真公司、法国GDI、洛克希德-马丁英国分公司、德瑞合资的鲁格·戈尔公司、瑞典萨伯(Saab)训练系统公司、德国泰利斯电子公司、德国莱茵金属公司等。这些欧洲公司的训练系统几乎都遵照美国MILES标准，其结构组成、系统功能和适用范围都与美国的MILES相似。在这些公司的产品中，萨伯训练系统公司的模拟训练装备较具特色，它突破了以往训练系统往往只能供少量部队进行室内模拟训练的瓶颈，是惟一一种较成熟的可供旅级部队进行仿真实战对抗的系统。
早在1975年，萨伯训练系统公司就预感到战术交战模拟系统的巨大潜力，遂成立了训练系统子公司，专门为各国军方开发训练仿真模拟系统。其开发的一套较成熟的训练仿真模拟系统既能为军方提供一整套解决方案，也提供包括咨询在内的多种服务，该系统以较高的效费比为受训官兵提高战术技能，累计已出口到20余个国家。2007年萨伯推出升级版的城市战斗部署训练系统(DITS)，并提供给美国海军陆战队训练基地。
萨伯训练系统公司的DITS激光模拟训练系统虽然不像最新型MILES那样极力还原真实的交战环境，但它也有自己的独到之处——适用范围比MILES更广，从班排级战术对抗到旅级战斗队规模的大部队实兵仿真演习都能胜任。这主要得益于系统先进的数据传输结构，系统内所有节点都尽可能相互连结。至于系统如何解决随着节点的增长而对互连通信量和系统性能几何级数般放大的依赖，仍不得而知。在主控中心内，数百人级部队的对抗，双方指挥官既可像传统“树形”指挥结构那样，区分多个指挥层次，与其直接相关的下级参训指挥官建立指挥关系；也可简化指挥层次，实施指挥跨度较大的“扁平”指挥，而后一种情况多用于班、排级战术演练。
萨伯激光模拟训练系统的另一个重要特点是连续工作持继时间较长，单兵携行的电池能够支撑通信网络终端、发射及接收装备工作一整天，更可完整记载全天训练数据。
在该激光模拟训练系统中，模拟训练装置算得上是最复杂的系统，其最主要的组成部分为贴片式接收器，它们均匀分布在参训者穿戴的头盔、背心和裤子上，背心上除接收器外还配有小型扬声器、无线通信天线(萨伯研发的数据传输网络，其传输速度高于商用无线局域网或GPRS的标准)和内置GPS全球定位系统。通过战术无线网络，GPS实时将使用者的信息，如位置、(被)击中和(被)击伤的情况发送到控制中心的计算机，指挥官可藉此对部队行动进行监控和评估。
系统中单兵携带装备的核心是一台Xplore公司的平板计算机，作为单兵终端，它具有多种功能，既可浏览战场态势图(地图可随时放大或缩小)，明确其他士兵和车辆的位置，还可与参训的其他单位和指挥官通信。更重要的是，它使用的环境限制也很小，既可在野外全天候使用，也能在昼夜温差大的条件下使用，在一些采用萨伯公司训练产品的北欧国家军队中，夏、冬季温差有时甚至高达80度，在这种恶劣环境中各种设备和装置仍能正常工作。这一特性也使得萨伯公司的产品受到不少对使用环境有苛刻要求的国家青睐。
结语
随着激光模拟训练系统在越来越多国家军队中的广泛应用，更先进的系统和装备也会竞相涌现，比如近年来出现的用于模拟RPG火箭筒的激光发射装置和应用大屏幕显示系统构建虚拟实战场景的室内训练场等。总体而言，激光模拟训练系统正朝着扩容量、高仿真、广适用的方向发展，而未来主宰地面的陆地勇士们也极有可能直接从训练场中诞生。
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