Obserwacja
Od samego początku rozwoju pojazdów opancerzonych pojawił się problem słabej widoczności. Wymagania dotyczące maksymalnego bezpieczeństwa pojazdów opancerzonych nakładają surowe ograniczenia na urządzenia obserwacyjne. Urządzenia optyczne montowane na pojazdach opancerzonych mają ograniczone kąty widzenia przy niskiej prędkości wskazywania. Problem ten dotyczy zarówno dowódcy i działonowego, jak i kierowcy pojazdu opancerzonego. Autor osobiście miał okazję przejechać się BTR-80 jako pasażer i zobaczyć, jak na niektórych odcinkach trasy kierowca wysiadał z włazu na głębokość do pasa, zręcznie kontrolując nogą kierownicę pojazdu opancerzonego. Zastosowanie takiego sposobu sterowania wyraźnie charakteryzuje widoczność w tym opancerzonym pojeździe.
[w środku] Stanowiska pracy załogi czołg T-14 „Armata” - kierowca (górne zdjęcia), dowódca i działonowy (dolne zdjęcia)
W XXI wieku udało się radykalnie poprawić możliwości załóg pojazdów opancerzonych w zakresie orientacji w przestrzeni i poszukiwania celów. Pojawiły się kamery wideo o wysokiej rozdzielczości, wysokowydajne noktowizory i kamery termowizyjne. Jednak nadal istnieje pewien sceptycyzm wobec radykalnego wzmocnienia zdolności krajowych pojazdów opancerzonych w zakresie obserwacji i rozpoznania celów. Aby wykryć cele, nadal zajmuje dużo czasu, aby włączyć urządzenia monitorujące, a następnie wskazówki broń Na celu.
Być może są pewne postępy w koncepcyjnie najbardziej zaawansowanym czołgu T-14 na platformie Armata, ale pojawiają się pytania o możliwości wszechstronnych kamer, obecność w ich składzie kanałów noktowizyjnych, prędkość i sterowanie urządzeniami wskazującymi.
Hełm IronVision
Niezwykle ciekawym rozwiązaniem jest projekt hełmu IronVision izraelskiej firmy Elbit System. Podobnie jak hełm pilota amerykańskiego myśliwca piątej generacji F-35, hełm IronVision pozwoli załodze pojazdu opancerzonego zobaczyć „przez” pancerz. Hełm zapewnia załodze kolorowy obraz o wysokiej rozdzielczości, który pozwala rozróżniać obiekty zarówno bliskie, jak i dalekie od pojazdu opancerzonego.
Działanie hełmu Iron Vision
Konieczne jest bardziej szczegółowe omówienie tej technologii. Problem z wykonaniem „przezroczystego pancerza” polega na tym, że nie wystarczy powiesić pojazd opancerzony z kamerami wideo i założyć pilotowi hełm z wyświetlaczami lub projekcją obrazu w oku pilota. Potrzebne jest najbardziej wyrafinowane oprogramowanie, które jest w stanie „zszyć” informacje z sąsiednich kamer w czasie rzeczywistym i mieszać, to znaczy nakładać na siebie warstwy informacji z różnych typów czujników. Tak złożone oprogramowanie wymaga odpowiedniego systemu komputerowego.
Całkowity rozmiar kodów źródłowych oprogramowania (oprogramowania) myśliwca F-35 przekracza 20 milionów linii, prawie połowa tego kodu programu (8,6 miliona linii) przeprowadza w czasie rzeczywistym najbardziej złożone przetwarzanie algorytmiczne w celu sklejenia wszystkich nadchodzących danych z czujników w jeden obraz teatru działań bojowych.
Superkomputer pokładowy myśliwca F-35 jest zdolny do nieprzerwanego wykonywania 40 miliardów operacji na sekundę, dzięki czemu zapewnia wielozadaniową realizację zasobożernych zaawansowanych algorytmów awionicznych, w tym przetwarzanie danych elektrooptycznych, podczerwieni i radarowych . Przetworzone informacje z czujników samolotu są wyświetlane bezpośrednio w źrenicach pilota z uwzględnieniem obrotu głowy względem kadłuba samolotu.
Hełm pilota myśliwca F-35
Hełm pilota F-35
W Rosji hełmy nowej generacji są opracowywane w ramach tworzenia myśliwca piątej generacji Su-57 i śmigłowca Mi-28NM Night Hunter.
Perspektywiczny hełm pilota
Główne cechy techniczne obiecującego hełmu pilota:
— układ optyczny wskaźnika nahełmowego typu binokularowego;
— liczba elementów do wyświetlania informacji wideo, nie mniej niż 1024x768;
- jasność - nie mniej niż 2000 cd / m2;
- zakres współrzędnych kątowych położenia hełmu: w azymucie - od minus 90 do +90, w elewacji - od minus 60 do +30;
– częstotliwość aktualizacji informacji o współrzędnych – nie mniej niż 100 Hz;
— opóźnienie w wydaniu współrzędnych bieżącego pomiaru nie przekracza 20 ms;
waga kasku integralnego nie przekracza 2 kg.
Na podstawie dostępnych informacji można przypuszczać, że obiecujący technicznie hełm rosyjskiego pilota jest w stanie wyświetlać informacje graficzne, ale jednocześnie nastawiony jest przede wszystkim na produkcję grafiki symbolicznej. Wyświetlanie obrazów z optycznego i termowizyjnego sprzętu rozpoznawczego będzie prawdopodobnie gorszej jakości niż jakość obrazu wyświetlanego przez hełm pilota F-35, biorąc pod uwagę złożoność, która jest wymagana do konfiguracji tego ostatniego. Montaż hełmu pilota F-35 zajmuje dwa dni po dwie godziny, wyświetlacz rzeczywistości rozszerzonej musi znajdować się dokładnie 2 milimetry od środka źrenicy, każdy hełm jest przeznaczony dla konkretnego pilota. Zaletą rosyjskiego podejścia jest najprawdopodobniej łatwość regulacji hełmu w porównaniu z jego amerykańskim odpowiednikiem, a rosyjski hełm najprawdopodobniej może być używany przez każdego pilota przy minimalnej regulacji.
Dużo ważniejszą kwestią jest zdolność oprogramowania wozu bojowego do płynnego „sklejania” obrazu pochodzącego z kamer dookoła. Pod tym względem rosyjskie systemy są najprawdopodobniej nadal gorsze od systemów potencjalnego wroga, zapewniając obraz wyjściowy do hełmu tylko z urządzeń obserwacyjnych umieszczonych w nosie samolotu. Możliwe jednak, że prace w tym kierunku już trwają w odpowiednich instytucjach.
Jaki jest popyt na tego typu wyposażenie jako wyposażenie bojowych wozów opancerzonych? Walka naziemna jest znacznie bardziej dynamiczna niż walka powietrzna, oczywiście nie pod względem szybkości poruszania się pojazdów bojowych, ale pod względem nagłego pojawiania się zagrożeń. Sprzyja temu złożone ukształtowanie terenu oraz obecność terenów zielonych, budynków i budowli. A jeśli chcemy zapewnić załogom wysoką świadomość sytuacyjną, to lotnictwo technologie muszą być przystosowane do zastosowania w pojazdach opancerzonych, a powyższy przykład hełmu IronVision izraelskiej firmy Elbit System wyraźnie pokazuje, że ich czas już nadszedł.
Korzystając z systemów do wyświetlania obrazów w kasku, należy wziąć pod uwagę fakt, że dana osoba nie jest sową i nie może obrócić głowy o 180 stopni. Jeśli użyjemy obrazu z czujników umieszczonych w nosie samolotu lub helikoptera, nie jest to tak krytyczne. Jednak zapewniając załodze widok kołowy, konieczne jest rozważenie różnych rozwiązań, które zmniejszają potrzebę skręcania głowy przez członków załogi pod maksymalnym kątem. Na przykład, kompresując obraz do rodzaju panoramy 3D, podczas obracania głowy o 90 stopni rzeczywisty obraz jest obracany o 180 stopni. Inną opcją jest obecność przycisków do szybkiej zmiany kierunku – po naciśnięciu jednego z nich środek obrazu przesuwa się na górną/boczną/tylną półkulę. Zaletą systemów cyfrowego wyjścia obrazu jest to, że można zaimplementować kilka opcji sterowania podglądem, a każdy członek załogi pojazdu opancerzonego będzie mógł wybrać dla siebie najwygodniejszą metodę.
Główną metodą celowania broni w cel powinno być celowanie za pomocą spojrzenia. W tym trybie można zaimplementować kilka algorytmów sterowania - na przykład, gdy cel zostanie wykryty, operator go przechwytuje, po czym wydaje polecenie użycia broni, a następnie DUMV automatycznie zawraca i strzela do celu. W innym scenariuszu DUMV zawraca i śledzi cel, dodatkowo operator wydaje polecenie otwarcia ognia.
Kask czy ekran?
Teoretycznie informacje z kamer zewnętrznych i innych środków rozpoznania mogą być wyświetlane na wielkoformatowych wyświetlaczach w kokpicie wozu bojowego, wówczas naprowadzanie broni zapewnią nahełmowe systemy oznaczania celów (NSC) podobne do stosowanych w kokpity myśliwców Su-27, MiG-29, śmigłowców Ka-50. Jednak korzystanie z takich rozwiązań będzie krokiem wstecz, ponieważ wygoda i jakość wyświetlania informacji na wyświetlaczach wielkoformatowych i tak będzie gorsza niż na wyświetlaczu nahełmowym, a awaria wyświetlaczy wielkoformatowych podczas Bitwa jest bardziej prawdopodobna niż uszkodzenie hełmu, który zniszczy się najprawdopodobniej tylko wraz z głową przewoźnika.
NSC „Sura” myśliwców Su-27, MiG-29 (po lewej i pośrodku) oraz NSC „Obzor-800” śmigłowca Ka-50 (po prawej)
W przypadku wykorzystania ekranów jako zapasowego środka wyświetlania informacji, wskazywanie może odbywać się poprzez wskazanie punktu na powierzchni ekranu dotykowego, czyli działać na zasadzie „wskaż palcem cel”.
Duże ekrany w kokpicie koncepcji izraelskiego czołgu „Carmel”
Sądząc po najnowszych informacjach, takie panele rosyjskiego przemysłu są całkiem zdolne.
Deska rozdzielcza Su-57 z integracją wyświetlaczy wielkoformatowych.
Jak wspomniano wcześniej, w porównaniu z systemami wyświetlania obrazu w kasku, wyświetlanie informacji na ekranach można uznać za mniej obiecujący kierunek rozwoju. Na przykładzie rozwoju tablic przyrządów do samolotów i śmigłowców widać, że ekrany ciekłokrystaliczne przez pewien czas sąsiadowały ze wskaźnikami mechanicznymi. W przyszłości, gdy ludzie przyzwyczaili się do ekranów i przekonali się o ich niezawodności, wskaźniki mechaniczne zaczęto stopniowo wycofywać.
Podobny proces może mieć miejsce w przypadku ekranów w przyszłości. Wraz z rozwojem technologii hełmów z możliwością wyświetlania obrazu, proces ich zakładania jest uproszczony i zautomatyzowany, istnieje możliwość całkowitej rezygnacji z wyświetlaczy w kokpicie sprzętu wojskowego. Zoptymalizuje to ergonomię kokpitu, biorąc pod uwagę zwolnioną przestrzeń. Z punktu widzenia redundantnego wyjścia obrazu łatwiej jest umieścić zapasowy kask w kokpicie i zrobić zapasową linię do jego podłączenia.
Neurointerfejs
Obecnie szybko rozwijają się technologie odczytywania aktywności mózgu. Nie mówimy teraz o czytaniu w myślach, przede wszystkim te technologie są pożądane w medycynie dla osób o ograniczonej sprawności ruchowej. Wczesne eksperymenty polegały na wstawianiu małych elektrod do ludzkiego mózgu, ale później pojawiły się urządzenia, które umieszczano w specjalnym hełmie i pozwalały sterować protezą, a nawet postacią w grze komputerowej.
Neurointerfejsy firmy Neurobotics (po lewej) i koncernu Rostec (po prawej)
Управление robot przez interfejs neuronowy
Potencjalnie takie technologie mogą mieć istotny wpływ na systemy sterowania wozów bojowych. Na przykład, zmieniając odległość do obserwowanego obiektu, osoba intuicyjnie przekierowuje wzrok, bez dodatkowego wysiłku umysłowego lub mięśniowego. W hełmie do obrazowania, technologie wykrywania mózgu mogą być stosowane w połączeniu z technologią śledzenia źrenic, aby natychmiast zmienić powiększenie urządzeń celowniczych zgodnie z intuicyjnymi intuicyjnymi pragnieniami operatora. W przypadku zastosowania szybkich napędów rozpoznawczych operator będzie mógł zmienić pole widzenia tak szybko, jak to możliwe, po prostu rozglądając się dookoła.
Wniosek
kombinacja DUMV z szybkimi napędami naprowadzania a nowoczesne systemy wyświetlania informacji w hełmach załóg pojazdów opancerzonych, z celowaniem broni w mgnieniu oka, pozwolą pojazdom opancerzonym uzyskać wcześniej niedostępną świadomość sytuacyjną i najwyższą szybkość reakcji na zagrożenia.
W kolejnym artykule porozmawiamy o ergonomii stanowisk pracy załóg naziemnego sprzętu bojowego oraz o tym, dlaczego czołg potrzebuje superkomputera.