独家:美国为反恐研发新训练系统 训练虚拟勇士

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导读:今天美国和盟国军队反恐战争中的敌人是有史以来适应力最强的非对称性对手。军事模拟和训练解决方案和技术从没有像今天这样这么重要,尤其是对战场上的和即将部署的士兵而言,重要性更加突出。现在技术公司正迅速发展模拟和训练技术开发适用于真实世界、各种形势和人的行为的高精确度的创新系统。 今天的任务演练系统将高性能计算机、网络、运动跟踪和嵌入式组件等技术用于多种用途:军事准备、本土安全、第一出动人员、帮助作战人员和情报部门总结过去的经验、开发试验和优化防务和灾难计划应用的技术工具。 城市战训练 迄今为止

今天美国和盟国军队反恐战争中的敌人是有史以来适应力最强的非对称性对手。军事模拟和训练解决方案和技术从没有像今天这样这么重要,尤其是对战场上的和即将部署的士兵而言,重要性更加突出。现在技术公司正迅速发展模拟和训练技术开发适用于真实世界、各种形势和人的行为的高精确度的创新系统。

今天的任务演练系统将高性能计算机、网络、运动跟踪和嵌入式组件等技术用于多种用途:军事准备、本土安全、第一出动人员、帮助作战人员和情报部门总结过去的经验、开发试验和优化防务和灾难计划应用的技术工具。

城市战训练

迄今为止美国国防部建造的最大的建模和仿真环境正在帮助美国军队应对城市战的挑战并准备作战,这些环境挑战包括简易爆炸装置、 通信信号中断、高温、风沙和烟雾。

作为国防部高性能计算机现代化计划的一部分,这个超级计算机模拟环境不仅使用最新的计算机建模技术,而且利用了美国军队的城市战知识以提供现实的城市战场景和环境。它包括虚拟的巴格达,有100名国防部雇员和200万居民、汽车和按比例和具体位置建造的建筑物。它还采用了物理、逻辑和行为模式增强效果帮助军事计划人员。事实上,这是国防部首次将军事、政治、经济、社会和其他人为的因素应用于建模和仿真系统。

国防部正在利用这个仿真环境为“城市决心2015”实验演习做准备,这是一系列实验活动,它们将重新定义城市背景下军队如何作战以及国防部如何采购技术和训练人员。“城市决心”方案经过约18个月的开发,耗费2、2亿美元,将用虚拟环境训练士兵。

在“2015 城市决心”演习中每个国防部雇员和承包商都属于三个小队之一:蓝色小队为盟军部队,红色小队为敌军部队,绿色小队为伊拉克安全部队和平民。小组成员分散在全国19个网络站点。如,蓝色小队的部队驻在肯塔基的Fort Knox,和佐治亚州的贝宁堡,红色小队部队驻扎在弗吉尼亚的贝沃堡,绿色小队位于在圣迭哥的空间和海上作战系统司令部。每个远地都参加模拟,然后被集合到实时的联邦指挥与控制环境中。联合部队司令部演习作战室作为模拟指挥中心。

美国国家地理空间情报局的一位代表说,两台基于Linux系统得超级计算机——一台在航空学系统中心,另一台在Maui市高性能计算机中心——模拟巴格达的每一幢建筑,包括实际的大小和位置。

“城市决心”除了对即将部署的士兵进行城市战形势和战术训练之外,还要确定城市战技术、计划和战备方面的不足之处。并且根据陆军预算计划中的能力武装部队,如用射频识别标签跟踪作战人员和供给。国防部利用城市决心演习来决定所给预算是否够用。

训练虚拟勇士

与城市决心很像的是,来自佛罗里达Raydon 公司的虚拟勇士互动(VWI)训练机帮助步兵士兵在虚拟的战场进行训练并与仿真的车队、坦克、装甲车和直升机进行互动。高保真的训练机能提供360度的仿真视野并复制与美军部署地形

美国InterSense公司的InertiaCube3 (IC3)无线动作跟踪传感器也为现实的任务演练提供帮助,它能在VWI中跟踪头部和武器的移动。传感器直接安装在武器上能实现真实的移动和精确的武器瞄准。系统中的景象和武器都很逼真,一种InterSense武器接口提供火力选择、安全并且能按动模式增强真实性、精确武器跟踪和对负训练的防护。

InterSense训练系统可靠的跟踪技术能帮助完成任务、提供精确的虚拟世界训练可以减少真实世界战斗的伤亡。

飞行员准备

毫无疑问,基于设施和桌面的仿真和训练系统给野外的军事人员和作战人员带来极大的好处,但他们需要更灵活和可携带的工具来掌握新技能或机动战术。

嵌入式训练解决方案能使人员熟悉技能,学习实时的和任何虚拟场景的新战术。Cubic公司的防务应用部门正在开发一种军事训练和仿真解决方案能直接嵌入到军用飞机。

洛克希德马丁公司航空工程公司的主管们已经将5、03亿美元的开发合同授予了现实战斗系统、任务支持服务系统和防务电子设备的制造商Cubic防务应用公司,根据该合同,Cubic公司的工程师将设计一种最新版的嵌入式空中战斗训练系统,并将它集成到F-35 战斗机内。

机载训练装置将安装在所有的F-35战斗机上,使军事人员能在任何虚拟的时间和地点学习和掌握战斗技能。F-35战斗机将替代美国、英国、澳大利亚、加拿大、丹麦、意大利、荷兰、挪威和土耳其等国现役的几种飞机。

Cubic公司的工程技术人员将根据该公司基于pod的P5战斗系统/战术作战训练系统技术向部队交付5款原型系统。嵌入式解决方案包括机载装置、地面站计划、和任务后汇报软件。Cubic公司的单一战斗飞行人员显示系统软件,也是F-35战斗训练系统的一部分,将安装在在洛克希德马丁公司Offboard任务子系统中。一款加密的可输出的数据链路将首次设计到Cubic公司的空中作战训练系统中。

Cubic公司将和其合作伙伴DRS技术公司和FAAC公司一道设计F-35 新型内部子系统,该系统将以为海军和陆战队F/A-18战斗机和AV-8B作战飞机开发的P5内部子系统为基础。FAAC公司的工程人员将帮助Cubic公司开发F-35的武器仿真系统部分。

在空中作战中领先

多年来头盔显示器为接受美国陆军 飞行学校XXI (FSXXI)计划训练的学生飞行员和额定的飞行员带来了很大益处。FSXXI位于阿拉斯加Rucker堡的美国陆军航空作战中心的航空作战人员模拟中心。今年,该计划的可重构集体训练装置(RCTD)增加了新技术,L-3公司通信链路模拟和训练部对先进头盔显示系统进行了升级。

L-3 公司的先进头盔显示系统能提供飞行员360度的窗外视野和系统象征,也将给飞行学校XXI可重构集体训练装置带来好处。这一显示技术将改善视觉分辨率,提高图像质量和更大的透射率,使飞行人员更真实地看到他们座舱周围的仪器设备。

头盔显示系统在支持美国陆军作战中心实施的大规模仿真航空训练演习中证明了它的效用。这些演习是根据部队准备部署的伊拉克和阿富汗的具体地区的视觉地理数据实施的。

L-3公司的先进头盔显示系统集成到FSXXI的RCTD系统中首次表明这一拟真视觉显示器已经成为军事训练和仿真计划的一部分。L-3公司已经交付了11套RCTD系统,进行重新装配后能够支持UH-60A/L、 CH-47D、 OH-58D、 AH-64A和AH-64D 直升机的模拟训练。下个月,L-3公司还将向FSXXI学校提供37套模拟器和训练装置。

操作无人机(UAV)

模拟和训练应用中的另一个领先的系统是L-3 公司的链路模拟和训练分部的工程人员交付的主要训练解决方案 ,这是为位于俄亥俄州的 Wright-Patterson空军基地的空军航空系统中心的无人机的操作员提供的。

空军人员授予L-3 Link公司730万元的合同制造7套捕食者”无人机任务飞行员训练系统(PMATS)生产装置和3套任务前简报和任务后汇报系统。这项合同使Link公司PMATS项目的总资金额达到1、06亿美元。

PMATS系统能使飞行员和传感器操作员进行初步鉴定、任务鉴定、任务延续和任务演练模拟训练。飞行员使用这种装置能够在各种战场环境中同时操作几架捕食者无人机。

PMATS系统能提供高保真的捕食者MQ-1飞机的模型,该飞机是美国空军的武装侦察和封锁无人机。PMATS系统还能提供仿真的合成环境,有当日的时间、风、恶劣天气和热效应。此外,提供还支持详细的城市环境模拟和新型的MQ-9捕食者无人机。

根据这一合同开发的MQ-1飞行人员训练系统将交付给位于内华达州Creech空军基地的空中作战司令部11侦察中队正规训练分队。它可以用于空军分布式任务行动模拟演习。

帮助决策者进行灾难计划

单一训练和仿真系统尽管适合飞行员和无人机操作员,但并非对所有防御和本土防御以及安全人员适用。如印地安纳州的国民警卫队官员就寻求能够解决其焦点问题的训练工具。这就是说他们需要能够提高危机管理技能的解决方案,能与其他军事部门、文职和非盈利机构的伙伴进行有效的互动。实际上,他们是在寻求一种人性化的高科技软件和硬件解决方案。

一家小型的训练系统和工具专业制造商Aptima公司,提供了一种桌面训练项目叫做Red Cape(危机行动计划和执行),它利用现成的商业PC部件和硬件。它是一种基于CD 的多媒体训练系统。

它是由陆军研究所提供资金研制的。该系统旨在帮助陆军和国民警卫队官员准备15个不同的应对本土安全和包括地震和脏弹袭击、监狱暴动在内的自然灾难的预案。

系统设计模拟

作战人员和高级决策者不只是今天模拟解决方案的唯一受益者,极重要的幕后的系统设计人员、系统集成人员和工程师已经开始利用模拟训练装置测试使命攸关的部件。

洛克希德马丁公司的工程师正将InterSense公司的IS-900动作跟踪系统综合到首批工程模拟器中以测试与F-35战斗机相关的部件和程序。精确的用于系统设计和测试的工程模拟器是极其重要的,因为F-35飞机不仅将在美国空军、海军、陆战队服役,而且还将在英国海军和空军服役。

专门为F-35定制的InterSense IS-900系统,包括嵌入F-35飞机座舱罩的超音速发射机,将安装在洛克希德公司位于伍斯堡的工程模拟器上。另外,一款改进的IS-900 MiniTrax头盔跟踪器、头盔动作传感器将与F-35头盔显示系统相连,为飞行员提供计算机生成的环境座舱外无障碍视野。

基于传感器的解决方案还能产生与飞行员头部动作同步的模拟图像,营造高逼真的环境。因此预计InterSense’s IS-900系统不仅能增强操作员和飞行员的训练,而且还能帮助工程师在设计过程中评估飞行员行为,加速系统设计和开发进程,使系统更精确。

让作战人员受益

不仅是工程人员对用于前线的测试系统感兴趣,作战人员其实也一样。罗马尼亚陆军正在研究和开发未来战士系统,已经采用ExpeditionDI Un-Tethered系统和可穿戴虚拟训练平台等系统。

ExpeditionDI 是商业产品,为开放式结构,能与许多演习和常规模拟训练软件和合成环境兼容。它包括Quantum3D可穿戴TVC,带有Quantum3D无线控制器的训练武器、装载背心,电缆组装设备、热交换电池、Quantum3D HMD头盔、多位置传感器等装置。

为罗马尼亚陆军采购的这种ExpeditionDI系统将改进士兵的训练效果,同时还能帮助部队在新的训练和作战系统装备前对其进行评估。

建造更好的舰船

在美国海军学院接受训练的军官还利用工程分析和模拟软件对设备设计进行测试。学院的课程涉及很多不同类型的舰艇、船只和舰载、水上或水下装置,课程要求对船身、稳定性、结构、布局、可生存性、机动性和适航性等方面进行分析和模拟。美国Noran工程公司((NEi) 开发了NEi Nastran Finite Element Analysis (FEA)软件帮助学员进行装置分析和模拟。

NEi公司的Nastran系统在海军系统享有盛誉,为海军承包商提供了许多专业的能力,如对舰船部件(水雷、鱼雷、深水炸弹、导弹爆炸)进行冲击过载模拟试验。

未来高保真训练环境将是更多基于演习的训练、更多分布式训练,科技公司必须着眼未来为作战人员提供这些仿真与训练系统。


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