Продолжаем тему боевых роботизированных машин. В этой статье рассказ о четвёртой подгруппе наиболее значимой программы развития Вооружённых сил США «Боевая система будущего» (Future Combat System - FCS) - «наземные дистанционно управляемые машины» (Unmanned Ground Vehicles - UGV). Сегодня никто не сомневается, что XXI в. будет веком интеллектуальных робототехнических систем. Достаточно взглянуть на производство автомобилей и можно увидеть целые цеха, заполненные роботами, где человек лишь контролирует процесс. Роботы прочно вошли во многие сферы гражданской жизни и всё шире внедряются в сферы военные. Передовые в военном и экономическом отношении страны насыщают свою армию разнообразными роботами, начиная от беспилотных летательных аппаратов (их насчитывается более 800 видов, а количество измеряется тысячами) и заканчивая наземными интеллектуальными подвижными робототехническими устройствами, придавая этому развитию статус национальных программ.

В настоящее время в Ираке и Афганистане задействовано более 6000 наземных роботизированных средств различного назначения. При этом их количество, по словам руководителя департамента интеграции беспилотных и роботизированных систем сухопутных сил полковника Джона Барке, растёт так же быстро, как в своё время росло количество беспилотных летательных аппаратов. В Ираке и Афганистане число роботов увеличилось со 162 в 2004 г. до 5000 в 2007 г. К 2010 г. США рассчитывали сделать беспилотными треть всех боевых авиационных средств, в том числе предназначенных для нанесения ударов в глубине территории противника, а к 2015 г. роботизировать треть всех боевых наземных машин.

Большинство наземных роботизированных машин ранее использовались для разведывательных операций и обнаружения взрывных устройств. Однако уже сейчас завершаются разработки нескольких вариантов вооружённых дистанционно управляемых машин. В перспективе предусматривается создание полностью автономных роботизированных формирований. Это позволит, прежде всего, существенно сократить потери среди личного состава. Кроме того, в определённых видах боя, например в городских условиях, роботы могут стать основным и самым эффективным средством достижения победы.

Как уже отмечалось, в США до недавнего времени наиболее значимой программой развития вооружённых сил на ближайшие десятилетия, вплоть до 2030 г., являлась программа «Боевая система будущего» (Future Combat System — FCS), в рамках которой предусмотрено создание нескольких типов наземных военных роботизированных подвижных средств. В частности, четвёртая подгруппа программы FCS — «наземные дистанционно управляемью машины» — UGV (Unmanned Ground Vehicles — дословно: «безэкипажные наземные машины») ранее предусматривала разработку:
• вооружённых роботизированных машин — Armed Robotic Vehicle (ARV) — разведывательной (Reconnaissance, Surveillance and Target Acquisition — RSTA) и штурмовой (Assault);
• многофункциональных машин поддержки — Multifunctional Utility Logistics and Equipment platform (MULE) — разведывательной, сапёрной и транспортной;
• малогабаритной беспилотной машины — Small Unmanned Ground Vehicle (SUGV).

Тяжёлые вооружённые роботизированные машины ARV
Боевые роботизированные машины ARV должны были создаваться на базе 6-колёсной платформы массой 5-6 т в двух вариантах: ARV-RSTA — для выполнения задач разведки и ARV-Assault — для выполнения огневых задач и обеспечения защиты войск.

Первоначально предполагалось, что штурмовой вариант ARV-Assault будет вооружён 30-мм пушкой во вращающейся башне. Такой робот мог бы использоваться или в качестве передовой боевой машины, или для совместных действий с пехотой там, где применение обычной бронетехники было бы слишком рискованным. Являясь, как и любой другой компонент FCS «передвижным сенсором», он также мог бы использоваться для разведки, передавая данные об обстановке другим машинам или подразделениям.

Второй вариант этого робота — разведывательный (ARV-RSTA). Вместо башни с пушкой на нём предполагалось поместить мачту с датчиками и телекамерами. В его задачу должна была входить разведка и ретрансляция связи между подразделениями.

Ещё до закрытия программы FCS из-за высокой стоимости разработок и отставания от плана работы по этим двум вариантам в рамках программы FCS были приостановлены, но ряд организаций самостоятельно, при поддержке военных ведомств США, ведут дальнейшие работы по созданию роботизированной шестиколесной платформы массой около 6 т.

Разработки тяжёлой боевой безэкипажной машины для «Боевой системы будущего» начались с создания роботизированной машины «Spinner».

Робот Spinner («давильщик»).

В 2001 г. была создана программа по разработке безэкипажной наземной боевой машины UGCV (Unmanned Ground Combat Vehicle). Армия предъявляла к UGCV три основных требования:
• длительность функционирования (способность выполнять 14-дневные задания; возможность пройти без дозаправки 450 км);
• преодоление препятствий (1 м высотой, 2 м глубиной, 35° уклон);
• по грузоподъёмности — более 25% от массы машины.

Реализация программы UGCV осуществлялась командой из четырёх основных участников: Национальным робототехническим инженерным центром (National Robotics Engineering Center— NREC) университета Карнеги Меллон (Carnegie Mellon University) и фирмами Boeing (корпус), Timoney Technology (подвеска), DRS-TEM (гибридный привод) во главе с центром NREC.

Spinner является первой в мире тяжёлой безэкипажной наземной машиной высокой проходимости, разработанной «с нуля». Это высоконадёжная, прочная машина с 6-ю ведущими колёсами и гибридным двигателем, способная преодолевать сложные препятствия местности, быть легко телеуправляемой, выдерживать случайные не сильные столкновения с препятствиями и быстро восстанавливаться для дальнейшего выполнения задания. Spinner имеет преимущества перед машинами с экипажем благодаря «обратимой» конструкции, позволяющей двигаться машине вперёд-назад не разворачиваясь, и даже перевернувшись. Уникальная компоновка позволила разместить большой цельный «плавающий» отсек для полезной нагрузки, позволяющий сохранять положение груза при крене, подъёме или спуске машины с горы. Машина также отличается малозаметностью благодаря низкому профилю и тихой работе гибридного двигателя.

В результате двухлетних интенсивных испытаний Spinner — способность успешно передвигаться по различной местности, при разнообразных боевых сценариях и погодных условиях. Испытания показали, что это жизнеспособный вариант технологий для создания будущих наземных безэкипажных боевых машин. Таким образом была создана инновационная безэкипажная машина, которая объединила высокую проходимость с живучестью и низким расходом топлива. Она способна обеспечить выполнение заданий на больших дальностях в соответствии с требованиями FCS.

Параллельно программе UGCV с 2001 г. шли работы по программе PerceptOR (Perception for Off-Road Robotics — «Восприятие для внедорожных роботов»). Она была создана для разработки системы восприятия и автономной навигации для наземных безэкипажных машин, перемещающихся в сложных внедорожных условиях. В программе участвовали фирмы: Sarnoff Corporation, Boeing и Robotics Engineering Excellence во главе с NREC, разработавших концепцию «Blitz». Согласно этой концепции группе наземных роботов придаётся БЛА — «летающий глаз», который летит впереди них и с помощью лазерного радара — ладара (LADAR — LAser Detection And Ranging) и других датчиков обнаруживает ямы, овраги и другие опасности прежде, чем сенсоры наземных роботов смогут их обнаружить. Испытания, проведённые в 2002 г. в сложных условиях по незапланированным и незапрограммированным маршрутам на территориях четырёх штатов (в лесах Вирджинии, в пустыне Аризоны, в горной местности Калифорнии и в лесистых низменностях Луизианы), были успешно завершены. Команда «беспилотник — безэкипажные машины» продемонстрировала полную интеграцию восприятия в обнаружении препятствий и других опасностей.

На протяжении 2003-2004 гг. шло дальнейшее совершенствование и отработка автономных способностей наземных безэкипажных машин. Улучшения включали увеличение скорости автономного перемещения, расширение способности классифицировать большее разнообразие объектов и поверхностей, способность функционировать при подавлении связи с командным пунктом и GPS.

В 2004 г. была инициирована новая программа DPI — UGCV Perceptor Integration, которая объединила обе программы UGCV и PerceptOR в одну с целью повышения возможностей машины. В рамках программы UPI была разработана новая машина Crusher

Робот Crusher («разрушитель», «давилка»).

Название робота взято из художественного фильма, в котором машина могла двигаться по автомобилям и давить их. Crusher является преемником Spinner и представляет собой следующее поколение этой оригинальной платформы. Crusher обладает большей мобильностью, надёжностью и гибкостью, чем Spinner, и меньшим на 29% весом. Военный робот Crusher, так же как и Spinner, разрабатывается Национальным робототехническим инженерным центром (NREC) университета Карнеги Меллон при финансовой поддержке Управления перспективных разработок и исследований США (DARPA).

Crusher имеет новую конструкцию корпуса, разработанную СТС Technologies. Кузов машины размером 5,1x2,6x1,52м (при клиренсе 0,41м) выполнен из высокопрочных алюминиевых труб и титановых узловых элементов. Амортизированная рама машины сделана из высокопрочной стали, что позволяет Crusher «не обращать внимания» на удары о большие камни и пни. Носовая часть была полностью переделана, чтобы выдерживать удары средней силы от столкновений с небольшими деревьями, а также гасить удары от более крупных столкновений. Для этого в передней части машины имеется стальной бампер, который первым воспринимает удар о препятствие и выдерживает большое число столкновений.

Шасси имеет шестиколесную базу с независимой подвеской. Независимая подвеска с изменяемыми жёсткостью и высотой разработана Timoney Technology. Каждое колесо может независимо перемещаться в вертикальной плоскости,что позволяет преодолевать рвы, траншеи, и продолжать движение, если из строя вышло одно или два колёса, а также делать развороты на 360° на месте. Клиренс машины Crusher может меняться от О до 0,76 м. Переменный клиренс позволяет машине проезжать под низко нависающими деревьями в нижнем положении и переезжать через валуны и другие преграды в верхнем положении. Crusher способен преодолевать ступень высотой 1,22 м, рвы шириной 2 м, подниматься в гору с уклоном 40°.

Силовая установка представляет собой гибридный дизель-электрический двигатель, который обеспечивает практически бесшумную работу. Дизельный двигатель мощностью в 72 л. с. работает как генератор, давая непрерывно 58 кВт энергии и заряжая литиевые аккумуляторы, которые, в свою очередь, приводят в движение электрические двигатели в каждом колесе. Каждый электродвигатель производит 282 л. е., что в сумме даёт значительную мощность — 1692 л. с. Это позволяет машине массой 6,5 т развивать максимальную скорость по пересечённой местности 42 км/ч за 7 с. Полного заряда батарей хватает на движение без подзарядки от 3 до 16 км в зависимости от скорости, веса груза и свойств местности. Максимальная грузоподъёмность робота 3600 кг, что довольно существенно, учитывая его возможное дальнейшее применение в качестве машины поддержки. Во время полевых испытаний машина продемонстрировала высокую прочность и мобильность при движении по пересечённой местности со сложным рельефом. Crusher может дистанционно управляться оператором, находящимся от него в нескольких километрах. Оператор, сидя внутри мобильного поста управления перед экраном компьютера, выполняет почти те же функции, как и при вождении обычного автомобиля, нажимая на педаль газа и вращая руль.

Особое внимание при разработке Crusher было уделено увеличению его автономности и способности самостоятельно, без участия оператора, перемещаться на более высоких скоростях. Для решения этой сложной задачи Crusher был оснащён системой сенсоров, которая изначально разрабатывалась по программе PerceptOR. На Crusher установлены камеры для наблюдения местности, по которой он движется, ладары, датчики уклона машины и другие сенсоры. С помощью четырёх ладаров спереди и по одному с каждого бока Crusher может «видеть», что находится впереди, и определять расстояние до объектов, глубину рвов и наклоны поверхностей, а видеокамеры позволяют видеть перспективу. Комбинация ладара и камер позволит машине динамично реагировать на препятствия и перемещаться по заданным точкам, отстоящим друг от друга более чем на километр. Информация, поступающая по этим двум каналам, сопоставляется для формирования управляющих команд

Машина может автономно, без вмешательства оператора, добраться по пересечённой местности из одной точки в другую, используя GPS или заранее заложенные в память карты. У робота есть программа преодоления препятствий, и он сам прокладывает объездной путь вокруг них. Программное обеспечение позволяет обучаться и применять предварительно полученную информацию к новым препятствиям.

Crusher можно будет использовать в качестве разведчика. Для чего один из вариантов компоновки машины имеет выдвижную телескопическую мачту, на которой крепятся датчики лазерного радара-дальномера и видеокамеры. Также он может быть оснащён лёгкой пушкой или крупнокалиберным пулемётом.

Так как робот очень дорог и пока ещё не совершенен, то в ближайшие годы принятие его на вооружение не предполагается, но он служит макетом для отработки решений по улучшению автономных свойств машины и является прототипом тяжёлых боевых роботизированных машин программы FCS.

В настоящее время на роботе Crusher проводятся исследования по изучению возможностей сопряжения автономного и телеуправляемого движения робота с компонентами «Боевой системы будущего». Исследования проводятся по программе Robotic Vehicle Control Architecture (RVCA) program, в которой отрабатываются и оцениваются возможности автономной навигационной системы ANS (Autonomous Navigation System), аппаратные и программные компоненты комплексной платформы управления транспортным средством, комплексная компьютерная система и другие элементы. В конечном итоге программа RVCA призвана интегрировать процесс управления роботом и обмен данными в общую сетевую среду системы PCS.

Робот APD.

После Crusher, следующим шагом в создании тяжёлой безэкипажной роботизированной машины является разработка «Демонстратора автономной платформы» (Autonomous Platform Demonstrator — APD), который создавался уже в соответствии с требованиями FCS по массе, мобильности, производительности и размерам. Демонстратор APD будет вбирать в себя технологии следующего поколения робототехнических машин, разрабатываемые и испытываемые на нём.

Сейчас масса машины за счёт бронирования возросла до 9,6 т. Длина машины 4,57 м. Она способна преодолевать ступень высотой 1 м. Масса и габариты позволяют транспортировать сразу две машины самолётом С-130. Эта платформа является основной для дальнейшей отработки и развития RVCA-технологий. APD оборудован автономной навигационной системой ANS, которая в сочетании с GPS позволяет ему передвигаться по заданным координатам. Кроме того, он оборудован инерциальным измерительным устройством и совершенными компьютерными алгоритмами, что позволяет ему автономно перемещаться со скоростью до 80 км/ч по пересечённой местности, избегая препятствий на пути. Наиболее серьёзную проблему для конструкторов представляла необходимость обеспечения управляемого заноса на такой скорости. Для удовлетворения этого и других требований были усовершенствованы подвеска, конструкция корпуса, привода, батареи и система охлаждения двигателя. Усовершенствованный образец APD был готов в августе 2009 г. и подвергся всесторонним испытаниям. В июне 2010 г. он проходил испытания на Абердинском полигоне (Aberdeen Proving Ground). В общей сложности к настоящему времени машина прошла уже более 3000 км. Принятие робота на вооружение ожидается в течение 10 лет.

Создание военных наземных роботов не ограничивается только лишь рамками программы Future Combat System. Параллельно создаются и другие типы военных наземных роботизированных платформ, которые в будущем, возможно, найдут своё место в структуре вооружённых сил США.

Роботизированные машины среднего класса
SWISS - Squad Mission Support System — роботизированная система поддержки подразделения. Данная разработка выполнялась в инициативном порядке корпорацией Lockheed Martin. Система позволит сократить время, которое солдаты тратят на управление существующими роботизированными транспортными средствами, и обеспечит самостоятельное перемещение роботов по полю боя. Роботизированная машина SMSS — «автономный солдат» в подразделении — «младший брат» MULE будет использоваться в качестве транспортного средства личного состава (до отделения включительно) или для перевозки грузов, боеприпасов и имущества солдат.

Машина имеет массу 1814 кг, может передвигаться по пересечённой местности со скорость 40 км/ч и перевозить груз весом около 450 кг. Способна преодолевать ступенчатые препятствия высотой 56 см и рвы шириной 70 см. Запас хода — около 160 км по дороге и 80 км по пересечённой местности. Машина имеет четыре режима управления: ручное управление непосредственно с борта машины, телеуправление, автономное передвижение и контролируемую автономию.

Бортовой сканирующий датчик — ладар, даёт трёхмерную картинку местности впереди. Получив информацию от ладара, машина решает, преодолевать ли препятствие самостоятельно или запросить оператора о помощи. Можно использовать машину для экстренной эвакуации с поля боя одновременно двух раненых солдат. Кроме транспортного SMSS, разрабатывается вооружённый разведывательный вариант. Если поставить на машину датчик на выдвижной телескопической платформе, она сможет вести разведку местности, просматривать улицы и заглядывать в здания.

Машина может быть снабжена оружием: обычным или крупнокалиберным пулемётом, гранатомётом Мк-19 или пусковой установкой противотанковых ракет Javelin. Такие роботы станут универсальным средством поддержки для подразделений лёгкой пехоты и спецназа, перемещающихся по полю боя в пешем порядке. Пока что машины управляются оператором дистанционно. В дальнейшем Lockheed Martin планирует создать полностью автоматизированные боевые, разведывательные и патрульные машины, которые смогут без дистанционного управления следовать за солдатами по любой местности, не отставая от них.

По сообщениям зарубежных СМИ американские военные готовят роботы типа MULE и SMSS к отправке в Афганистан для испытаний в условиях, приближённых к боевым.

Робот Gladiator.

Управление морских исследований ВМС США (Office of Naval Research) и агентство передовых оборонных разработок DARPA финансируют в рамках программы TUGV (Tactical Unmanned Ground Vehicle — тактическая наземная беспилотная машина), создание безэкипажной машины Gladiator. Разработку прототипа робота Gladiator вели на конкурсной основе корпорация Lockheed Martin, университет Carnegie Mellon и ряд других фирм.

Gladiator — это разведывательный робот с дистанционным управлением, способный выполнять поисково-разведывательные операции в потенциально опасных районах возможного обстрела, а также химического, бактериологического или радиационного заражения. "Полуавтономность" позволяет ему по заданному алгоритму прибыть в нужную точку и «запомнить» пройденный путь, чтобы потом автоматически восстановить картинку и, не повторяя ошибок (например, не заезжать в преодоленную ранее яму), вернуться на базу. Основное преимущество Gladiator по сравнению с другими беспилотными системами схожего типа — это его броня.

Создатели боевых наземных роботизированных машин сталкиваются с дилеммой: рассматривать ли роботы как «расходный материал», не требующий какой-либо специальной защиты, или защитить их бронёй хотя бы от пуль и осколков. В первом случае робот будет дешевле и манёвренней, но велика вероятность, что он будет остановлен первым выстрелом снайпера или автоматной очередью. Во втором случае выживаемость робота будет выше, но возрастёт цена и масса машины, снизится манёвренность и потребуются более мощнью двигатели. Скорее всего, роботизированные машины обоих направлений найдут свою область применения в зависимости от боевых задач, но доля бронированных роботизированных машин в общей номенклатуре наземных роботов, несомненно, будет увеличиваться. Разработчики Gladiator пошли по второму пути, защитив робота бронёй. Она выдерживает попадания пуль, выпущенных из автомата Калашникова и другого стрелкового оружия калибром до 7,62 мм.

Первый прототип Gladiator был вооружён пулемётом калибра 7,62 мм и имел значительно меньшие размеры, чем последующие варианты. Второй вариант имеет размеры: длина — 1,78 м, ширина — 1,12 м, высота — 1,35 м. Вес, в зависимости от комплектации, составляет от 730 кг до 1000 кг. На машине установлена дистанционно управляемая стабилизированная система SWARM (Stabilised Weapon And Reconnaissance Mount), включающая узел крепления для стрелкового автоматического оружия калибров 5,56, 7,62 и 12,7 мм и прицелы дневного и ночного видения. Кроме того, на роботе размещается установка для метания дымовых гранат, грузовью контейнеры, разведывательное и другое оборудование. На одном из вариантов Gladiator предполагалось установить многоствольную метательную установку, выполненную по технологии «Metal Storm» («Металлический шторм»). Электронная система такой установки позволяет выпустить с очень коротким интервалом несколько боеприпасов, находящихся в стволе. Как заявляют разработчики темп стрельбы установки «Metal Storm» 40-мм гранатами может доходить до 240 тыс. выстрелов в минуту. В арсенале робота также имеются видеокамеры, которые позволяют видеть в темноте и в условиях задымлённости, системы акустического и лазерного обнаружения, GPS, датчики для распознавания химического, бактериологического и радиационного заражения местности

Третий вариант робота Gladiator, разработанный университетом Carnegie Mellon, — шестиколесная полноприводная машина с круговым обзором. Комплектуется разведывательным оборудованием, грузовыми контейнерами и установкой для метания дымовых гранат. Предусмотрено также место для монтажа пулемёта или штурмовой винтовки. Комплектация оборудования зависит от цели боевой задачи, поставленной перед роботом. Масса робота — около 3 т, а габариты должны позволять транспортировать его в военном джипе Humvee.

Движение робота осуществляется с помощью электромоторов, запитываемых от аккумуляторов, которые заряжает дизель-генератор. Для обеспечения бесшумного и скрытного движения Gladiator может двигаться с выключенным дизелем только на одних аккумуляторах. Максимальная скорость робота на асфальте 26 км/ч, по бездорожью — примерно в два раза ниже. Он может пересечь траншею шириной 1 м, а также водную преграду глубиной 70 см. Управление роботом осуществляется оператором с помощью джойстика. Специальный шлем с окуляром, позволяет оператору видеть ситуацию глазами-камерами машины.

В феврале 2005 г, университет Carnegie Mellon выиграл у американского гиганта оборонной промышленности — корпорации Lockheed Martin контракт в 26,4 млн. USD на изготовление шести опытных образцов Gladiator. Если первые машины успешно пройдут все испытания, Министерство обороны CLLIA обещало сделать заказ сразу на две сотни Gladiator. Испытания в боевых условиях планировались в 2009-2010 гг.