无人机杀手——SMASH系列智能瞄准镜的发展与应用
邓焱嘉 慕容承霖 赵颢翔
近日,乌克兰在俄乌冲突中的无人机攻击行动达到新高潮,上百架乌克兰无人机奔袭800公里,试图打击俄罗斯5个炼油厂。这些能源设施一旦在攻击过程中被损毁,成品油的供应量将会大幅度下降,这将对俄罗斯的经济造成不可估量的影响。之前俄罗斯在乌克兰通过无人机打击装甲车,直升机等高价值目标的方式,正在被乌克兰所复制。如何解决无人机带来的威胁,正成为现代战争中迫在眉睫的问题。
俄罗斯一炼油厂遭乌无人机自杀式袭击
初露锋芒——SMASH系列引人注目
从2023年至今,英国陆军第16空中突击旅开始接收并装备由以色列公司SmartShooter研制的SMASH X4智能瞄准系统。在这些设备的帮助下,它们将提高现有自动步枪的整体准确性和有效性。同时,这些新装备在新场景下的主要任务将是确保对小型无人机的打击。
第16突击旅的一名士兵正使用配备SMASH X4智能瞄准系统的L85A3步枪瞄准一架小型无人机
SmartShooter是火控系统领域的知名创新者,其在巴黎MILIPOL展览会上展示的通过实战验证的SMASH火控系统,是一种尖端的武器火控系统 (FCS)。它配备了机载计算功能,可实现复杂的瞄准解决方案。一旦用户独立或通过检测系统引导识别目标,SMASH就能够锁定目标并跟踪其运动以同步射击,以达成快速准确命中的目的。
2018年,以色列国防军(IDF)作为由SmartShooter研发的智能瞄准镜的第一批使用者,开始列装SMASH系列智能瞄准镜。2020年,出现在叙利亚的美国特种部队也使用了同类型的智能瞄准镜-SMASH 2000。
一名以色列士兵手持配备了SMASH 2000智能瞄准镜的“塔沃尔”步枪。
SMASH系列智能瞄准镜本身的设计与步枪无关,其过去也曾经安装在包括美国M4/M16(或其衍生型号),以色列“塔沃尔”在内的多种步枪上。SmartShooter公司还推出了一个遥控枪架,与配备SMASH智能瞄准镜的步枪配合使用。这个组合可以安放在地面上,也可以安装在车辆上。
2020年,一名美军士兵于叙利亚使用SMASH 2000瞄准悬挂在无人机下方的盒子并进行射击
脱颖而出——智能X4优势显著
2022年至2023年,英国军队陆续购买了225个总价值为460万英镑(约4200万人民币)的SMASH X4智能瞄准镜,单个瞄准镜花费约20000英镑。英国采购的SMASH X4是一种用于辅助轻型武器射击的电子瞄准镜,其目的是提高在任何作战场景下的射击精度。除了瞄准镜本身外,SMASH X4还有一个安装在枪械护木上的遥控按钮,用于操作瞄准镜的示波器。SMASH X4的长度超过200毫米,宽度为90-100毫米(不同配置的瞄准镜宽度略有不同),高度为83毫米。
SMASH X4智能瞄准系统
SMASH X4不同于其早期型号SMASH 2000/3000等,它配备了4x放大倍率的主瞄准镜,而后者均未配备有倍率的瞄准镜。SMASH X4允许作战人员在400m的范围内,在黑暗场景下,对地面的目标进行精确打击,也可保证在250m的范围内对空中目标进行精确打击。
瞄准镜由内置锂电子电池供电,一次充电可工作72小时或供瞄准镜内的计算工具进行3600次拍摄。
类似AR步枪的SMASH X4瞄准具。设备本身和遥控器清晰可见
SmartShooter公司研制SMASH系列瞄准镜的初衷是为了能够提高射手,尤其是身体极度疲劳或面对巨大精神压力的作战人员的射击精度。然而,在后续的测试和使用过程中,使用者发现该系列智能瞄准镜具有作为反无人机工具的潜力。尤其是SMASH X4配备的4X瞄准镜,其能够轻松发现航迹不规律的小型无人机,具有更大的优势。同时,SMASH X4智能瞄准镜还可以帮助射手更加精确地打击地面目标。英国第16空中突击旅官方账号在社交平台上表示:“我们的医务兵和通讯员由于特殊的职责,他们不会像步兵那样拥有很高的射击技术,但是通过SMASH X4智能瞄准镜却获得了前所未有的射击精度。”
SMASH X4智能瞄准镜的视野,左侧方框标示目标,右侧十字线为参考瞄准点
前景广阔——无人机反制大有可为
在现代战场中,无人机已经得到十分广泛的应用。在俄乌冲突中,四轴民用无人机可以向目标投掷小型弹药,而搭载“第一人称主视角(FPV)”的无人机在安装战斗部后,可以直接用撞击方式对目标进行攻击,其在战场上已经摧毁了许多坦克、直升机和装甲车辆,甚至被用来攻击防御工事或者单兵目标。在巴以冲突中,以色列使用“飞行者”(Hermes)无人机执行侦察和监视任务,通过帮助以色列军队了解巴勒斯坦武装的活动和部署情况提供情报支持。无人机在战场上构成的威胁已经相当明确,包括以色列、美国在内的许多国家已经开始重视这一点,并正在推动和加速各种反无人机武器装备的研制。
以色列SmartShooter公司研制的SMASH系列具有良好的性能,不仅提升了单兵的射击精度,而且大大提升了地面部队反制无人机的能力。英国军方测试了SmartShooter的瞄准具,并将其作为控制防空火力的一种手段,现在这些装备正在向战斗部队引入,英国陆军的这种措施值得外国军队效仿。然而,解决无人机带来的威胁,需要的不仅仅是SMASH系列这样的智能瞄准镜。英国第16空中突击旅表示,装备这种瞄准镜只是更广泛的反无人机计划的一部分,此外还包括对“伪装和分散”战术的应用,这是“让无人机更难发现部队和装备的关键”。
反无人机装备展现出广阔的发展前景和研究价值。类似于SMASH系列这样的智能瞄准镜的广泛应用,不仅为全球军队树立了良好的发展方向,同时还推动和加速各种反无人机武器装备的研制。随着武器装备不断升级换代,相应的战略方法也应随之同步推进,以确保部队在应对日益严重的无人机威胁态势下能够保持战斗力和作战优势。
全息瞄准镜技术被美国垄断至今,到底这是一个什么样的技术呢?
在军事上将电子瞄准具定义为三个大类: 反射瞄准镜,全息瞄准镜和激光瞄准镜,在这三种瞄准镜中到底哪种更加适合现代战争的需要呢?其实你看名字也能猜个大概,目前最前沿的技术就是全息瞄准镜,至于反射瞄准镜和激光瞄准镜已逐渐被其所取代,但是这项技术的复杂性也不低,目前也只有美国一家公司可以生产类似的产品,不过最近我国传出已突破全息瞄准镜技术的瓶颈,在近期内既可打破美国的垄断了,今天就让我们理解一下这三种瞄准镜,并重点看一下全息瞄准镜!
反射瞄准镜
“红点”瞄准镜的历史可以追溯到几十年前。 它们最初是为美国体育市场开发的。 然后,美国特种部队开始在民用市场上购买它们,以用于低空突袭,使它们的射击效率提高了几个数量级。
反射瞄准镜最大的好处是将双眼解放,它不需要像一般铁瞄那样,在瞄准的时候必须闭上一只眼睛,然后三点一线的瞄准了。
激光瞄准镜
激光瞄准器仅仅是用于对目标物的一种激光指示器,它需要激光从枪支的激光发射器到目标然后再返回,还要保持对射击者可见。 因此,激光瞄准器的可见性受距离,目标反射率,日光亮度以及雾,雨,雪,灰尘和烟雾等大气条件的影响很大。 并且,如果远距离瞄准的话需要更大功率的激光发射器,最关键的一点,对于狙击手来讲,用激光瞄准器无疑于在找死。
全息瞄准镜
最大的特点就是方便,可以让射手在一瞬间锁定目标并同时看到弹着点,即便在武器后坐或目标快速移动时也能很方便且不间断的把弹着点(即瞄准标志)压住目标。全息瞄具也不妨碍缺口表尺的原有功能,当关掉全息瞄具时,射手可通过机械瞄准方式使用枪械原有的缺口表尺。
全息武器瞄准器或全息衍射瞄准器是一种非放大的瞄准器,它使用可以透过玻璃光学窗口观察在一定距离上重叠的全息图像。全息图内置在窗口中,并由激光二极管照明。
第一代全息瞄准器是由EOTech(当时是ERIM的子公司)在1996年SHOT Show上推出的,由Bushnell(当时是该公司的合作伙伴)以商品名HoloSight进行,最初的目标是民用运动射击和狩猎市场,EOTech目前是世界唯一一家可以生产全息瞄准器的公司。
全息瞄准器主要应用的是全息技术,那么什么是全息技术呢?
全息图
首先我们先来了解一下什么是全息图,全息图是一张记录并重建从三维物体反射回来的光场,这样做可以保留被观测物的深度信息,并保存多个方向上反射回来的光场,如此一来,观者可以通过移动视线方向来改变视角。就好比是声音的记录和播放一样,声波被编码并记录在磁盘上,使用设备对光盘上的信息进行解码,从而重建原始声波,人耳可以听到那些声波。
全息技术
全息技术是利用物体在光上产生的干涉图案作为记录和重现的过程,首先设备先记录下从对象场景反射回来的光场,数据以折射率变化形式记录在透明窗口上,而后经过解码,将激光对准透明窗口上的全息图,在视窗上,记录的光场被重建,人眼可见。
全息瞄准镜的运行方式
全息瞄准器使用激光驱动的全息技术,它构建出目标物的二维或三维图像,通过激光照射全息图进行解码,然后,通过视窗,观察者就可以看到在目标平面上远距离的图像了。
全息瞄准镜的组成
板载计算机控件
其全息瞄准器的核心部件,主要是机载微处理器。
平视显示器
在全息术中,重建的图像所需的所有信息都将记录在平视显示器中的任何位置。这类似于战斗机飞行员用于目标捕获的技术,即使在雨,雪,黑暗或云层遮盖力不佳的情况下,它也可以创建目标的准确图像。
该种平视显示器可以执行两眼睁开的瞄准方式,这样可以消除盲点和隧道视觉,并最大化外围视觉。
耐用的组件设计
瞄准器属于易损制品,因此其耐用性的设计必须考虑进去,特别是光学腔、电子组件、平视显示器等精密部分更是重点防护对象,因为只要任何一个部位出现一点点的磨损或者偏差,那么瞄准的效果将会差之千里。
另外还包括抗反射涂层、夜视兼容装置等。
全息技术的历史
说到了全息技术,就不得不说一下它的历史,从1950年代到1990年代的一系列发现和发明导致了当今的全息瞄准器技术的产生。1950年代后期,密歇根州环境研究所(ERIM)的研究人员发明了合成雷达(SAR)。合成雷达的出现极大地改进了成像雷达,因为它可以在黑暗或多云的条件下检测目标。当时ERIM研究人员意识到SAR的物理原理与Dennis Gabor在1950年代发表的全息理论相同。而开展此项工作的Gabor凭借该项发现获得了1971年诺贝尔物理学奖。
在1960年代初期,发明了氦氖气体激光器。这是将全息理论付诸实践所需的稳定的光源。两名研究人员Emmett N. Leith和Juris Upatnieks使用激光和SAR技术原理重建了三维物体的波形,从而产生了全息图。
到70年代后期,根据与美国空军和美国陆军签订的合同,研究人员开发了用于直升机武装直升机和高射炮弹的全息瞄准器的概念。不过,当时的原型机体积太大,无法在小型武器平台上使用。而且部件成本太高,无法进行生产。
在80年代初期,先进战斗机的全息平视显示器(HUD)得以完善并成功部署。这些HUD是非常高质量的反射全息图。战斗机飞行员将其有效地用于目标获取和武器系统验证。
在1990年,高科技生产方法和材料的可用性和成本发生了变化,由于生产技术的发展和制造成本的降低,紧凑型固态可见激光二极管的大量生产实现可能,这就为评估商业生产紧凑型全息枪瞄准器的可能性带来了机会。
1995年,ERIM创建了子公司EOTech,以评估全息瞄准技术的商业潜力。EOTech成功地将系统转化为紧凑,坚固耐用,可用于小型武器的设备。1996年1月,EOTech将第一代全息瞄准器引入了商业市场。并且在2000年1月,该公司向消费者市场发布了第二代HoloSight。
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