E-czołg - nowoczesne technologie w czołgach

Czołgi rządziły na polach bitew II wojny światowej. Nadal zresztą silnie przemawiają do wyobraźni wielu osób - stąd olbrzymia popularność stale rozwijanej gry "World of Tanks", w której od niedawna obecne są też chińskie modele. Na pierwszy rzut oka budowa pojazdu nie zmieniła się od tamtego czasu. To wciąż armata w obrotowej wieżyczce, zamontowana na podwoziu gąsienicowym. Jednak pod pancerzem zamiast stalowych pokręteł i przekładni można zobaczyć ekrany ciekłokrystaliczne w odpornych na wstrząsy obudowach. Na monitorach wyświetlane są dane z komputerów pokładowych, sensorów kontrolujących sytuację wokół czołgu oraz informacje pobierane z wojskowego internetu.

Monitorowanie otoczenia czołgu podczas walki do niedawna było sporym wyzwaniem dla załogi, która miała do dyspozycji peryskop, celownik i kilka szczelin obserwacyjnych. Współczesna elektronika zrewolucjonizowała tę czynność. W amerykańskim czołgu Abrams M1A2 dowódca ma do dyspozycji peryskop o kącie widzenia 360° wyposażony w stabilizowany optycznie system obserwacji dziennej i nocnej, pracujący zarówno w świetle widzialnym, jak i w podczerwieni. Nanoszone są na niego informacje o odległości do aktualnie śledzonego obiektu pochodzące z komputera balistycznego. Przy wykrywaniu celów dowódca może liczyć na pomoc oprogramowania, które identyfikuje obce pojazdy. Może ono skanować całą sferę albo tylko wybrany sektor, np. z tyłu czołgu, podczas gdy dowódca obserwuje przednią półsferę.

Osobny zestaw narzędzi obserwacyjnych ma celowniczy. Jego przyrząd, który podobnie jak ekran dowódcy działa równie skutecznie w dzień i w nocy, jest sprzężony z działem i ma węższy kąt widzenia. Jego zaletą jest natomiast możliwość znacznego, nawet 10 razy, powiększenia obrazu. W okularze celownika pojawiają się także informacje m.in. z dalmierza laserowego. Własny peryskop z noktowizorem o kącie widzenia 120° ma także kierowca, co pozwala mu bezpiecznie prowadzić pojazd w nocy. W czołgach wyposażonych w najnowsze zestawy modernizacyjne ulepszony komputerowo obraz może być wyświetlany na ekranach LCD zamontowanych na każdym stanowisku. Nie są więc potrzebne przyrządy optyczne.

Obecnie amerykańskie abramsy otrzymują pakiet modernizacyjny TUSK (Tank Urban Survival Kit), który poprawia możliwości bojowe czołgu w terenie zabudowanym. Obejmuje on wymianę czujników na bardziej precyzyjne, czołg otrzymuje niezwykle czułą głowicę FLIR (Forward Looking Infra Red), do dalekiej obserwacji w podczerwieni, a system dowódcy jest doposażony w celu lepszego wykrywania i śledzenia wielu celów jednocześnie. Dodatkowo ładowniczy, który do tej pory nie miał swojego narzędzia obserwacyjnego, otrzymuje ekran i joystick pozwalający na zdalne sterowanie karabinem maszynowym zamontowanym w zdalnie sterowanej wieżyczce.

W czołgu jest zainstalowany wyspecjalizowany komputer do przeprowadzania kalkulacji balistycznych dla  podstawowej broni czołgu, jaką jest w przypadku współczesnych maszyn 120 mm, gładkolufowa armata. W czasach II wojny światowej załoga musiała robić to za pomocą mechanicznych kalkulatorów. Konsekwencją była konieczność zatrzymania czołgu w celu oddania skutecznego strzału. Współczesne czołgi automatyzują nie tylko obliczenia, ale także proces nastawiania działa, dzięki czemu można strzelać bez przerywania natarcia.

Artykuł pochodzi z miesięcznika "PC Format" - numer 3/2013

Po wskazaniu celu przez załogę komputer mierzy dystans i szybkość przemieszczania się celu za pomocą dalmierza laserowego. Zbiera też inne dane, które wpływają na tor lotu pocisku. Bada siłę wiatru i inne uwarunkowania pogodowe, uwzględnia temperaturę armaty oraz stopień zużycia lufy, pobiera dane o wybranym rodzaju amunicji itp. Na tej podstawie błyskawicznie oblicza odpowiednie kąty podniesienia lufy i obrotu wieży. Następnie aktualizuje obliczenie kilkadziesiąt razy na sekundę, dbając o to, by armata była stale nakierowana na cel, nawet jeśli czołg pędzi po wertepach. W najnowszych czołgach, takich jak amerykański Abrams M1A2, niemiecki Leopard 2 A7+ czy izraelski Merkava 4, odsetek celnych strzałów wynosi 95 proc. Nowoczesne systemy kierowania, np. opracowany przez izraelską firmę Elbit, pozwalają nawet na namierzanie i niszczenie helikopterów szturmowych za pomocą specjalnych pocisków odpalanych przez główne działo.

Czołg na współczesnym polu walki potrzebuje nie tylko dodatkowych czujników do obserwacji otoczenia, ale także wyspecjalizowanych systemów do ochrony czołgu przed atakiem z bliska, w zasadzce, np. terrorystów ręcznych granatników. Najczęściej w tego rodzaju operacjach uczestniczą Izraelczycy, trudno więc się dziwić, że to ich najnowszy czołg, Merkava 4, ma najbardziej zaawansowany system samoobrony na świecie - Trophy, opracowany przez firmę Rafael. Trophy potrafi wykrywać lecący pocisk przeciwpancerny, zarówno prymitywny niekierowany granat RPG-7, jak i zaawansowany pocisk naprowadzany telewizyjnie lub laserowo. Każde zagrożenie jest analizowane, obliczana jest trajektoria wrogiej rakiety, a jeśli okazuje się, że istnieje ryzyko trafienia, wystrzeliwany jest pocisk przechwytujący. Sercem systemu jest radar złożony z czterech anten, kontrolujący przestrzeń wokół czołgu. Wspomaga go czujnik wykrywający oświetlenie czołgu wiązką laserową. System Trophy został już sprawdzony w walce. W marcu 2011 roku skutecznie przechwycił rakietę wystrzeloną do patrolującego czołgu przez ogrodzenie oddzielające Izrael od Strefy Gazy.

Jak przystało na nowoczesny pojazd, współczesny czołg jest wyposażony w nawigację. W komputerze dowódcy jest zestaw map cyfrowych, odpowiednich dla teatru działań wojennych. Są także trójwymiarowe modele terenu, ułatwiające wykorzystanie ukształtowania powierzchni do zaskoczenia przeciwnika na polu walki. Dane o pozycji płyną z zamontowanego na czołgu odbiornika GPS. W razie zakłócenia sygnału lub zniszczenia satelitów w wyniku działań wojennych czołg nie traci orientacji w terenie. Wbudowany system nawigacji inercyjnej, jak np. Honeywell TALIN, dostarcza dane o lokalizacji na podstawie analizy prędkości, kierunku jazdy oraz wysokości nad poziomem morza.

Aplikacja nawigacyjna jest dostępna na ekranie dowódcy. W aktualnej wersji sprzętu elektronicznego zainstalowanej w czołgu Abrams (System Enchancement Package v2) monitory LCD i mapy są już kolorowe, a samą aplikację obsługuje się rysikiem oraz przyciskami ulokowanymi z boku ekranu. Obliczenia są zadaniem procesora Intel Core i7, a cały system działa pod kontrolą wyspecjalizowanej dystrybucji Linuksa. W przygotowywanym obecnie pakiecie modernizacyjnym, przewidzianym do instalacji w połowie dekady, planuje się zastosowanie nowocześniejszego interfejsu, który będzie wzorowany na tabletach. Ekran ma być obsługiwany dotykowo, mają także zniknąć rozwijane menu i okienka dialogowe, w które trudno byłoby trafić palcem. W zakładanej modernizacji Abramsa własny ekran ma otrzymać każdy członek załogi. Podobne trendy widać w najnowszych wersjach innych czołgów. Na przykład w niemieckim Leopardzie 2 A7+ ekrany członków załogi są wielofunkcyjne. Pozwala to ładowniczemu nie tylko na kontrolowanie ze swojego stanowiska zdalnie sterowanego karabinu, ale także na przejęcie roli celowniczego i strzelanie z głównego działa. Ekrany dla każdego członka załogi są także w izraelskiej Merkavie 4.

 Druga część artykułu na następnej stronie

Siła ataku pancernego polega na ścisłej współpracy między wszystkim  wozami zaangażowanymi w walkę. Tylko to umożliwia przeprowadzenie zespołowego manewru, który jest niezbędny do uzyskania przewagi na polu bitwy. Do tego potrzebne jest najskuteczniejsze narzędzie komunikacji - sieć komputerowa. Pojazdy amerykańskie oraz pojazdy koalicji pełniące służbę w Afganistanie mają zainstalowaną aplikację Blue Force Tracker (BFT). Służy ona do automatycznego raportowania własnej pozycji pojazdu oraz odbierania ze sztabu brygady informacji o sytuacji taktycznej: położeniu własnych oddziałów, rozpoznanych lokalizacji zajmowanych przez przeciwnika oraz zagrożeń, takich jak pola minowe czy improwizowane ładunki wybuchowe (IED). Dane są aktualizowane na bieżąco, dzięki czemu informacje z rozpoznania spływające do sztabu są od razu przekazywane walczącym żołnierzom. Informacje spływające z BFT są automatycznie nanoszone na mapę wyświetloną na ekranie dowódcy czołgu. Dzięki temu załoga wie, co dzieje się dookoła: gdzie są pozostałe czołgi batalionu, jak przebiega zaplanowany manewr, które jednostki związane są walką, gdzie czai się przeciwnik. Dzięki temu zyskuje świadomość sytuacyjną, która zwiększa skuteczność w walce lepiej niż nowy rodzaj armaty czy amunicji.

Kluczowe są informacje o przeciwniku. Wyobraźmy sobie, że bezzałogowy Predator odnajduje nacierającą kolumnę wroga. W sztabie brygady informacje błyskawicznie wprowadzone do systemu po chwili wyświetlają się na ekranie dowódcy batalionu czołgów i we wszystkich podległych mu pojazdach. W jednej chwili może on rozkazać rozdzielenie formacji, przepuścić wrogie pojazdy, odtworzyć ugrupowanie na tyłach przeciwnika i zaatakować go tam, gdzie się tego najmniej spodziewają. Co więcej, dzięki BFT może uzyskać wsparcie artylerii i lotnictwa, które dzięki danym z BFT wie,  że na tyłach przeciwnika jest własna formacja i będzie strzelać tak, by nie zniszczyć swoich pojazdów.

Zaletą BFT jest także kanał łączności, który jest zestawiony za pomocą łącza satelitarnego. Uniezależnia to przepływ informacji od łączności radiowej, a więc nie ma ryzyka, że oddział czołgów, który wypuścił się nadmiernie do przodu, zniknie z mapy i zostanie odcięty od informacji. Co więcej, kanał satelitarny umożliwia wymianę komunikatów tekstowych, co usprawnia proces dowodzenia. Podczas drugiej wojny w Zatoce Perskiej (2003), za pomocą kanału łączności w systemie BFT w czasie rzeczywistym swoje działania koordynowały jednostki oddalone od siebie o 400 km. Nie byłoby to możliwe za pomocą standardowej komunikacji radiowej.

Obecnie wprowadzana aktualizacja tego systemu do wersji BFT-JCR (Joint Capabilities Release), która wzięła swoją nazwę z interoperacyjności między siłami lądowymi a piechotą morską, zapewnia dużo wyższą przepustowość łącza satelitarnego. Dzięki temu można już wysyłać długie wiadomości z załącznikami, a także aktualizować informację o sytuacji taktycznej w kilkusekundowych odstępach.

Blue Force Tracker jest usługą udostępnianą w ramach systemu Force XXI Battle Command Brigade and Below (FBCB2) - systemu zarządzania oddziałem wojskowym wielkości brygady lub mniejszym. System tego typu nazywa się Battle Management System (BMS), czyli system zarządzania polem walki. Oprócz zbierania informacji rozpoznawczych, przetwarzania ich w spójny obraz sytuacji i udostępniania walczącym żołnierzom FBCB2 wspiera pracę sztabu brygady, udostępniając dowódcy odpowiednio sformatowane informacje o pozycji oddziałów, tak by mógł w pełni kontrolować wykonanie rozkazów i ewentualne korygowanie manewrów w miarę rozwoju sytuacji na polu bitwy.

Najnowszy numer "PC Format" - 5/2013 - w kioskachSystem odpowiada także za mniej spektakularne aspekty działania wojsk, jak zaopatrzenie, czyli zamawianie żywności, paliwa, amunicji i części zamiennych oraz kontrolę stanów magazynów. Można powiedzieć, że FBCB2 pełni w brygadzie pancernej funkcję taką jak system ERP w nowoczesnym przedsiębiorstwie, czyli wspomaga kluczowe procesy związane z działaniem organizacji.

Aby system, taki jak FBCB2, mógł działać, niezbędna jest odpowiednia infrastruktura związana z przesyłaniem danych. Słowem, musi działać taktyczny internet. O ile połączenie sztabów poszczególnych batalionów ze sztabem brygady jest stosunkowo proste, o tyle stworzenie systemu łączności, który będzie dostępny dla szybko przemieszczających się jednostek pancernych jest nie lada wyzwaniem. Taką rolę w armii amerykańskiej pełni sieć WIN-T (Warfighter Information Network-Tactical), którą można porównać do sieci bezprzewodowej Wi-Fi, tyle że o dużym zasięgu. Oprócz technologii radiowej wykorzystuje ona łącze satelitarne gwarantujące możliwość wymiany danych z oddziałami, które znalazły się poza zasięgiem nadajników lub w terenie, gdzie łączność radiowa jest zakłócona. Sieć WIN-T charakteryzuje się także silnym szyfrowaniem, co umożliwia przesyłanie w niej informacji tajnych. Pod względem szybkości przesyłania danych sieć WIN-T jest zbliżona do sieci komórkowej 3G. Można przez nią prowadzić wideokonferencje, bezpośrednio łączyć się z sensorami, na przykład samolotami bezzałogowymi, które krążą nad polem bitwy, i oglądać w czołgu rejestrowany przez nie obraz.

Sieć WIN-T, jest zainstalowana na ciężarówkach. W przyszłości jej przekaźniki można będzie także zainstalować na samolotach bezzałogowych. Może być szybko dostarczona tam, gdzie toczy się operacja wojskowa. Mieści się w średnim samolocie transportowym C-130 Hercules. Zapewnia brygadzie łączność nie tylko wewnętrzną, ale także możliwość wymiany danych z globalną siecią wojskową USA. Spełnia tym samym funkcje podobne do odbiorników bazowych sieci komórkowej, które łączą smartfony z internetem.

Gdyby nie komputeryzacja i usieciowienie, współczesne czołgi dawno stałyby w muzeum obok swoich starszych braci. Tylko dostęp do aktualizowanej w czasie rzeczywistym informacji o sytuacji taktycznej oraz możliwość skutecznego monitorowania otoczenia pozwalają czołgom znaleźć swoje miejsce w konfliktach asymetrycznych, w których bojownicy ukrywają się wśród ludności cywilnej. Czołg ze swoją siłą ognia i odpornością na wybuchy min pułapek może oddać żołnierzom nieocenione usługi.

Bartłomiej Mrożewski