Niemiecki żołnierz przyszłości wchodzi w kolejną generację [ANALIZA]

Celem wprowadzenia nowoczesnych systemów tzw. żołnierza przyszłości jest przede wszystkim podniesienie możliwości realizacji stawianych przed piechotą zadań (w tym z uwzględnieniem zupełnie nowych wymagań czy specyfiki przyszłego pola walki) oraz podniesienie efektywności jej działania, w tym poprzez poprawę fizycznego i psychicznego komfortu dla pojedynczego żołnierza, pododdziału i oddziału. Ważne jest również uzyskanie zwiększonej świadomości sytuacyjnej, podniesienie szybkości przesyłu danych czy wypracowania efektywnych decyzji związanych z realizacją nakazanych misji.

Ale nowe możliwości w zakresie automatyzacji systemów wymiany informacji, coraz szersze stosowanie elementów sztucznej inteligencji i systemów samouczących się, robotów, sieci 5G itp. wymaga też zupełnie innego podejścia do takiego sprzętu i ciągłego jego doskonalenia.

Rozwiązania systemowe

Według Niemców (i nie tylko) przyszła wojna jest coraz częściej traktowana jako konflikt nie mający granic czasowo-przestrzennych. Środowisko działań operacyjnych będzie złożonym i zintegrowanym zbiorem konfrontacji z podmiotami państwowymi i niepaństwowymi  obejmującym zadania poniżej progu konfliktu zbrojnego i w nim bezpośrednio występujące. Do tych pierwszych zaliczamy m.in. terroryzm, przymus i celowe wykorzystanie narzędzi ekonomicznych. Z kolei sama wojna stanie się rozgrywką technologii i zupełnie nowych form inicjatywy taktyczno-operacyjnej. W obu tych domenach nie zabraknie zagrożeń związanych z cyberatakiem lub w  działaniami w tzw. widmie elektromagnetycznym.

Wiele czołowych armii świata stawia zatem na przygotowanie wysokiej gotowości sił ekspedycyjnych/szybkiego reagowania, nasyconych odpowiednim wyposażeniem i mających zdolności do efektywnego/elastycznego wykonywania szeregu stawianych przed nimi zadań na niższym poziomie samodzielnie (samowystarczalnie/autonomiczne) lub przy nieznacznym wsparciu z zewnątrz. Oczywiście takie siły również zachowują zdolności do prowadzenia operacji na dużą skalę (poziom wyższy) w ramach własnych lub sojuszniczych operacji. Dlatego w tych armiach by sprostać tym rosnącym wymaganiom wprowadza się nowe uzbrojenie i systemy zadaniowe m.in. dla żołnierzy.

Od kilku już lat rozwijane są systemy żołnierza przyszłości jak np. holenderski VOSS (Verbeterd Operationeel Soldaat Systeem), francuski Felina czy wspomniany już niemiecki IdZ-ES. Systemy te są ciągle modernizowane tak, by w większym stopniu uodpornić je na coraz skuteczniejsze formy WRE, cyberatak lub zagrożenia w widmie elektromagnetycznym. Nie tylko zatem przechodzą one modyfikacje, ale również są dostosowywane do nowego środowiska operacyjnego oraz integrowane z nowszymi technologiami. Przy czym ważnym aspektem pozostaje też poprawa interoperacyjności, a także często nawiązanie współpracy międzynarodowej, podczas której korzyści skali i korzyści operacyjne można osiągnąć w szybszy i zarazem ekonomiczniejszy sposób.

Również Unia Europejska identyfikuje, jako jeden z potencjalnych obszarów współpracy modernizację Systemów Żołnierza, które zapewniają podstawę indywidualnej ochrony oraz skuteczność w wykonywaniu zadań przy prowadzeniu różnych rodzajów operacji w ciągu najbliższej dekady. W tym wypadku podkreśla się, że systemy takie powinny być budowane w oparciu o wspólną architekturę i z wykorzystaniem najnowszych rozwiązań technologicznych. Powiązane działania R&T to sztuczna inteligencja, cyberobrona, nowe technologie czujników, nowe materiały i energooszczędne systemy napędowe, a także bezzałogowe systemy/robotyka.

Nowe wyzwania

Zasadniczym celem wprowadzania systemów żołnierza przyszłości pozostaje, jak to już podkreślono zapewnienie zwiększonej świadomości sytuacyjnej, szybkości transmisji danych, podniesienie poziomu bezpieczeństwa czy efektywności w prowadzeniu ognia dla ludzi i pododdziałów.

Wyzwaniem do rozwiązania jest stosunek wielkości, wagi i mocy energetycznej systemu, nie mówiąc oczywiście o jego jak najniższych kosztach pozyskania i eksploatacji. Zbyt duża masa może zmniejszyć skuteczność dziania żołnierza, a zbyt rozbudowana struktura technologii ochronnych, ogniowych i świadomości sytuacyjnej może powodować obciążenie poznawcze, prowadzące do postępującej degradacji zdolności decyzyjnych samego operatora.

Optymalny wybór konfiguracji w dużym stopniu zależy od przewidywanych taktycznych zasad wykorzystania, procedur i scenariuszy prowadzonych działań a także dostępnych rozwiązań technologicznych. Wobec powyższego dziś odchodzi się od ciągłego dodawania nowych elementów do wyposażenia na rzecz przyjęcia tzw. koncepcji „żołnierza” jako system. To wojsko integruje te elementy, które są mu przydatne a przemysł je po prostu buduje i dostarcza.

Narzędzia służące do zobrazowania i przekazywania danych powinny być intuicyjne w wykorzystaniu, a nowatorskie materiały użyte w sprzęcie ochronnym zapewniać wysokie właściwości w rożnym środowisku działania nie ograniczając mobilności samych żołnierzy oraz nie powinny przyczyniać się do ich szybszego zmęczenia.

Ważne pozostaje unikanie opóźnień zobrazowania czy fuzja czujników oraz poprawna analiza informacji. Ciekawym trendem jest integracja czujników fizjologicznych, biochemicznych i monitorujących środowisko do informowania o stanie samego żołnierza czy otoczenia, w którym on przebywa. To zapewnia np. odpowiednią świadomość medyczną, czy ostrzeganie o zagrożeniach związanych z użyciem broni ABC. A ten ostatni element może pozwolić na lepszą rotację wojsk lub zapobiec rozprzestrzenianiu się zagrożenia od tych rodzajów broni.

Prawdopodobnie najtrudniejszą kwestią pozostaje stworzenie odpowiedniej architektury, która może przesyłać, magazynować i analizować dane na poziomach wyższych szczebli dowodzenia, gdzie zebrane informacje mogą zapewnić na podejmowanie taktyczno-operacyjnych decyzji. Pozycjonowanie i zdolność do wykonywania manewru to kolejny ważny aspekt. Inwestycje w znalezienie alternatywnych opcji dla GPS, przeciwdziałanie różnym formom zakłócania komunikacji i cyberatakom to obszar ciągłych badań.

Technologie wzmacniające żołnierza a w szczególności egzoszkielety, mogą również pomóc w zarządzanie obciążeniem i wzmocnieniem zapewnianej ochrony. Lżejsze baterie i lepsze magazynowanie energii (w tym poprzez zmniejszenie poboru mocy) oraz powszechna miniaturyzacja to priorytety w ramach prowadzonych prac badawczych.

Czas pracy akumulatora jest kluczową zmienną wpływającą na ciężar, który musi być przenoszony przez żołnierza, zanim możliwe będzie uzupełnienie zapasów. wpływa to na planowanie i realizację parametrów wykonywanej misji. Dziś do magazynowania energii wykorzystuje się klasyczne, ale zmodyfikowane technologie baterii oraz alternatywne źródła jak ogniwa paliwowe, technologie krzemowo-anodowe, energię kinetyczną, a nawet baterie zasilane radioizotopami. Trzeba też wspomnieć, że w ostatnim czasie coraz częściej są  przyjmowane do wykorzystania scentralizowane źródła zasilania do poszczególnych urządzeń elektronicznych.

Na koniec warto zaznaczyć jeszcze inne często zapomniane wyzwanie, jakie staje przed poszczególnymi armiami. Chodzi mianowicie o zaoptrzenie w niezbędną amunicję, żywność i inne potrzebne dla żołnierzy materiały. Działania niezależnie i często samodzielnie mogą bowiem mieć bezpośredni wpływ na obciążenie ludzi, chyba że system zaopatrzenia jest wystarczająco niezawodny. Potęguje ten problem konieczność operowania w ekstremalnych warunkach środowiskowych lub w odosobnieniu od sił własnych. Poprawy tego stanu należy szukać ponownie w zmniejszaniu przenoszonej masy i zapewnieniu zwiększonej mocy. Proponuje się zatem stosowanie żywności o mniejszej zawartości wody czy wsparcie żołnierzy przez roboty (transportujące, zasilające i pełniące rolę systemów obserwacyjno-rozpoznawczych).

IdZ-ES (Infanterist der Zukunft-Erweitertes System)

System żołnierza przyszłości armii niemieckiej znany jako IdZ-ES lub oferowany przez producenta, koncern Rheinmetall jako Gladius jest sukcesywnie zamawiany dla Bundeswehry. Pierwszej generacji zestawy (30 sztuk - każdy obejmował wyposażenie dla 10 osobowej drużyny) trafiły na wyposażenie w marcu 2013 roku. Na jego bazie powstał Argus przeznaczony dla armii kanadyjskiej (program ISSP) i pozyskany przez jedno z państw afrykańskich.

IdZ-ES był już testowany m.in. w Afganistanie, a kolejne wersje oprócz mniejszych rozmiarów charakteryzowały się nowszymi systemami wymiany danych o zredukowanej masie (z ok. 4.5 kg do 3.9 kg). Niemiecki system żołnierza przyszłości obejmuje m.in. podsystemy wskaźnika laserowego na broni, zobrazowania dziennego i nocnego, zarządzania i komunikacji, ochrony ABC i balistycznej. Podobnie jak w przypadku innych systemów i tu najważniejszy jest podsystem pozycjonowania i wymiany danych.

Ten pierwszy pozwala określić położenie żołnierza oraz całego pododdziału, a także zapewnia takie informacje, jak lokalizację pól minowych (które zostały wpierw wykryte przez inne systemy zadaniowe), położenie potencjalnych celów, wojsk własnych (sojuszniczych) i przeciwnika. Kompleks umożliwia wymianę informacji pomiędzy współpracującym ze sobą personelem wojskowym (w tym pozostającym na różnych poziomy zarządzania walką) w skali czasu zbliżonej do rzeczywistej.

Centralne sterowanie i interakcję uzyskujemy dzięki małemu tabletowi z ekranem dotykowym (średnica ok. 25 cm) i możliwością rozbudowy o informacje kartograficzne czy inne. To dzięki niemu i możliwości korzystania z wbudowanego moduł GPS, żołnierz może określić własne położenie, pododdziału czy wyznaczyć bezpieczną trasę przemarszu. Komputer wysyła informacje o aktualnym miejscu pobytu żołnierza i oddziału, dane wywiadowcze, materiały fotograficzne i wideo lub inne informacje operacyjne.

Znaczną poprawą jest wyposażenie kompleksu w cyfrowe radiostacje typu MR300 o zasięgu działania do 10 km. Modułowe radiostacje rodziny MR są przeznaczone do transmisji danych w pasmach VHF i UHF. Wykorzystują 4-stanową modulację FSK zapewniającą maksymalną szybkość przesyłu ponad 21 Kb/s oraz standardowe porty RS232 (zamiast dwóch można zastosować port RS422 lub RS485). Konfigurację można rozszerzyć o interfejs Ethernet, a także o moduł z analogowym i cyfrowym wejściem/wyjściem. Moduł radiowego nadajnika-odbiornika danych może być skonfigurowany na losową częstotliwość nadajnika i odbiornika w zakresie częstotliwości 3.2 MHz w rastrze kanałów 25 kHz.

Wyjściowe i wejściowe częstotliwości robocze są wzajemnie niezależne i pochodzą z częstotliwości czterech systemów zawieszonych w fazie zaprogramowanych przez mikroprocesor nadajnika-odbiornika. Ustawienia kanałów są przechowywane w pamięci EEPROM transceivera oraz w module pamięci FLASH modemu, którego procesor komunikacyjny steruje pracą mikroprocesora transceivera. Moc nadajnika radiomodemu ustawiana jest cyfrowo w szesnastu krokach od 0,1 do 5 W. W przypadku wysokowydajnych radiomodemów typu P (tylko pasmo 160 MHz) również w szesnastu krokach, ale do 25 W. Z kolei sam system dowodzenia i wymiany danych jest również rozwiązaniem modułowym o otwartej architekturze, pozwalającej na integrację z wybranymi sensorami lub systemami komunikacji. Może on współpracować z radiostacjami przenośnymi i ma trzy zasadnicze warianty użytkowe – lekki, podstawowy i zaawansowany.

Ten pierwszy tworzą tylko radiostacja i zestaw słuchawkowy, drugi i trzeci przeznaczony jest dla dowódcy drużyny i plutonów a wyposażono je w komercyjne 5 i 7 calowe wyświetlacze taktyczne z BMS oraz dodatkowe radio. System zasilania zapewniają przenośne akumulatorki z opcją w postaci użycia baterii słonecznych. System zobrazowania stanowi połączenie gogli noktowizyjnych TM-NVG z goglami ARC-4 zapewniającymi projekcje map. Rozwijany na jego bazie Argus wyposażono w radiostację 7800S zintegrowaną z przenośnym komputerem w postaci 3.7 calowego 9Land Soldier Spad i zmodyfikowanym oprogramowaniem.

Osobnym systemem jest oprogramowanie SitaWare zapewniające zwiększony zakres przekazywanych informacji taktycznych (m.in. takich jak śledzenia FFT z czasem odnowy informacji pomiędzy 30 a 90 sekund w zależności od wielkości obszaru odtwarzania). System ten może być zintegrowany z oddzielnym systemem komunikacji dając możliwości klasy C3 – hC2suite. Oprogramowanie IdZ-ES bazuje na systemie INIOCHOS i pozwala na integrację z BMS FüInfoSysH oraz integrację z nano BSP Black Hornet i systemem lokalizacji dźwiękowej ASLS-S.

System dowodzenia wojsk lądowych – FüInfoSysH oraz mobilny systemu komunikacji taktycznej – MoTaKo mają zapewnić znaczne zwiększenie szybkości i pojemności przesyłu informacji na wszystkich poziomach dowodzenia (od pojedynczego pojazdu do związku taktycznego), integrację istniejących systemów (np. artyleryjskich i rozpoznawczych) czy ochronę przekazywanych danych (w tym wobec cyberataku). Rozproszony FüInfoSysH używający DBMS pozwala też na przekazywanie obrazu, transfer informacji i rozkazów. M.in. wykorzystuje radiostacje HF/VHF, terminale satelitarne, GSM, TETRAPOL lub ISDN. Program MoTaKo gdy przebrnie przez ciągle napotykane problemy rozwojowe to będzie zostanie użyty na wszystkich szczeblach dowodzenia taktycznego. Ma wykorzystywać radiostacje UHF/VHF/HF, terminale SatCom On-the-Move, urządzenia komunikacji utajnionej, sieci komórkowe i mobilne węzły komunikacyjne zintegrowane w zamkniętą sieć w oparciu o protokoły IP.

Nowa generacja niemieckiego żołnierza przyszłości

W marcu 2021 roku Bundeswehra przyznała koncernowi Rheinmetall kontrakt na badania i ocenę potencjalnych modyfikacji eksplorowanych już wersji IdZ-ES (Infanterist der ZukunftErweitertes System) tak by opracować tzw. III generację tego systemu. Generalnym wykonawcą projektu jest Rheinmetall Electronics, a liczne firmy uczestniczą w projekcie jako podwykonawcy. Koncepcja firmy wiodącej zaprezentowana już armii pozwala na weryfikację potencjalnych zagrożeń związanych z wdrożeniem, kosztów produkcji i eksploatacji oraz stopnia dojrzałości systemu (szczególnie, że Bundeswehra chce go użytkować na aktualnych lub przyszłych misjach zagranicznych).

Same prace nad III generacją mają planowo zakończyć się do 30 maja 2022 roku. Pośredni raport z prac ma być złożony 22 listopada tego roku. W trakcie realizacji kontraktu zostaną wykonane próbki testowe i próbne. Same prace badawcze obejmują siedem pakietów roboczych, które razem składają się na kompletny system IdZ-ES, tj. system podstawowy i tzw. peryferia. Zaliczamy do nich funkcje dowódcze, kierowania, przekazywania danych oraz inne zakresu C4I (przenośne wyświetlacze czy źródła zasilania), które między innymi badane są pod kątem planowanej zgodności z programem DLBO (digitalizacji operacji lądowych). Ważnym elementem pozostaje przetestowanie umundurowania (w tym specjalnego), osłon balistycznych, osobistych środków ochrony przed bronią ABC, optyki i optoelektroniki.

Odrębną kwestią jest sprawdzenie poprawności współpracy najnowszego IdZ-ES z wozami bojowymi czy stopnia efektywności wymiany danych z pozostałymi systemami walki. Powstać mają dwa zasadnicze systemy tj. plutonowe systemy IdZ-ES 68 oraz system Panzergrenadier. Ten ostatni łączy IdZ-ES VJTF ze zmodyfikowanym bwp SpZ Puma. Był testowany w lutym na poligonie Bergen. Osiągnął więc gotowość do działania i wejdzie na stan pododdziałów wchodzących w skład Połączonych Sił Zadaniowych Bardzo Wysokiej Gotowości VJTF 2023 w ramach NATO.

Kłopoty z bronią

Z dostawami IdZ-BS/ES związana jest też modyfikacja karabinków G36 do standardu G36A3, ale docelowo ma być wprowadzony nowy wzór (program System Sturmgewehr Bundeswehr). W przeciwieństwie do wielu krajów (jak chociażby Wielkiej Brytanii i Francji) Niemcy zachowały zdolności do projektowania, rozwoju i produkcji broni strzeleckiej. I to na tyle duże, że ich poszczególne modele broni cieszą się sporym zainteresowaniem na świecie. Po ogłoszonych problemach z 5.56 mm karabinkiem G36 (przyjętym do eksploatacji w 1995 roku) podjęto dość kontrowersyjną decyzję o jego zastąpieniu.

Dostawy wybranego modelu miały rozpocząć się w 2020 a zakończyć w 2026 roku. Wyboru dokonać miano spośród modeli - HK433 (później zaoferowano również HK416), RS- 556 (oparty na broni Steyr STM-556), MK556 (opracowany na podstawie CR223), a nawet kilku modeli opartych na platformie AR Schmeisser. Ostatecznie 15 września 2020 roku ogłoszono, że wybór karabinka MK556, który w ilości 120 tys. sztuk miał być dostarczony dla Bundeswehry. Ale firma HK zarzuciła naruszenie patentów przez zwycięskiego Haenela. To zrodziło ponowny pat w realizacji programu wymiany G36, choć z drugiej strony może okazać się, że armia dzięki temu jednak zdecyduje się nie na kaliber 5.56 a na nowy – 6.8 mm, który został już zaakceptowany przez U.S. Army.

Nieodzownym elementem wyposażenia niemieckiego żołnierza staje się również modułowa wyrzutnia Enfoncer posiadającą zdolność do obezwładniania/niszczenia celów (siły żywej – działanie airburst, nieopancerzonych i lekko opancerzonych pojazdów, stanowisk ogniowych czy schronów itp.) w dzień i w nocy podczas różnych warunkach atmosferycznych. Działa w systemie lock-on before launch (LOBL) i fire-and-forget. Wprowadzany jest też nowy 7.62 mm km MG5A2 a następcą 12.7 mm wkm M2 został nowy model MG9 a 7.62 mm karabiny wyborowe G22 są modernizowane do standardu G22A2 (nowy chwyt, celownik i kolba).

Wozy bojowe przeznaczone do współpracy

W skład IdZ-ES wchodzi komputer służący do kierowania, dowodzenia i łączności (IC4U), który zapewnia wymianę informacji pomiędzy poszczególnymi żołnierzami i wykorzystywanymi przez nich pojazdami pojazdami. Armia niemiecka odebrała 350 Pum z których 342 to bwp. Kolejne planowane zamówienie ma objąć 210 sztuk. Pierwsza istniejących maszyn Puma już jest zmodernizowana, a modernizację kolejnych zamówiono w czerwcu br. (154 w ramach zamówienia podstawowego i 143 w ramach opcji, której realizacja pozwoli na praktycznie pełne wyposażenie w te BWP, poza wozami przeznaczonymi do szkolenia kierowców). Zmodyfikowany bwp Puma doposażono w wyrzutnie ppk MELLS (Spike LR2), podniesiono w nim świadomość sytuacyjną załogi i przewożonego desantu oraz zmodyfikowano architekturę C4I. Te ostanie zmiany dokonano m.in. poprzez wprowadzenie nowej optoelektroniki dla kierowcy czy systemu obserwacji dookólnej (widzenie przez pancerz).

Z kolei bwp Marder to wóz, który jest nieprzerwanie eksploatowany i modernizowany (wersje A1 do A5) od chwili wprowadzenia go do eksploatacji w 1975 roku. Najnowsze programy dotyczą wymiany ppk MILAN na nowy MELLS, powiększenia moc silnika z 600 do 750 KM, wprowadzenia III generacji optoelektroniki dla kierowcy, dowódcy i działonowego. Kołowy transporter FUCHS również przeszedł kilka modernizacji od 1986 roku kiedy po raz pierwszy trafił do wybranych jednostek. W najnowszym wariancie A8 wprowadzono poprawę zapewnianej osłony przeciwminowej oraz kilka innych modyfikacji.

A nowszy Boxer początkowo dostarczany w wersji A0 zmodyfikowano (doposażono) do wersji A1 (dodatkowe dopancerzenie i urządzenia zakłócające zapalniki CG12). Kolejnych 131 pojazdów pozyskano w wariancie A2 (realizacja dostawy do 2023 roku) a posiadane już transportery przejdą kolejną modernizację do tego standardu. W ramach całego programu zamontowany zostanie na wszystkich KTO nowy system łączności satelitarnej, zmodyfikowany system dowodzenia i kontroli (m.in. system komunikacji SOTAS-IP od Thalesa) oraz na wybranych już transporterach dodatkowy ZSMU. Wszystkie otrzymają system komunikacji z urządzeniami radiowymi SVFuA.

Podsumowanie

Niemcy w zakresie swojego systemu żołnierza przyszłości postawili na połączenie konwencjonalnych wyzwań wynikających z potrzeb obecnego i przyszłego pola walki (działań ofensywnych i defensywnych w kilku domenach - lądowej, powietrznej, morskiej, ale także cyberprzestrzeni) z nowymi technologiami oraz zapewnieniem działania w zróżnicowanym środowisku operacyjnym. Najnowsza architektura IdZ-ES wynika z rozwoju samych jego zdolności i stopniowego, ale intensywnego dodawania nowych możliwości w już dostępnych architekturach eksploatowanych przez żołnierzy. Priorytety tego programu wskazują również na uzyskanie zdolności w wielu obszarach podwójnego zastosowania, otwierając swoje możliwości na rynek cywilny.

Zarówno w przeszłości jak i obecnie Niemcy skupiają się na realizacji prac badawczo-rozwojowych zmierzających do opracowania nowoczesnych rozwiązań sprzętu radioelektronicznego zintegrowanego z pozostałym wyposażeniem przenoszonym przez pojedynczego żołnierz oraz tym używanym w całym pododdziale. Ponadto dąży się by wprowadzane urządzenia komunikacyjne mogły współdziałać z rozbudowanym systemem wymiany i analizy danych całej armii oraz tym używanym przez sojuszników.

Niemcy doskonale zdają sobie sprawę, że nawet najnowocześniejszy czołg, haubica, bwp czy inny pojazd bojowy jest obecnie tylko elementem olbrzymiej struktury i sam właściwie niewiele może we współczesnym starciu zdziałać. Dlatego zadbano o silną integrację poszczególnych systemów czy bezpieczne środki wymiany i analizy danych. Celem obecnych działań jest dalsze „przyśpieszenie” i zapewnienie bezpieczeństwa temu procesowi. Kolejne wyzwania to szersze wprowadzenie sztucznej inteligencji dla wsparcia procesu decyzyjnego czy robotów odciążających żołnierzy w walce oraz systemu ich zaopatrzenia.