美陆军最新动态：研发不爆炸水基锂离子电池、圆满结束自主微型机器人研究项目、3D打印建成混凝土营房、新技术保护无人机免遭袭击……
往期内容：
美陆军最新动态：换装1500发射速的班用机枪、寻求发展软件定义网络、推动垂直起降平台创新发展、以网络游戏助力武器研发……
美陆军最新动态：研发核心通信技术、2021年装备大功率车载激光武器、人-自主交互最新进展、禁用大疆无人机、AI增强电子战能力……
本期目录：
美国陆军研发不会爆炸的水基锂离子电池
IBM 和美国陆军签署价值 1.35 亿美元的云合同
美国陆军圆满结束自主微型机器人研究项目
美陆军医学研究采购活动授予Leidos公司合同以支持“国会指导医学研究计划”
美国陆军与NASA合作采用3D打印建成混凝土营房
美国陆军：无人机防护核心在于确保通信畅通
美国陆军采用新技术以保护无人机免遭袭击
美国陆军研发不会爆炸的水基锂离子电池
锂离子电子一般使用含有锂元素的材料作为电极,通过锂离子在正负电极间的往返嵌入和脱嵌进行充放电,是一种理想的高性能电池。但由于所使用的电解液是可燃、有毒的有机溶媒,因此锂离子电池存在诱发火灾甚至爆炸的危险。今年早些时候,美国海军正式颁布命令,严禁任何使用锂离子电池的电子烟随员上舰。
各大研究机构近年来一直致力于寻找更安全、更稳定的锂离子导电液。据美国科学促进协会网站9月6日报道,美国陆军研究实验室(ARL)与马里兰大学(UMD)组成成的专家团队近日研制成功了一种水-盐混合物,该混合物在作为锂离子电池的导电液时放电能力达到4V,足以供笔记本电脑使用。这也是继去年8月29日东京大学宣布发现常温液态锂盐水合物hydrate melt后,水基锂离子电池技术的又一重大进步。而与前者相比较,hydrate melt的放电能力“仅为”3V。
▲使用新型凝胶聚合物材料包裹的水基锂离子电池
ARL在声明中称,实验结果显示,新型水基锂离子电池的能量密度与传统锂离子电池相差无几,该技术成熟后将为士兵进行大规模换装,替换其便携式智能终端、单兵夜视仪、先进瞄准具等高技术装备中使用的锂离子电池,使其不再担心电池起火或爆炸,即使在战场环境下粗暴操作也不会造成任何严重后果。
ARL电化学与材料学专家徐康(音)博士指出,水-盐混合物的出现颠覆了过去必须使用无水介质溶媒才能制造高性能锂离子电池的固定认知,在效率与安全之间实现了完美的平衡。他认为,这种新型水基锂离子电池未来甚至可能对镍基电池的市场构成挑战。
水基锂离子电池项目由美国能源部先进研究项目局于2015年启动,旨在研发一种能稳定提供3V电压的水系电解质,该项目的最大技术难关在于所谓的“阴极挑战”,因为电池阴极所使用的石墨或锂材料随着电压的提升会出现降解现象。为解决这一难题,马里兰大学材料学专家杨崇银(音)研发出一种新型凝胶聚合物材料,这种材料在高电压下性能稳定,不易降解或熔化,可以覆盖在锂离子电池的阳极和阴极材料表面。
这种类似涂层的疏水材料从电极表面排出水分子,然后在第一次充电时分解并形成一种稳定的间架结构,这种结构非常纤薄,但能将电极与电解液彻底分离开,起到类似隔膜的作用。电极在隔膜的保护之下能够避免产生降解或衰退,从而相应获得更高的能量密度和更好的循环能力。
马里兰大学化学与生物分子工程系教授王春生(音)称,合适的凝胶聚合物材料是水基锂离子电池研发成功的关键,因为同一种材料的疏水性和导电性几乎不可兼得,科研人员进行了大量试验和对比分析,最终的结果令人满意。他认为,这种材料除上述优点外,还在一定程度上强化了水基锂离子电池的安全性,因为与传统电池破损后金属与电解液直接接触可能造成起火或爆炸不同,间架结构的凝胶聚合物材料即使破裂仍会起保护作用,减缓电解液的反应时间。据悉,该材料同样适用于其他使用化学电解液的电池,具有广泛的市场前景。
ARL认为,目前新型水基锂离子电池的放电功率与能量密度均已满足实用需要,部分指标甚至超过现有锂离子电池。他们希望能够进一步增加电池的循环次数,从而大幅降低成本。目前新电池的循环次数为50~100次,未来预计有望超过500次。
徐康指出,水基锂离子电池的放电能力由3V提升至4V是一项巨大的飞跃,为电化学研究开辟了新的领域。尽管仍需进行后续实验及技术完善,但新型锂离子电池有望在5年内投入批量生产。
来源：现代军事（ID:xiandaijunshi），作者：廖南杰
IBM 和美国陆军签署
价值 1.35 亿美元的云合同
IBM和美国陆军已签署了一份为期33个月、价值1.35亿美元的合同，“蓝色巨人”将为负责后勤保障和数据存储的部门提供云服务和IT服务。
美国陆军后勤保障部（LOGSA）和IBM周二公布了该协议，这是双方在2012年签署的一份协议的补充。除了云计算外，这份合同还包括认知计算、物联网、安全和软件开发等方面。
原始合同实际上为LOGSA确立了一项基础设施即服务（IaaS）计划，该部门为它使用的云服务支付费用，这项新协议则将让美国陆军涉足其他方面，比如物联网、软件即服务（SaaS）以及其他基于云的技术。
LOGSA部长约翰·D·金兹利（JohnD. Kuenzli）上校在9月6日发布的声明
（http://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/53088.wss）中写道：“在过去的四年半，LOGSA已得益于云技术的业务和技术优势。现在，我们不仅仅满足于基础设施即服务，还欣然接受平台即服务和软件即服务，并采用商业云功能，以进一步提升军队的战备能力。”
比如说，IBM和美国陆军正在装甲车内使用车载传感器，这些传感器收集约50亿个数据点，这些数据点随后被馈送到Watson物联网服务。然后，该系统分析所有数据，包括结构化数据和非结构化数据，生成可以建议维修计划的预测模型，从而确保这些装甲车不会坏掉。
IBM和美国陆军已经对这套物联网系统进行了概念验证测试，这套系统包括美国陆军的斯特赖克轮式装甲车车队中10%的装甲车。
这份合同还需要扩大力度的计划，内容包括网络安全、认知计算和速度更快的应用程序开发和交付。
美国陆军和IBM向来就有围绕IT服务签署合同的传统。今年早些时候，这个IT巨头签署了一项为期5年、价值6200万美元的协议，为美国陆军的其中一个主要的导弹测试和部署武器库提供私有云服务。
来源：云头条（ID:YunTouTiao）
美国陆军圆满结束
自主微型机器人研究项目
【据dodlive网站2017年9月5日报道】经过军方、工业部门和学术界近10年的协作研究，美国陆军的微型自主系统和技术(MAST)协作技术联盟项目已于8月底结束，并在美国马里兰州8月22-24日Aberdeen Proving试验场进行为期三天的地面和空中微型机器人的展示和演示。研究团队进行了17场现场技术演示，其他宾夕法尼亚大学进行了自组织编队无人机群的演示。MAST项目开始启动时定期五年，后来延长到10年，共有19家机构参与，其中：BAE系统公司与喷气推进实验室合作负责微系统集成、密歇根大学负责微电子、马里兰大学负责微系统力学、宾夕法尼亚大学负责自主作战。项目在新的平台、算法、传感器等方面取得了很多进展，肯定会对未来的士兵作有所帮助。美国陆军近期还宣布下一轮的协作技术联盟项目的重点是分布式协同智能系统和技术(DCIST)。
来源：全球无人机网（ID:uav2015）,作者：理群
美陆军医学研究采购活动授予Leidos公司合同
以支持“国会指导医学研究计划”
8月31日新闻：美国陆军医学研究采购活动授予Leidos公司一项合同，以支持“国会指导医学研究计划（CDMRP）”，为该计划提供科学和行政服务。此项合同价值高达9800万美元。
CDMRP源于国会拨款，旨在发展新的生物医学研究方法，以满足美国国会、军队和公众等利益相关方需求。对于医学研究计划的项目，CDMRP每年管理的拨款逾10亿美元。在过去的25年，Leidos公司已为所有研究应用的程序性审查提供了创新性解决方案支持。
一直以来，Leidos公司致力于解决国防、情报、国土安全、民用和医疗市场问题。根据此次合同，Leidos公司将利用其专业知识，为领导和政府计划管理人员提供科学和行政支持，其中包括建立和管理计划小组，向政府提供可能的研究资助申请。
来源：生物前沿聚焦（ID:Bioforefronts），作者：小旭
美国陆军与NASA合作
采用3D打印建成混凝土营房
美国陆军建筑工程研究实验室（CERL）与NASA合作，成功3D打印建成47.5平方米的混凝土营房。该3D打印营房是为期三年的美国陆军“战地设施自动化建设”(ACES)计划的一部分，该计划目的是采用增材制造技术，就地取材建造半永久建筑。
ACES计划提供了一种在现场用当地材料按需3D打印定制远征作战设施的能力，使陆军能以简单快速的方式建造建筑物和其他基础设施，如涵洞和障碍物等。与以往应急的胶合板建造相比，ACES可以将需要运送的建筑材料减半，更重要的是可以将建筑人力需求降低62％。
采用混凝土3D打印技术，该营房只需以往建造所需混凝土的八分之三即可完成整个建筑过程。ACES还注重研究在水平和垂直两个方向上增强打印出的混凝土强度的方法，以确保营房和其他3D打印结构是坚固、稳定和安全的。
CERL与NASA合作开发ACES技术，使其更加可移动化，NASA为该3D打印营房设计并建造了一个干货配送系统。此外，两个机构还在合作开发一种混凝土3D打印机，预计今年9月交付，NASA也正在积极探索增材制造技术就地建造太空基础设施等太空领域的应用。
来源：国防科技信息网，作者：北方科技信息研究所 王冉
美国陆军：无人机防护核心在于确保通信畅通
无人机与反无人机技术间渐趋白热化的竞赛是近年来军工领域的热点之一,本刊此前曾介绍过驯养猛禽、空射网枪、专用霰弹和电子干扰等多种反无人机手段,但无人机如何保护自身却鲜有报道。据美国媒体8月14日报道,美国陆军正与德事隆公司联合开发一种新的无人机保护技术,这种技术通过向无人机地面控制站增加新的计算机处理能力和网络强化技术,抵御对手的阻塞、干扰甚至网络攻击。
▲RQ-7“影子”无人机
报道称,美国陆军现役的RQ-7“影子”和MQ-1C“灰鹰”无人机都由德事隆公司研制的“通用地面控制站”(UGSC)进行操纵,科研人员正在为其加装用于保护飞行控制系统和视频链路传输系统的性能增强软件,从而使无人机的正常飞行和数据收发能够对对手的电子干扰和网络攻击“免疫”。
UGSC项目主管助理斯科特·齐默曼上尉表示,随着反无人机技术的迅速发展,UGSC的硬件已略显过时,新设计的硬件在重量上大幅降低,能够减轻战术车辆的负荷。同时新硬件与性能增强软件一样,也能在一定程度上强化UGSC的运算能力和抗干扰能力。他还指出,性能增强软件采用了全新的系统架构,方便后续升级。
▲代号“坎大哈野兽”的RQ-170隐身无人机被伊朗完整俘获令美军深感震惊
此次针对UGSC的升级工作是“未来空基能力环境”(FACE)项目的一部分。FACE项目旨在通过重组软件架构和更新硬件设备,为陆军航空资产提供成本更低、效率更高、技术更先进的现代化能力,核心要求是提升全系统族的网络安全性。
齐默曼认为,由于无人机的载荷有限,因此不太可能为其加装自卫武器或反制装置,维持其数据传输通畅就是最好的保护手段。今后一段时间,美军对无人机保护技术的研究仍将聚焦在软件强化和硬件升级两个方面,“毕竟无人机是一种‘零伤亡’平台,只要保证完成目标侦察且网络不被敌方干扰造成迫降和失控,整个任务就是成功的”。美国陆军担心,快速扩散的无人机干扰技术和网络攻击技术比物理性质的反无人机技术更为危险,因为这不但会影响无人机秘密完成任务,还会引发不必要的外交争端。最为重要的是,对手可能切断无人机与地面控制站的联系,对其实施捕获,并对无人机及其先进载荷进行逆向工程,“这种泄密风险难以承受”。
▲坠毁的RQ-1C“灰鹰”无人机，其机体结构仍然完整
美国陆军近期已成功对有人-无人机编队进行了试验,AH-64“阿帕奇”武装直升机和OH-58“基奥瓦”侦察直升机的飞行员可以在座舱中接收附近无人机传回的实时图像,还可对这些无人机的机载传感器进行控制。美国陆军希望该技术能让直升机部队在远离对手防空火力的位置发起攻击,因此反复强调加强无人机的抗干扰能力,避免其数据传输路径暴露,招致针对性打击。换句话说,“抗干扰能力就是无人机最好的自我保护能力”。
根据美国陆军的远期规划,未来仅需1座地面控制站就能够对无人机实现多架、多域、同时控制,德事隆公司正在的研发代号Synturian的综合控制系统就是为上述需求研制的,该项目已经获得了美国陆军的首肯。
来源：现代军事（ID:xiandaijunshi），作者：廖南杰，现代军事稿件
美国陆军采用新技术
以保护无人机免遭袭击
据有关服务人员表示，美国陆军正与德事隆公司(Textron)联合开发一种新的无人机防护技术，旨在通过增强无人机地面控制站的计算机处理能力和网络强化能力,抵御对手的阻塞、干扰、甚至网络攻击。
美国陆军现役的RQ-7“影子”和MQ-1C“灰鹰”无人机，目前均由德事隆公司研制的“通用地面控制站(UGSC)”进行操纵。该公司正在设计一种新的性能增强软件，用于保护飞行控制系统和视频链路传输系统，免受电子干扰和网络攻击。
UGSC的项目主管助理斯科特·齐默曼上尉表示，随着反无人机技术的迅速发展,UGSC的硬件功能退化，新设计的硬件在重量上大幅降低，能够减轻战术车辆的负载。同时，为适应全新的软件架构，新硬件将在一定程度上强化UGSC的运算能力。
齐默曼补充说，目前的升级工作被认为是软硬件的更新换代，针对软硬件退化的问题，陆军将采用一种名为“未来机载能力环境（FACE）”的新兴陆军软件架构。
软件设计的宗旨是：降低成本，在加强网络安全的同时，更有效地适应新技术，同时方便后续升级。
德事隆公司的控制和表面系统副总裁Wayne Prender表示，我们会一直支持这些产品，不断开发新功能、功能集，并构建和生产新的地面控制台（GCSs）。这些半年度升级是陆军战略的一部分，旨在提高目前战斗及未来规划中的无人机地面控制水平。
齐默曼表示，在接下来的一年中，该团队将继续构建软件基础设施，并将其作为软件应用程序运行的框架。
在当今的战斗环境中，保护无人机和无人机的行动越来越重要，因为敌人和潜在的对手正在迅速获取电子干扰和黑客攻击技术，以干扰或削弱美国无人机的作战能力。
近期，美国陆军在阿富汗完成了“有人-无人机编队”的试验。期间，AH-64“阿帕奇”武装直升机和OH-58“基奥瓦”侦察直升机的飞行员在座舱中接收附近无人机传回的实时图像，并对无人机的机载传感器进行控制。据陆军直升机飞行员和采办计划管理员反映，这一技术可以让直升机在更远的范围内更快地获得目标信息，大大加快了任务攻击的速度。
德事隆公司的开发人员表示，“通用地面控制站”和“单系统远程视频终端”是促进此技术发展的两大因素。Prender解释道，地面和机载人员通过控制无人机的传感器，进而控制整架飞机，指导其操作。
根据美国陆军的远期规划，未来仅需1座地面控制站就能够实现多无人机协同控制及多域作战，为了实现这些需求，德事隆公司正致力于研发代号为Synturian的综合控制系统。
来源：国防科技信息网，作者：工业和信息化部电子第一研究所 姚静 颉靖
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