Cilj je programa Carmel dokazati da su već dostupne tehnologije koje će u skoroj budućnosti omogućiti projektiranje borbenih vozila sa znatno višim stupnjem automatizacije borbenog djelovanja. Težište razvoja na dokazivanju je mogućnosti umreženog djelovanja svakog pojedinačnog vozila unutar složene zapovjedne mreže, pri čemu se koordinacija borbenih djelovanja mora odvijati u realnom vremenu…

Najbolji suvremeni tenkovi, u svrhu adekvatnog povećanja oklopne zaštite u odnosu na protuoklopne vođene projektile, odavno su premašili masu od 60 tona. Daljnje povećanje razine zaštite vozila i posade stoga više nije moguće tek pukim dodavanjem oklopa jer bi to rezultiralo znatnim smanjenjem taktičke i strateške pokretljivosti. Jedna je opcija razvoj aktivnih sustava obrane od protuoklopnih vođenih i nevođenih projektila, a druga je znatna promjena koncepcije tenka, koja bi onda dovela i do smanjenja dimenzija i mase.

Prvi pokušaj takve promjene koncepcije koji je doveden do faze pokretanja serijske proizvodnje i uvođenja u operativnu uporabu ruski je tenk T-14 Armata. Zapravo je riječ o svojevrsnom međukoraku, jer su kod Armate sva tri člana posade smještena jedan kraj drugog u prednjem dijelu vozila. Zbog toga je ugrađena besposadna kupola s automatskim punjačem topa. Na taj je način povećana sigurnost posade, no ukupna veličina i masa tenka nije bitno smanjena u odnosu na T-90 (oba tenka imaju masu od 48 tona). Koncepcijski gledano, Armata je zanimljiva i ukazuje na mogući daljnji smjer razvoja tenkova, no tek će borbena uporaba otkriti koliko je i učinkovita. U svakom slučaju, potencijalni će kupci pričekati još neko vrijeme prije no što se odluče za prve narudžbe, a u mogućnosti Armate uvjerit će se kroz njezinu uporabu u postrojbama ruske vojske.

Ideja gradnje oklopnog vozila s kupolom bez posade nije nova. Od osamdesetih godina do danas puno je zemalja počelo razvijati takve kupole. No, malo je borbenih vozila naoružano besposadnim kupolama s tenkovskim topom. Jedna je od kupola Stryker M1128 Mobile Gun System (MGS), s topom M68A1E4 kalibra 105 mm. Top je smješten u besposadnoj kupoli Low Profile Turret (LPT) zajedno s automatskim punjačem, dok se posada nalazi unutar oklopnog tijela vozila. Iako automatski punjač omogućuje brzinu paljbe od deset granata u minuti, kapacitet mu je samo 18 granata. Osnovna je namjena Strykera MGS pružanje paljbene potpore pješaštvu te uništavanje ciljeva kao što su bunkeri i oklopna vozila.

Za potrebe borbenih vozila na gusjenicama i kotačima mnoge su tvrtke, pa tako i izraelske, razvile besposadne kupole koje su u pravilu naoružane automatskim topovima do kalibra 30 mm i protuoklopnim vođenim projektilima. Međutim, takve kupole i dalje imaju dvočlanu posadu (zapovjednik i ciljač). Jedina je razlika u odnosu na kupole s posadom to što je posada smještena u sigurnosti oklopnog tijela. Druga je prednost što besposadne kupole mogu biti znatno manje, kompaktnije i stoga lakše od kupola s posadom. Motrenje i ciljanje vrši se preko elektrooptičkih motrilačkih sustava smještenih u kupoli. Iako besposadne kupole imaju znatne prednosti u odnosu na kupole s posadom, one u osnovi i dalje zahtijevaju dva člana posade. Tijekom borbenog djelovanja način njihove uporabe ne razlikuje se bitno od načina uporabe kupola s posadom, tj. zadaće posade u osnovi su jednake.

Program Carmel

Izraelski program Carmel nije tek puki razvoj još jedne kupole bez posade ili novog borbenog oklopnog vozila. Riječ je o demonstratoru tehnologija koji će se u skoroj budućnosti ugrađivati u znatno naprednija borbena vozila.

Službeno, poticaj za pokretanje programa Carmel došao je 2014., kad su izraelska borbena vozila imala probleme s borbenim djelovanjem u urbanom okruženju Gaze. Osim što su se tenkovi Merkava III i IV mase veće od 60 tona teško probijali kroz uske ulice, još je veći problem bilo otkrivanje i uništavanje ciljeva. Iako izraelska vojska koristi najsuvremenije sustave za nadzor bojišta, pokazalo se da je proces njihove klasifikacije te prenošenja podataka do tenkovskih posada bio predug da bi se uočeni ciljevi mogli učinkovito neutralizirati. U urbanom okruženju s uskim ulicama napadačima je, ovisno o vrsti oružja koje koriste, za djelovanje dovoljno tek nekoliko desetaka sekundi. Posade tekova i oklopnih vozila često nisu imale dovoljno vremena za okretanje kupole u smjeru napada, koji bi u međuvremenu i završio. Nakon pomnog proučavanja iskustava zaključeno je da je jedini učinkovit odgovor uporaba najsuvremenijih tehnologija umjetne inteligencije, ne samo u procesu prikupljanja i obrade podataka nego i u upravljanju borbenim vozilima. Tako je (prema službenim tvrdnjama Ministarstva obrane), pokrenut projekt Carmel. Ugovor za razvoj demonstratora tehnologija dobile su tri tvrtke: Elbit Systems, Rafael Advanced Defense Systems i Israel Aerospace Industries (IAI).

Cilj je programa Carmel dokazati da su već dostupne tehnologije koje će u skoroj budućnosti omogućiti projektiranje borbenih vozila sa znatno višim stupnjem automatizacije borbenog djelovanja. Težište razvoja na dokazivanju je mogućnosti umreženog djelovanja svakog pojedinačnog vozila unutar složene zapovjedne mreže koja bi obuhvatila druga vozila određene postrojbe, ali i ostale snage uključene u operacije, pri čemu se koordinacija borbenih djelovanja mora odvijati u realnom vremenu.

Još od sedamdesetih godina postoje tenkovski sustavi za upravljanje paljbom opremljeni balističkim računalima koji su znatno povećali preciznost paljbe. Zbog toga najsuvremeniji tenkovi, ali i druga oklopna borbena vozila opremljena kupolama s topovima, nemaju probleme s uništavanjem čak ni pokretnih ciljeva dok su i sami u pokretu. Oružani sukobi s kraja XX. i početka XXI. stoljeća pokazali su da glavni problem nije uništavanje cilja, nego kako dostatno brzo posadi prenijeti podatke o njegovoj poziciji. U tenkove su stoga počeli ugrađivati navigacijske sustave (uglavnom GPS) te dvosmjerne sustave za digitalni prijenos podataka. Oni su istodobno omogućavali da nadređena zapovjedništva u svakom trenutku znaju pozicije tenkova na bojištu, kao i slanje pozicija otkrivenih ciljeva tenkovskim posadama. Takva se taktička slika bojišta prikazivala na posebnom zaslonu zapovjednika tenka. Ostvaren je time znatan napredak jer su zapovjednici tenkova imali jasniju sliku borbenih operacija te su mogli lakše koordinirati borbena djelovanja unutar postrojbe. Međutim, takav sustav prijenosa podataka nije bio izravno povezan sa sustavom za upravljanje tenkovskom paljbom. Zapovjednik je morao sam vizualno otkriti cilj i usmjeriti ciljača prema njemu te tako gubiti dragocjeno vrijeme. Često bi zapovjednici vidjeli cilj na zaslonu, ali nisu ga mogli sami uočiti. Osim toga, rani sustavi za prijenos podataka nisu mogli samostalno određivati tko će neutralizirati koji cilj, nego je to i dalje bilo prepušteno zapovjednicima, tj. ljudskom faktoru. Stoga se često događalo da nekoliko tenkova, ili tenk i topništvo, ili tenk i jurišni helikopter, istodobno pokušava neutralizirati jedan cilj dok su ostali bili “nepokriveni”.

Zbog toga je idući korak u razvoju zapovjedno-nadzornih sustava (Command, Control, Communications, Computers, and Intelligence – C4I), s automatiziranim sustavom prikupljanja podataka sa što više izvidničkih platformi, njihova obrada u realnom vremenu (s pomoću različitih oblika umjetne inteligencije), te automatizirano koordinirano djelovanje svim uključenim snagama (po mogućnosti sa što manjim uplitanjem ljudskog faktora). U borbenim uvjetima to znači da se cilj otkriven s pomoću izvidničke bespilotne letjelice klasificira ne samo po položaju nego i po razini prijetnje. Ako računalni program zaključi da je riječ o prioritetnom cilju, odabrat će borbeno sredstvo (tenk, topništvo, jurišni helikopter ili nešto drugo), koje je u najboljoj poziciji za njegovu neutralizaciju. Nakon toga, podaci o poziciji cilja šalju se izravno u sustav za usmjeravanje paljbe odabranog borbenog sredstva, koje će automatski zauzeti parametre za paljbu. U slučaju posade tenka, zapovjednik ili ciljač još samo moraju stisnuti tipku za opaljenje, čime se vrijeme reakcije smanjuje na najmanju moguću mjeru. Osim toga, znatno se smanjuje i opasnost od “prijateljske paljbe”.

Jedan od takvih sustava razvila je izraelska tvrtka Rafael. Njezin FIRE WEAVER omogućuje ne samo potpuno umreženje svih postrojbi uključenih u borbena djelovanja nego i svih senzora. Automatskom obradom tako prikupljenih podataka ostvaruje se potpuna taktička slika bojišta u realnom vremenu te znatno povećavaju borbene mogućnosti postrojbi koje su njim opremljene. Mogućnosti C4I sustava kao što je FIRE WEAVER znatno su veće od onog što mogu iskoristiti suvremeni tenkovi i borbena vozila pješaštva. Ministarstvo obrane Izraela stoga je pokrenulo program Carmel kako bi dokazalo uporabljivost novih sustava u borbenim oklopnim vozilima skore budućnosti.

Budući da se obrada taktičkih podataka obavlja unutar C4I sustava, jedna je od osnovnih značajki demonstratora tehnologija unutar programa Carmel dvočlana posada. Članovi sjede jedan kraj drugog u sigurnosti oklopnog tijela. Tijekom borbenog djelovanja nemaju potrebu za izravnim motrenjem okoliša, nego se njegova slika, zajedno sa svim relevantnim podacima o položajima vlastitih snaga i otkrivenim protivničkim položajima, projicira na zaslonima. Tvrtka Elbit otišla je i korak dalje pa je oba člana posade opremila sustavom IronVision Helmet Mounted Display – kacigom s vizirom na koji se projicira slika (slično najsuvremenijim kacigama višenamjenskih borbenih aviona i helikoptera). Taj je sustav već odabran za ugradnju na tenkove Merkava IV Barak (“barak”, munja) koji će u operativnu uporabu ulaziti od 2021. godine. Kao opcija za ugradnju spominje se i teški oklopni transporter Namer i oklopno vozilo na kotačima Eitan.

Postojanje programa Carmel javnosti je otkriveno 4. kolovoza 2019., kad su prvi put prikazana i sva tri demonstratora tehnologija. Iako je riječ tek o vozilima namijenjenim testiranju novih tehnologija, vidjelo se da tvrtke nisu jednako pristupile projektu.

Prijedlog tvrtke Elbit Systems

Na prvi se pogled čini da su Elbitovi stručnjaci uložili najveći napor kako bi predstavili vozilo po značajkama već sad nalik na pravo borbeno vozilo. Budući da je riječ o demonstratoru tehnologija, kao osnova uzet je oklopni transporter M113 kojem je dodan pasivni oklop. Ugrađena je znatno poboljšana besposadna kupola UT30, a kako bi se povećala zaštita postavljen je i aktivni sustav obrane od protuoklopnih projektila Iron Fist. Nije poznato jesu li radari i elektrooptički sustavi Iron Fista uključeni u nadzorni sustav vozila ili tek služe za obranu. Za prijenos podataka ugrađen je TORC²H Command & Control sustav koji koristi izraelska vojska. Prijenos podataka obavlja se digitalnim radiouređajima E-LynX. Vozilo je opremljeno i izvidničkom bespilotnom letjelicom, čija je osnovna značajka vertikalno polijetanje i slijetanje. Autonomija joj je do 75 minuta, a dolet do deset kilometara. Iz vozila se može izravno upravljati borbenom bespilotnom letjelicom Pioneer tvrtke IAI. Kako je riječ o relativno staroj izvidničkoj bespilotnoj letjelici, sasvim je sigurno da u tom slučaju služi tek kao demonstrator mogućnosti nadzora izravno iz vozila, dok bi “pravo” borbeno vozilo koristilo znatno napredniju borbenu bespilotnu letjelicu. Pravi je napredak učinjen unutar vozila, gdje su ugrađena snažna računala s umjetnom inteligencijom koja na sebe mogu preuzeti znatan dio obveza upravljanja vozilom i borbenih djelovanja. To omogućuje da samo dva člana posade upravljaju vozilom i u najsloženijim borbenim uvjetima.

Elbit je na ovogodišnjem izdanju AUSA-e (2019 Annual Meeting & Exposition of the Association of the United States Army), prikazao FFVD (Future Fighting Vehicle Demonstrator), koje je u osnovi vozilo programa Carmel, ali prilagođeno američkim potrebama i uvjetima djelovanja.

Prijedlog tvrtke Rafael

Rafael Advanced Defense Systems prikazao je vozilo koje je koncepcijski iznimno nalik na Elbitovo (također ima besposadnu kupolu), no s nešto drukčijim pristupom. S obzirom na osnovne zahtjeve programa Carmel, i Rafaelovo vozilo ima brojne senzore te moćne sustave za prijenos podataka i računala za njihovu obradu. Rafaelovi su stručnjaci zaključili i da bi borbeno vozilo budućnosti trebalo imati smanjen radarski odraz. Stoga su na osnovno tijelo transportera M113 postavili dodatni oklop koji, osim što povećava razinu zaštite, smanjuje radarski potpis vozila. Na taj je način prilagođen i oklop kupole s topom od 30 milimetara.

Vozilo je opremljeno sustavom LIDAR (Light Detection and Ranging). Riječ je o laserskom radaru koji može davati iznimno preciznu sliku okoliša i u uvjetima slabe vidljivosti. Usto, LIDAR osigurava digitalne podatke o konfiguraciji terena i objektima na njemu koje onda koristi autonomni sustav upravljanja vozilom (nalik na autopilot). Rafaelovi su stručnjaci otišli korak dalje i u vozilo ugradili mogućnosti autonomnog borbenog djelovanja. To znači da dvočlana posada može u borbenim uvjetima odluku o upravljanju vozilom te naoružanjem prepustiti računalima opremljenim, prema izraelskim izvorima, umjetnom inteligencijom. Pritom bi zadaća posade bila tek unaprijed odrediti poziciju do koje vozilo mora doći te nadzirati rad sustava. Autonomni sustav za upravljanje vožnjom i paljbom naoružanja pritom će odrediti optimalnu rutu vožnje (koju u svakom trenutku može promijeniti ovisno o situaciji na bojištu) i autonomno selektirati te napadati otkrivene ciljeve sukladno razini prioriteta (procijenjenoj razini opasnosti za vozilo). Pritom se sve aktivnosti koordiniraju s drugim snagama na bojištu. Dvočlana posada sve najvažnije podatke (protivnički položaji, položaji vlastitih snaga, potencijalne opasnosti kao što su mine i slično), dobiva preko pet velikih ekrana osjetljivih na dodir. Oba člana posade imaju dvije upravljačke palice slične upravljačkim palicama na avionima, kojima mogu upravljati vožnjom. Posada odabire prioritetne ciljeve preko zaslona, jednostavnim dodirom njihove ikone. Rafael tvrdi da će biti moguće istodobno napadati nekoliko ciljeva.

Prijedlog tvrtke Israel Aerospace Industries

IAI-jev prijedlog izradila je njegova tvrtka ELTA Systems, specijalizirana za razvoj sustava kao što su radari, sustavi za elektroničko djelovanje, sustavi veza i slično. Ne čudi stoga što je od svih triju demonstratora tehnologija njihov CARMEL Ground Combat Vehicle (GCV) najmanje nalik na “pravo” borbeno vozilo. Umjesto da su ga opremili velikom kupolom s topom kalibra 25 ili 30 mm, dobio je tek daljinski upravljanu paljbenu stanicu sa strojnicom kalibra 7,62 mm. Projektanti se nisu puno zamarali ni preuređenjem vozila pa se već na prvi pogled vidi da je posrijedi transporter M-113.

No, zato je opremljen velikim brojem elektroničkih sustava. Tvrtka IAI ELTA jedina je objavila djelomičan popis ugrađenih sustava. Čini ga: Advance Sight ELI-3312 sustav za automatsko otkrivanje ciljeva; StormGuard ELM-2135 radarski sustav za automatsko otkrivanje ciljeva; Othello ELO-5220 optički sustav za otkrivanje i klasifikaciju ciljeva; WindGuard ELM-2133 radarski sustav optimiziran za otkrivanje protuoklopnih vođenih projektila (sastavni je dio aktivnog sustava obrane Trophy, koji se ugrađuje na tenkove Merkava IV). Ugrađen je i sustav za elektroničko djelovanje, ali nije specificirano koji.

GCV opremljen je i visokoautomatiziranim sustavom za navigaciju i upravljanje vozilom. Dva člana posade vozilom upravljaju preko upravljača nalik na one koji se koriste na igraćim konzolama. Iako je i IAI najavio da će ponuditi sustav za prikazivanje podataka na viziru kacige, prikazani demonstrator nije ga imao. Umjesto toga, vozilo je imalo četiri velika zaslona te po jedan na dodir osjetljiv zaslon ispred svakog člana posade. Iako je GCV najmanje nalik na suvremeno borbeno vozilo, u tvrtki navode da je najbolje prilagođen zahtjevima programa Carmel jer ima najvišu razinu automatizacije i integracije. A to, po njihovim tvrdnjama, omogućuje najjednostavnije upravljanje u odnosu na sva tri ponuđena vozila.

Merkava IV Barak

Prva borbena vozila koja će se nadograditi dijelom sustava prikazanih unutar programa Carmel bit će tenkovi Merkava IV. Već sad ti su tenkovi među najboljim na svijetu te su odlična osnova za nadogradnju.

Prva značajka koja ih čini pogodnim za uvođenje najnaprednijih zapovjednih sustava činjenica je da su u panoramsku napravu i ciljnički sustav tenkovskog SUP-a ugrađene kamere te ne postoji izravan vizualni kontakt zapovjednika i ciljača s okolišem. Digitalnu sliku s kamera moguće je ubaciti u računalo te je dodatno obraditi prije prikazivanja na zaslonima zapovjednika i ciljača, ali i vozača i punitelja. Od početka je u SUP Merkave IV ugrađen sustav automatskog praćenja cilja, koji je također moguće nadograditi.

Svi tenkovi Merkava IV naknadno su opremljeni proturaketnim sustavom Trophy tvrtke Rafael. Osim zaštite od protuoklopnih projektila, Trophy ima još puno namjena. Sastavni su dio sustava četiri antene radara EL/M-2133 WindGuard tvrtke ELTA. Dosad su podaci s radara isključivo korišteni unutar sustava Trophy kako bi se osiguralo dostatno rano otkrivanje opasnosti i njezino uništenje. No, ti se digitalni podaci mogu bolje iskoristiti, primjerice, unutar sustava za usmjeravanje paljbe samog tenka, ali i puno šire. Naime, radar WindGuard može otkrivati vrlo širok raspon ciljeva, pa čak i mapirati teren. Ti se podaci trenutačno brišu jer je sustav optimiziran isključivo za otkrivanje specifičnih brzih ciljeva (protuoklopni projektili).

Dosadašnja su iskustva (prije svega na borbenim avionima), pokazala da se prikazivanjem previše podataka kod ljudi stvara preopterećenje i suprotan efekt. Stoga je presudno kroz sustav obrade podataka izvršiti selekciju prema nekim unaprijed zadanim kriterijima. S obzirom na to da je bojište, neovisno je li u zraku ili na zemlji, vrlo dinamično, takva obrada podataka u realnom vremenu mora biti iznimno napredna. Tim prije ako mora obraditi ne samo podatke sa senzora na avionu ili tenku nego i dobivene iz C4I zapovjednih sustava. Jedino je rješenje uvesti u sustav umjetnu inteligenciju sposobnu “razmišljati” brzinom kao i čovjek. Najpoznatije borbeno sredstvo koje već ima u svojim računalima umjetnu inteligenciju višenamjenski je borbeni avion F-35 Lightning II (“lightning”, munja).

Tenkovi Merkava IV Barak dobit će borbeno računalo s instaliranom umjetnom inteligencijom. Namjena borbenog računala bit će sljedeća: analiziranje u realnom vremenu svih podataka prikupljenih senzorima na tenku (optičkim i radarskim) zajedno s podacima dobivenim iz sustava TORC²H Command & Control, kako bi posada imala što realniju sliku bojišta. U svrhu poboljšanja interakcije posade i tenka, posada će biti opremljena Elbitovim sustavom IronVision Helmet Mounted Display, koji će joj osigurati trenutačni prikaz digitalne slike bojišta u svih 360 stupnjeva bez potrebe za pomicanjem kupole tenka. Zapovjednik i ciljač dobit će prikaznike osjetljive na dodir, koji će im znatno pojednostaviti i ubrzati djelovanje.

Umreženje u sustav TORC²H Command & Control omogućuje da svaki tenk Merkava IV Barak preuzme zadaću zapovjednog vozila od razine skupine do razine satnije. Tehnički je moguće da tenk bude i zapovjedno mjesto većih postrojbi, no tad bi opterećenje posade, usprkos pomoći računala, bilo preveliko.

Iako se osnovna koncepcija tenka neće mijenjati (zadržat će se već i ovako velika masa od 65 tona i top kalibra 120 mm), ugradit će se neka poboljšanja, prije svega na sustavu za pokretanje i stabilizaciju kupole i topovske cijevi. Povećanje preciznosti i brzine pokretanja kupole nužno je kako bi se iskoristile nove mogućnosti koje donosi borbeno računalo. Naime, s povećanjem brzine otkrivanja i klasifikacije ciljeva mora se povećati i brzina kojom će ih tenk uništiti. Brzina granata uglavnom je nepromjenjiva pa je jedina prava mogućnost poboljšanja u sustavu pokretanja kupole.

Borbeno računalo s umjetnom inteligencijom znatno će smanjiti opterećenje posade. Kako bi se to iskoristilo, unutrašnjost tenka bit će poboljšana da bi posada mogla ostati dulje u njemu (vrijeme misija bit će produljeno 30 posto). Znatno veća prednost koju donosi sustav IronVision Helmet Mounted Display provedba je i najsloženije obuke te vježbi u samom vozilu, bez potrebe za dodatnim učionicama i poligonima. Jedino je potrebno osigurati izvor napajanja električnom energijom (recimo u hangaru), da bi se svaki tenk pojedinačno ili svi tenkovi neke postrojbe prenamijenili u simulatore. Moguće je provoditi obuku od razine samo jednog člana posade, npr. ciljača, pa sve do simulacije najsloženijih borbenih djelovanja koja uključuju brojne i raznovrsne snage. I sve to tek razradom plana i scenarija simuliranih borbenih djelovanja koja se odvijaju isključivo unutar računala. Tako je u najrealnijim mogućim uvjetima u realnom vremenu moguće “sukobiti” posade unutar jedne postrojbe ili postrojbe međusobno. Na taj se način posade mogu doslovno svakodnevno obučavati u najrazličitijim scenarijima u realnoj obuci na tenkovima uz minimalne troškove. Obuka pojedinačnog člana posade ili cijele posade obavlja se preko scenarija koji se u softverskom obliku ubacuju u borbeno računalo tenka. Istodobna obuka više posada može se provoditi preko sustava TORC²H ili preko namjenski instaliranog servera u postrojbi. Jednako tako, istodobne vježbe više postrojbi mogu se provoditi preko sustava TORC²H ili izravnim povezivanjem servera svih postrojbi.

Mario Galić