

每一次爆炸都是一次充满数据的信息事件。挑战在于捕捉这些短暂而暴力的信息,并将其提炼成无害且有用的信息。美国陆军于 2 月份宣布,他们拥有一项新工具,可以更好地从爆炸中捕获数据,至少是从演习战场上。
炸弹的轨迹、其破片的散射模式、其弹坑的奇特形状,甚至是被不幸身处附近的人身上的防弹衣所造成的破洞——残骸的每一部分都蕴含着信息,只要能被记录下来。
用于收集这些信息的这种新颖工具被命名为“计算机断层扫描式爆炸碎片快速分析生成器”(FRAG-CT)。Lisa King-Schiappa,负责为陆军发展司令部设计 FRAG-CT 的团队负责人表示:“它旨在简化爆炸数据的收集和分析,然后创建有用的文件以供进一步研究。”
通过更好、更快的分析,陆军可以利用这些信息设计新的装甲——以及新的炸弹。
FRAG-CT 是什么?它是如何工作的?
FRAG-CT 方法创建了炸弹“爆炸碎片特性”的数据文件,以及一个可用于设计装甲的数据文件。此外,它还可以创建每个扫描碎片的 3D 文件,可用于未来的分析。最值得注意的是,陆军声称这种分析过程比手动收集数据快 200 倍,可以将分析时间从“数月缩短到数小时”。
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目前,对故意引爆的爆炸产生的碎片和弹片的分类是一个庞大且劳动密集型的过程。
美国国防部爆炸品安全委员会(Department of Defense Explosives Safety Board)的一份名为《爆炸产生的碎片收集、分析和解释程序》(Procedures for the Collection, Analysis, and Interpretation of Explosion-Produced Debris)的手册,详细说明了传统手工编目方法需要多少工作。这种收集包括标绘出每个碎片落点的位置、称重、描述其来源等。
目前尚不清楚 FRAG-CT 将如何具体减少拾取和称量单个碎片的工作量。描述中的软件可以接收多个数据输入,这表明它将与传感器和摄像头协同工作。
它将如何帮助陆军?
对爆炸有更好的了解可以改进弹药和装甲的设计。
DEVCOM 军备中心(DEVCOM Armament Center)的机械工程师 Henry Hsieh 在新闻稿中表示:“弹头开发是一个迭代过程,从设计到原型制造再到测试,然后再回到设计。这个过程由于爆炸性弹头事件后收集和分析海量数据所需的时间和劳动力而常常成本高昂。有了这项技术,弹头开发者就可以快速、自信地设计出适应我们下一代战士需求的弹药。”
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弹头设计结合了材料科学和对空间效率的高度追求。一枚炸弹要有用,它必须在被故意启动之前保持惰性,它需要产生有用的爆炸大小,并且理想情况下使用最少的材料来实现所有这些功能。事后分析可以使工程师了解弹壳在爆炸中有多少被烧毁,有多少作为碎片飞出,以及爆炸造成了何种程度的损坏。这可以应用于从手榴弹到炮弹或飞机投掷炸弹的各种爆炸。
以有用的细节和易于处理的数据准确了解炸弹对其周围环境的精确影响,也可以改进装甲的设计。
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Mike Maffeo 是 DECOM 的一名高级工程师,他负责为步兵设计装甲。他说:“FRAG-CT 似乎是快速获取新的碎片文件以进行装甲评估和脆弱性分析的真正‘游戏规则改变者’。凭借 FRAG-CT 收集的所有数据,它为提高建模和分析的保真度提供了机会。”
正如建模提高了陆军设计新爆炸物的能力一样,它也提高了陆军设计能抵御新爆炸物的装甲的能力。Maffeo 继续说道:“一些较新的弹药具有不对称(非对称)的爆炸模式,在没有正确数据的情况下很难对其进行建模。FRAG-CT 应该能让我们快速获得这类数据。”
目前,FRAG-CT 的应用似乎仅限于测试演习和受控爆炸,而不是实际的实地分析。但是,使用软件缩短理解爆炸所需的时间将改进武器和装甲的设计,并且很可能表明未来的数据分析工具将在实验室环境之外得到应用。