摘要:精確空投系統(tǒng)的發(fā)展帶來了軍事補(bǔ)給的根本性變革,實(shí)現(xiàn)了裝備、軍需品適時(shí)、適地、適量的補(bǔ)給,在戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)層次上全面提高了部隊(duì)的部署和保障能力。根據(jù)精確空投傘降系統(tǒng)類型對國內(nèi)外精確空投系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述與分析,同時(shí)對影響精確空投系統(tǒng)補(bǔ)給能力關(guān)鍵技術(shù)的研究趨勢進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:空投;補(bǔ)給;降落傘;導(dǎo)航;任務(wù)規(guī)劃;緩沖
DOI:10.3969/j. issn. 1009-086x. 2025. 01. 004
中圖分類號:TJ765;V11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1009-086X(2025)-01 -0037 -08
引用格式:姜濤, 魯航, 田德宇.精確空投系統(tǒng)研究進(jìn)展及趨勢[J].現(xiàn)代防御技術(shù),2025,53(1):37-44.
Reference format:JIANG Tao,LU Hang,TIAN Deyu.Research Progress and Trend on Precision Airdrop System[J].ModernDefence Technology,2025,53(1):37-44.
0 引言
空投是一種非常重要的部隊(duì)投送及物資補(bǔ)給手段,在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著不可或缺的作用,其應(yīng)用將越來越廣泛。傳統(tǒng)的有人運(yùn)輸機(jī)空投行動容易受到氣候環(huán)境的影響,在惡劣的天氣或低能見度情況下,空投行動要么無法實(shí)施,要么偏離預(yù)定著陸區(qū),嚴(yán)重影響部隊(duì)部署、物資投送等行動。
現(xiàn)代精確制導(dǎo)及控制技術(shù)與空投技術(shù)的融合,從出艙即開傘的無控制圓傘,發(fā)展到開傘后可以調(diào)節(jié)航向的有控制翼傘,其落點(diǎn)精度也大幅提高,使得精確空投成為可能。而隨著空投系統(tǒng)及滑翔翼類飛行器技術(shù)的發(fā)展,其投送能力也逐步增強(qiáng),在保證投送精度的條件下,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離防區(qū)外發(fā)射,從而使空投的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用得到了極大拓展。例如在搜索救援行動中,精確空投系統(tǒng)可在能見度極低的情況下將救援人員準(zhǔn)確投送到預(yù)定區(qū)域,將沉重的救援設(shè)備投放到地面運(yùn)輸難以抵達(dá)的山區(qū)。在軍事應(yīng)用方面,除了通常的物資補(bǔ)給外,還能夠不受時(shí)間、天氣的影響,精確、靈活、隱蔽地向敵方投送特種小分隊(duì);可以把偵察裝備或監(jiān)視傳感器系統(tǒng)投送到各自預(yù)定的地點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步, 新型精確空投系統(tǒng)的發(fā)展必將帶來軍事后勤保障方式的變革??梢灶A(yù)見,未來精確空投系統(tǒng)的應(yīng)用將越來越廣泛。本文系統(tǒng)地闡述了精確空投系統(tǒng)的研究進(jìn)展,并對可提高精確空投能力的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了展望,為精確空投系統(tǒng)的研究提供參考。
1 精確空投系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1. 1 無傘類精確空投系統(tǒng)
航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司研制了一種無傘精確空投模式的飄帶物品包[1],如圖1 所示。該系統(tǒng)具有鼓風(fēng)兜的飄帶,提高了無傘空投物品包的投放質(zhì)量,并且受風(fēng)力影響較小,適用于小質(zhì)量物資的精確投放。其系統(tǒng)質(zhì)量小于3 kg、載機(jī)平臺速度空投速度為150~220 km/h、空投高度為100~300 m、下落速度小于18 m/s。
1. 2 圓傘類精確空投系統(tǒng)
低成本制導(dǎo)空投系統(tǒng)(affordable guidedairdrop system,AGAS)是美國納蒂克士兵中心資助,由波音公司和Vertigo 公司聯(lián)合研制的一種高空部署、低成本精確空投系統(tǒng)[2]。如圖2 所示,其所使用圓形降落傘的每千克有效載荷成本大幅低于翼傘空投系統(tǒng)和滑翔翼空投系統(tǒng),最大有效載荷1 000 kg。
AGAS的任務(wù)規(guī)劃軟件首先預(yù)置空投區(qū)域的氣象模型,計(jì)算出最佳空投釋放點(diǎn)和航跡的初值。在飛行過程中載機(jī)平臺攜帶的風(fēng)速傳感器、雷達(dá)測量系統(tǒng)等收集相關(guān)風(fēng)場數(shù)據(jù),還可將拋撒式風(fēng)探測器投放至空投區(qū)域,該探測器可將不同高度的風(fēng)場信息通過數(shù)據(jù)鏈回傳至載機(jī)平臺[3],任務(wù)規(guī)劃軟件將各類傳感器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合,并計(jì)算出最佳空投釋放點(diǎn)和航跡,并使用機(jī)載1553B總線實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)傳遞給空投裝置。空投裝置在最佳空投釋放點(diǎn)出艙后,制導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)最新的航跡進(jìn)行跟蹤飛行,如空投裝置偏離了預(yù)設(shè)航跡,制導(dǎo)系統(tǒng)通過控制4個(gè)氣動肌肉執(zhí)行機(jī)構(gòu),用改變傘繩長度的方式來調(diào)整圓形降落傘的著陸軌跡[4],著陸精度可達(dá)(CEP)100 m。
改進(jìn)型密封輸送系統(tǒng)(improved containerdelivery systems, ICDS)是由美國納蒂克士兵中心組織研發(fā)的低成本、單次使用的精確空投系統(tǒng)[5]。該系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)圓形降落傘可在7 500 m 高度部署,并可實(shí)現(xiàn)450 m 的低空開傘,其落點(diǎn)精度可達(dá)(CEP)400 m。傘降著陸系統(tǒng)采用4 種配置方案,空投900 kg物資時(shí)采用1組圓傘,22 00 kg物資時(shí)采用2組圓傘,3 400 kg物資時(shí)采用3組圓傘,4 500 kg物資時(shí)采用4 組圓傘,按需控制著陸速度從而降低落地沖擊,提高落點(diǎn)精度。任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)根據(jù)天氣模型以及空投區(qū)域?qū)崟r(shí)收集的氣象數(shù)據(jù),更新空投部署點(diǎn)區(qū)域,并采用預(yù)置裝訂開傘時(shí)間方式實(shí)現(xiàn)空投裝置的高空投放低空開傘。
1. 3 翼傘類精確空投系統(tǒng)
“夏爾巴人”(Sherpa)翼傘投送系統(tǒng)是由加拿大MMIST 公司研制[6],該系統(tǒng)自重70 kg,可在最高7 600 m 高度投送390~550 kg 有效載荷。導(dǎo)航模塊采用GPS 作為系統(tǒng)位置信息輸入,可自動導(dǎo)引至著陸點(diǎn)。當(dāng)制導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生故障或GPS 信號丟失后,系統(tǒng)將持續(xù)向右盤旋直至信號恢復(fù)或著陸,或者采用無線電遙控方式遠(yuǎn)程遙控著陸。
“雪雁”(Snow Goose)有動力翼傘投送系統(tǒng)是加拿大MMIST 公司針對美國特種作戰(zhàn)司令部的傳單空投任務(wù)需求研制的[7],該系統(tǒng)提供了2 種部署方式,分別為載機(jī)投送和輪式車輛發(fā)射。載機(jī)平臺發(fā)射可在最高7 600 m 高度執(zhí)行空投任務(wù),其可攜帶的最大有效載荷為240 kg,最大飛行速度為55 km/h;當(dāng)攜帶34 kg空投物資時(shí),最大航程為318 km,最大留空時(shí)間為6. 5 h。地面發(fā)射滿載條件下起飛,其最高可爬升至4 600 m。
“Show Goose”投送系統(tǒng)采用貨架式選型、模塊化設(shè)計(jì)思路,縮短了研制周期及開發(fā)成本。制導(dǎo)系統(tǒng)和任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)直接選用“Sherpa”翼傘投送系統(tǒng)的軟硬件,動力系統(tǒng)為1 臺100 馬力ROTAX 914UL發(fā)動機(jī)驅(qū)動1 個(gè)三葉螺旋槳,翼傘系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化接口,可根據(jù)貨物種類及部署條件更換。模塊化機(jī)體貨艙系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī)單元、起落架單元、制導(dǎo)單元,并設(shè)計(jì)了6 個(gè)獨(dú)立的貨艙放置空投物資及飛行燃油。起落架單元采用滑撬式起落架與空氣彈簧的組合形式,如圖3所示,該結(jié)構(gòu)可有效降低空投物資及投送系統(tǒng)整機(jī)的沖擊載荷。
“蜻蜓”(Dragonfly)精確空投系統(tǒng)是美國納蒂克士兵中心研制[8],可實(shí)現(xiàn)投放高度7 600 m、質(zhì)量4 500 kg 的大型物資精確空投補(bǔ)給,其著陸精度可達(dá)(CEP)100 m,并可在最大6 級風(fēng)條件下正常使用。翼傘系統(tǒng)的滑翔比為4∶1,可完成最遠(yuǎn)15 km 的補(bǔ)給任務(wù),確保了載機(jī)平臺的安全。
“Dragonly”空投系統(tǒng)采用低成本、可重復(fù)使用設(shè)計(jì)思想,主控制器、伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)、供電模塊、衛(wèi)星定位設(shè)備等均選用低成本器件。部分非易損設(shè)備、部件在空投補(bǔ)給完成后可再次使用,且全系統(tǒng)每磅有效載荷的投送成本不超過6美元。
“ 尖叫者”(Screamer)精確空投系統(tǒng)是美國納蒂克士兵中心研制[9],針對已部署部隊(duì)地面補(bǔ)給線路被切斷,采用高空遠(yuǎn)程精確空投方式進(jìn)行作戰(zhàn)物資補(bǔ)給。該系統(tǒng)可在7 600 m 的高度部署投放,其最大投送距離可達(dá)30 km,并能達(dá)到(CEP)100 m 的著陸精度,投送的有效載荷為1 000~4 500 kg。制導(dǎo)定位系統(tǒng)配有GPS 模塊負(fù)責(zé)全流程系統(tǒng)定位,陀螺儀模塊負(fù)責(zé)在空投系統(tǒng)出艙過程中檢測并控制調(diào)整出艙姿態(tài),消除空投物資系統(tǒng)的自旋。傘降模塊采用翼傘與圓傘組合的方式進(jìn)行空投,空投系統(tǒng)離開載機(jī)平臺后,翼傘隨即打開負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離滑翔及到達(dá)著陸點(diǎn)前的位置修正,當(dāng)接近著陸點(diǎn)并達(dá)到預(yù)定高度后,2 組大面積圓傘打開實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減速,得到一個(gè)較小的穩(wěn)降速度從而減小物資的落地沖擊,保護(hù)了空投物資的完整性和可用性,翼傘、圓傘開傘狀態(tài)如圖4所示。
“黑桃”(Spades)精確空投系統(tǒng)由荷蘭空間公司和荷蘭國家航空航天試驗(yàn)室聯(lián)合研制的[10],該系統(tǒng)分為翼傘單元、自動制導(dǎo)單元、載荷單元,采用模塊化設(shè)計(jì)思想,在75~1 000 kg 的有效載荷范圍內(nèi),可更換9 種翼傘單元和3 種自動制導(dǎo)單元適用于不同作戰(zhàn)環(huán)境。系統(tǒng)可由固定翼飛機(jī)或直升機(jī)進(jìn)行部署,空投高度范圍450~7 600 m,投送距離20~40 km,其著陸精度優(yōu)于(CEP)100 m,著陸時(shí)可實(shí)現(xiàn)雀降功能,并可重復(fù)使用50次。
“Spades”空投系統(tǒng)采用GPS 進(jìn)行定位,當(dāng)空投系統(tǒng)裝入飛機(jī)艙內(nèi)全部設(shè)備即開始通過自動制導(dǎo)單元內(nèi)部的電池供電,并通過載機(jī)平臺的GPS 中繼器進(jìn)行實(shí)時(shí)位置信息更新。如在機(jī)艙內(nèi)無法得到GPS信息,該系統(tǒng)也可正常投送,但最大投送距離會相應(yīng)減小。
Megafly 精確空投系統(tǒng)是由納蒂克士兵中心研發(fā)的一種大型翼傘精確空投系統(tǒng)[11?12],該系統(tǒng)翼傘面積為836 m2,可投送有效載荷為9 000~13 600 kg,滑翔比為3. 75∶1。制導(dǎo)系統(tǒng)采用GPS 接收機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)位置、速度信息接收,并估計(jì)出相應(yīng)航向及風(fēng)速修正值,從而提高著陸精度??胀断到y(tǒng)在接近目標(biāo)時(shí)可開啟能量管理模式,按照“8”字進(jìn)行“ 減高”飛行,在低于800 m 時(shí)完成最后一次“減高”機(jī)動,當(dāng)?shù)陀?0 m 高度時(shí)制導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行翼傘全減速操作實(shí)現(xiàn)“雀降”著陸。
Onyx 精確空投系統(tǒng)是美國阿塔里宇航公司研制的一種雙降落傘空投系統(tǒng)[13?14],該系統(tǒng)采用翼傘作為主制導(dǎo)傘,可在10 000 m 高度開傘并向著陸點(diǎn)滑翔,其滑翔比為4∶1,當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)預(yù)定高度和位置后,圓形降落傘打開實(shí)現(xiàn)空投物資的軟著陸。該系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)更高的空投效率,將空投物資重量與降落傘進(jìn)行匹配,3類降落傘的投放質(zhì)量上限分為14,220,1 000 kg。
中航工業(yè)航宇救生裝備有限公司研制了遙控動力傘系統(tǒng)[15],該系統(tǒng)最大起飛質(zhì)量為240 kg,有效遙控距離為10 km,操控人員可通過系統(tǒng)自帶GPS和慣導(dǎo)系統(tǒng)了解平臺飛行信息。
中國科學(xué)院沈陽自動化研究所針對地震救災(zāi)研制了動力翼傘系統(tǒng)[16],該系統(tǒng)可從地面滑跑起飛,最大起飛質(zhì)量為375 kg,空投物資質(zhì)量為20 kg。
1. 4 滑翔翼類精確空投系統(tǒng)
SDW(semi-rigid deployable wing)精確空投系統(tǒng)由USBI公司研制的[17],采用半剛性折疊翼結(jié)構(gòu),折疊后可有效利用機(jī)艙內(nèi)部空間,折疊翼下方設(shè)計(jì)了空投物資艙及飛控設(shè)備艙,外露的GPS 天線可通過機(jī)艙內(nèi)部的GPS 中繼器獲取位置信息。該系統(tǒng)可在7 600 m 高度部署,最大有效載荷為450 kg,最遠(yuǎn)滑翔投送距離可達(dá)32 km。
SDW 空投系統(tǒng)的滑翔翼翼展為9. 1 m,滑翔比為6∶1,可有效地增加滑翔距離,增加載機(jī)平臺與著陸點(diǎn)距離,提高了載機(jī)平臺的安全性,當(dāng)接近著陸點(diǎn)上空后空投系統(tǒng)釋放若干圓傘,使其進(jìn)一步減速從而實(shí)現(xiàn)了軟著陸功能。
LG-2K滑翔翼精確空投系統(tǒng)是美國物流滑翔機(jī)公司研制的一種低成本、單次使用的空投裝置[18],該系統(tǒng)可在7 600 m 高度投放,最大投送距離為112 km,有效載荷為816 kg,貨艙體積為1. 2 m3。系統(tǒng)外型如圖5 所示,其機(jī)體總長3. 9 m,翼展8. 2 m,最佳滑翔速度為240 km/h。翼機(jī)采用折疊翼形式,并使用空氣彈簧實(shí)現(xiàn)機(jī)翼展開動作,滑翔比可達(dá)15∶1。當(dāng)空投裝置從飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)部滑出時(shí),通常有較大的攻角和偏航角以及受力,采用H型尾翼布局可有效防止“ 尾旋”的情況發(fā)生。同時(shí),H 型尾翼結(jié)構(gòu)形式較為緊湊,可多枚規(guī)整排放于機(jī)艙內(nèi)部。
LG-2K 空投系統(tǒng)可采用裝置腹部著陸方式,但需要著陸點(diǎn)為平坦開闊區(qū)域。也可采用傘降方式著陸,如圖6 所示,在距離著陸點(diǎn)60 m 高度開傘,空投裝置頭部向下觸地,其內(nèi)部放置了10 cm 厚的蜂窩紙用于吸收著陸過載,此著陸方式適用于城市、山區(qū)、森林、丘陵地帶等區(qū)域。
“寂靜之箭”(Silent Arrow)緊湊型精確空投系統(tǒng)由耶茨電子空間公司研制[19],該系統(tǒng)可使用固定翼飛機(jī)或無人機(jī)部署,總質(zhì)量為907 kg,最大有效載荷740 kg,貨艙體積為0. 75 m3,投放高度范圍為450~7 600 m,最大投送距離為64 km,裝置運(yùn)輸貯存體積為0. 6 m×0. 6 m×2. 4 m。
“ 寂靜之箭”空投系統(tǒng)采用四折疊翼彈簧展開機(jī)構(gòu),如圖7 所示,可方便多枚放置在飛機(jī)機(jī)艙內(nèi),其翼展為8. 5 m,滑翔比為8. 4∶1,在總質(zhì)量450 kg時(shí),失速速度為114 km/h;在總質(zhì)量907 kg 時(shí),失速速度為170 km/h。該系統(tǒng)著陸采用無降落傘設(shè)計(jì),全程操控四個(gè)副翼進(jìn)行減速,并依靠自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度承受著陸沖擊載荷。
2 關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展
2. 1 空投任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)
在執(zhí)行空投任務(wù)前,需確定落點(diǎn)位置、釋放高度、飛機(jī)航向及風(fēng)場剖面估計(jì),最終計(jì)算出最佳空投釋放點(diǎn)。PADS(precision airdrop system)是由美國Draper 實(shí)驗(yàn)室、規(guī)劃系統(tǒng)公司、美國空軍空降兵司令部、美國空軍氣象局、預(yù)測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合研制的一種便攜式空投任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)[20?24],PADS具有良好的接口適應(yīng)性,AGAS、“ 夏爾巴人”、“ 雪雁”、“蜻蜓”、“尖叫者”等空投系統(tǒng)均使用了PADS 作為任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)。PADS 系統(tǒng)主要由軟件包、數(shù)據(jù)庫以及通信接口組成,通信接口通過無線網(wǎng)絡(luò)將包含風(fēng)場信息、空投落點(diǎn)等數(shù)據(jù)的任務(wù)文件上傳至運(yùn)載平臺,并在人機(jī)操作界面以圖形方式進(jìn)行直觀顯示。風(fēng)場數(shù)據(jù)的來源有地面無線電探空儀、載機(jī)平臺觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)等,并可在空投區(qū)域投放下投式探空儀,進(jìn)一步提高風(fēng)場探測精度。系統(tǒng)通過多傳感器信息融合技術(shù),根據(jù)飛機(jī)類型、運(yùn)載平臺空速、運(yùn)載平臺航向、飛行高度、有效載荷重量、降落傘類型、落點(diǎn)位置等計(jì)算出最佳投放點(diǎn),可有效提高空投系統(tǒng)的投放效率。
“ 黑桃”精確空投系統(tǒng)所使用的任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)15個(gè)空投裝置的任務(wù)規(guī)劃與投放[25],每個(gè)空投裝置可裝載10個(gè)航路點(diǎn),空投裝置根據(jù)航路點(diǎn)飛行以實(shí)現(xiàn)不同的戰(zhàn)術(shù)動作。
2. 2 空投物資著陸緩沖技術(shù)
空投物資著陸過程中所承受的過載超過允許值時(shí)將導(dǎo)致補(bǔ)給物資破損或失效,使補(bǔ)給任務(wù)直接失敗。因此,空投物資的安全著陸是決定補(bǔ)給任務(wù)成敗的關(guān)鍵??胀毒軝C(jī)電設(shè)備可使用泡沫塑料進(jìn)行緩沖減震,泡沫塑料具有密度小、彈性形變大、緩沖性能好且容易加工等特點(diǎn)[26]??胀洞笮臀镔Y時(shí)將蜂窩紙放置在物資底部用于吸收落地過載沖擊[27],安裝結(jié)構(gòu)如圖8 所示。成套大型設(shè)備空投著陸時(shí)可采用彈簧、扭簧及配套機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合,從而實(shí)現(xiàn)緩沖減震功能[28?29],此類方法機(jī)構(gòu)較為龐大復(fù)雜,但可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用,減震重復(fù)一致性較好。在對空投緩沖機(jī)構(gòu)有體積要求的條件下,可采用鋁蜂窩緩沖器等基于軟質(zhì)金屬形變吸收沖擊能量的原理實(shí)現(xiàn)[30]。
2. 3 衛(wèi)星拒止環(huán)境下的導(dǎo)航技術(shù)
在電子對抗條件下,衛(wèi)星定位系統(tǒng)較易被干擾或誘騙,現(xiàn)有精確空投系統(tǒng)的導(dǎo)航、定位、著陸精度高度依賴衛(wèi)星信號的優(yōu)劣。采用慣性導(dǎo)航技術(shù)和地磁導(dǎo)航技術(shù)等是通過傳感器感受地球自有物理屬性,通過計(jì)算來確定導(dǎo)航位置[31],此方法具有全天候作戰(zhàn)能力,不易受外界條件干擾。星光導(dǎo)航技術(shù)和地形匹配技術(shù)是通過所攜帶的光電傳感器對自然天體或地面地形的探測,通過與情報(bào)數(shù)據(jù)庫的對比實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精確定位[32]。雖然會受到天氣條件的影響,作戰(zhàn)使用場景具有一定局限性,但在特定條件下有較好的應(yīng)用前景。
3 精確空投系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)展望
戰(zhàn)場物資應(yīng)急精確空投補(bǔ)給帶來了后勤保障方式的變革,補(bǔ)給和反補(bǔ)給的對抗也逐步得到重視,在對抗補(bǔ)給條件下,開展新興關(guān)鍵技術(shù)方向的研究,從而提高補(bǔ)給效能,實(shí)現(xiàn)物資適時(shí)、適地、適量的精確補(bǔ)給。
3. 1 防區(qū)外發(fā)射總體技術(shù)
充分利用現(xiàn)有運(yùn)載平臺的高速飛行、高空巡航特性,在空投系統(tǒng)與運(yùn)載平臺分離的初始,獲得較高的機(jī)彈分離速度及高空重力勢能,可在后續(xù)的飛行中更加靈活的遂行作戰(zhàn)任務(wù)。在精確空投系統(tǒng)氣動外形設(shè)計(jì)方面,滑翔翼類系統(tǒng)可采用小后掠角、大展弦比的機(jī)翼,同時(shí)在機(jī)翼安裝時(shí)設(shè)計(jì)合適的安裝角度,可提高精確空投系統(tǒng)的滑翔比,并獲得較高的亞聲速滑翔效率,從而實(shí)現(xiàn)精確空投系統(tǒng)的高空、遠(yuǎn)距離、防區(qū)外發(fā)射,使運(yùn)載平臺遠(yuǎn)離防空武器的攻擊范圍,提高了運(yùn)載平臺的飛行安全性,其戰(zhàn)場生存能力將顯著提高。
3. 2 設(shè)備集成化、結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)
隨著中央處理器計(jì)算能力的增強(qiáng),使得飛行控制等相關(guān)設(shè)備的集成化成為可能??蓪w行控制計(jì)算機(jī)、慣性導(dǎo)航設(shè)備、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、電氣控制設(shè)備、舵面控制器等進(jìn)行一體化集成,可提高設(shè)備艙的空間利用率,降低系統(tǒng)復(fù)雜程度,縮短維護(hù)時(shí)間,其整體成本也可大幅下降。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,嘗試應(yīng)用新材料、新工藝,在結(jié)構(gòu)減重的同時(shí)提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,從而將空投物資有效載荷重量提高,降低單位空投物資成本。
3. 3 雀降著陸技術(shù)
目前,精確空投系統(tǒng)主要使用圓傘或翼傘進(jìn)行空投物資的空中減速,并獲得補(bǔ)給物資可接受的穩(wěn)降速度,保證在該速度下著陸時(shí)補(bǔ)給物資不會損毀,但其受風(fēng)力影響極大。即使采用高空投放、低空開傘的方式,當(dāng)回收傘打開至著陸期間,此階段精確空投系統(tǒng)仍處于不可控狀態(tài),也會受風(fēng)力影響,在惡劣天氣下甚至?xí)?dǎo)致空投任務(wù)失敗。
利用多傳感器信息融合技術(shù),采用滑翔翼類精確空投系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu),并取消其中的回收傘模塊,同時(shí)添加雷達(dá)高度表等傳感器。當(dāng)精確空投系統(tǒng)飛行至著陸點(diǎn)附近時(shí),雷達(dá)高度表啟動實(shí)時(shí)測量距地面高度,在到達(dá)合適的高度后,飛行控制系統(tǒng)控制副翼、尾翼等舵面偏轉(zhuǎn),進(jìn)而獲得較大的飛行攻角使空投系統(tǒng)進(jìn)一步減速,并進(jìn)一步獲得更高的飛行升力,因此提高了系統(tǒng)的升阻比且降低了著陸下沉率,間接地獲得了較低的著陸穩(wěn)降速度,從而實(shí)現(xiàn)了雀降著陸功能。由于其著陸過程中無回收傘參與,因此不受風(fēng)力影響,可大幅提高精確空投系統(tǒng)的著陸精度,提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和魯棒性,并擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍。
3. 4 人工智能技術(shù)
在指揮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,將人工智能技術(shù)應(yīng)用于空投任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)中,并從氣象數(shù)據(jù)庫中提煉風(fēng)場數(shù)據(jù),進(jìn)一步剔除風(fēng)場對空投精度的影響。在空投過程中,利用戰(zhàn)場態(tài)勢感知與信息融合,綜合分析計(jì)算空投釋放點(diǎn)與著陸點(diǎn)的最優(yōu)解,從而提高空投任務(wù)執(zhí)行效率與物資完整率。
4 結(jié)束語
本文以精確空投傘降系統(tǒng)作為分類基礎(chǔ)詳細(xì)綜述其技術(shù)體系與研究進(jìn)展,并對空投任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)、空投物資著陸緩沖和衛(wèi)星拒止環(huán)境下的導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了分析。同時(shí)提出了防區(qū)外發(fā)射總體技術(shù)、設(shè)備集成化結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)、雀降著陸技術(shù)和人工智能技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向,從而現(xiàn)實(shí)了精確空投補(bǔ)給的信息化、遠(yuǎn)程化、體系化、多用途化,對提高空投任務(wù)執(zhí)行效率,提高運(yùn)載平臺的安全性具有重要意義,同時(shí)對未來精確空投系統(tǒng)的發(fā)展提供科學(xué)指引。
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