精準(zhǔn)空投的奧秘了解一下

　　戰(zhàn)場“快遞”如何“送貨上門”

　　■劉 潔 劉任豐

　　運輸機空投是搶險救災(zāi)、戰(zhàn)地偵察和保障前線部隊持續(xù)作戰(zhàn)的重要手段。由于運輸機空投具備全空域、全時域、速度快等特點，人們形象地稱之為不打烊的“戰(zhàn)場快遞”。

　　20世紀(jì)40年代，費爾柴爾德飛機公司研制出第一款高垂尾運輸機。如今，各型空投系統(tǒng)在軍用運輸機上廣泛列裝，空投技術(shù)歷經(jīng)迭代發(fā)展，越發(fā)高效、精準(zhǔn)。

　　那么，戰(zhàn)場“快遞”如何精準(zhǔn)空投到地面?需要經(jīng)過哪些步驟，攻克哪些技術(shù)難關(guān)?海軍航空大學(xué)一級飛行員武永攀、飛機教研室副教授劉治國為您解讀運輸機精準(zhǔn)空投的奧秘?！　?/p>

　　重型裝備脫離飛機瞬間。劉冰冰攝

　　第一步：物資出艙

　　空中“卸貨”有門道

　　隨著運輸機尾部貨艙門緩緩打開，空投物資沿滑軌滑出，落向目標(biāo)區(qū)域。

　　戰(zhàn)地“快遞”投送之路的每一步都充滿挑戰(zhàn)。

　　空投的第一步是完成“空中卸貨”。根據(jù)“卸貨”方式不同，空投可分為重力空投和牽引連投兩種。

　　重力空投，顧名思義是利用飛機飛行時所保持的一定仰角，使“快遞”沿“卸貨平臺”滑下來。這種方式對機艙內(nèi)貨橋的滑軌設(shè)計和貨物滑動穩(wěn)定性要求較高。

　　為確?！靶敦洝边^程安全順利，飛機設(shè)計師在“卸貨平臺”上安裝了類似火車軌道的導(dǎo)向限動裝置。法國空客防務(wù)公司的A400M運輸機就安裝了雙軌設(shè)計的導(dǎo)向和限動裝置。當(dāng)空投貨物出艙時，工作人員會按操作要求解除限動，貨物沿導(dǎo)向裝置的軌道順序離機。

　　牽引連投是借助牽引傘的牽引力將貨物拽出飛機。在尾部渦流的作用下，牽引傘像是一臺“物流拖車”，可以將重型空投貨臺沿導(dǎo)向裝置拽出機艙。

　　牽引傘能否可靠地將貨臺牽引出艙，直接影響到空投成敗和飛行安全。這需要建造一臺強度高、重量輕、包裝折疊性好的優(yōu)質(zhì)“物流拖車”。

　　為此，設(shè)計人員運用平紋與經(jīng)緯交錯編織的方式，搭建起牢固的“物流拖車”框架，并用較粗的紗線作為“鋼筋”，縫制在牽引傘上，形成格子外觀，以提高框架的強度和抗撕裂能力。隨后，他們采用超高分子復(fù)合材料制作“物流拖車”的蒙皮，覆蓋到框架上，讓其具備耐高溫、耐腐蝕和耐老化等性能。

　　強大的牽引傘能讓“卸貨”過程事半功倍。在“軍隊-2020”國際軍事技術(shù)論壇上，俄羅斯一家企業(yè)推出了一款“留空者”新型降落傘系統(tǒng)，配備的全新牽引傘使用壽命可達(dá)1000余次，能在10000米高空，短時間內(nèi)從伊爾-76運輸機或安-26運輸機上“卸載”180千克貨物，堪稱高效“卸貨員”。

　　無論哪種空投方式，空中“卸貨”的時間都很短。別小看這短短幾秒鐘，卻是整個空投任務(wù)最危險的階段。

　　貨物滑出過程中，飛機的重心會向尾部移動。此時，運輸機就像一個“蹺蹺板”，會出現(xiàn)“尾重頭輕”的現(xiàn)象。當(dāng)貨物出艙后，運輸機重心陡然前移，飛機速度會迅速增加，對飛機飛行穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。因此，參與空投任務(wù)的飛行員必須經(jīng)過嚴(yán)格訓(xùn)練，才能實時把握好貨臺離開貨艙斜坡時飛機的俯仰角度和速率。

　　“空中卸貨”過程如何才能更智能、更安全?2019年12月，巴西航空工業(yè)公司KC-390運輸機進(jìn)行了一次由電傳操縱系統(tǒng)控制飛機穩(wěn)定性的重力空投試驗。

　　KC-390運輸機在執(zhí)行空投和連投任務(wù)時，飛機電傳操縱系統(tǒng)是飛行員的“小助手”，能夠在貨物出艙的全過程配合飛行員操縱飛機俯仰角度的變化，確保飛機在“卸貨”過程中保持穩(wěn)定姿態(tài)，這也是目前唯一具備此極限操縱能力的中型運輸機。

　　第二步：精準(zhǔn)空降

　　投送之路更智能

　　物資離機瞬間，輔助引導(dǎo)傘、穩(wěn)定減速傘和主傘依次打開，使貨物減速并平穩(wěn)降落。

　　高空強對流作用復(fù)雜，投送之路可謂“風(fēng)雨交加”，時刻考驗著“快遞”的投送精度。

　　傳統(tǒng)空投模式，貨物出艙后就無法實施二次操縱，在高度和風(fēng)場的影響下，空投落點區(qū)域大、精度低。

　　那么，如何確保精確空投呢?各國軍隊和防務(wù)公司在空投過程引入一個重要環(huán)節(jié)——空投點解算。

　　歐洲航空防務(wù)及航天公司在A400M運輸機上安裝了軍事任務(wù)管理系統(tǒng)，像運輸機的“大腦”，可在空投之前根據(jù)監(jiān)控器和控制板采集風(fēng)速、濕度、高度等參數(shù)，計算貨物投放點，提高空投精度。

　　然而，單憑“大腦”的計算，并不能滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭對空投精度的需要。能不能給貨物裝上“翅膀”，讓它自由飛翔?

　　2003年冬天，一場精準(zhǔn)空投研討演示會舉行。寒風(fēng)中，隨著運輸機呼嘯而過，一個帶有長方形翼傘的貨物平臺出現(xiàn)在高空。讓在場觀眾驚訝的是，這個空投貨物不再隨風(fēng)而行，而是逆著風(fēng)向飛往指定空投區(qū)域。這就是加拿大米斯特機動集成系統(tǒng)技術(shù)公司的“雪雁”精確空投系統(tǒng)。

　　是什么讓“雪雁”逆風(fēng)飛行?原來，設(shè)計人員將無人飛行器理念融入空投系統(tǒng)，他們用長方形翼傘代替剛性機翼提供升力，系統(tǒng)配備的動力裝置可續(xù)航20個小時，飛行速度達(dá)到55千米/小時，最大航程942千米。當(dāng)貨物抵達(dá)目標(biāo)區(qū)域后，該系統(tǒng)可采用高空投放、低空開傘的模式，將貨物空投至地面。

　　“雪雁”精確空投系統(tǒng)將現(xiàn)代精確制導(dǎo)及控制技術(shù)與空投技術(shù)融合在一起。精確制導(dǎo)及控制技術(shù)能有效提高空投系統(tǒng)投放后的控制能力，就像貨物的“翅膀”和“眼睛”，為“快遞”找到準(zhǔn)確的投送位置。

　　為進(jìn)一步提高空投精度，米斯特機動集成系統(tǒng)技術(shù)公司將“腦”“眼”“翼”結(jié)合，研制出三位一體的新一代“夏爾巴人”精確空投系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)不但在運輸機上安裝了先進(jìn)任務(wù)計劃軟件，幫助飛行員確定最佳投放空域，還配備了3種制導(dǎo)控制方式和動力裝置，能使飛機遠(yuǎn)離敵人的攻擊范圍，從更高的高度實施空投，達(dá)到百米范圍內(nèi)的空投精度。

　　第三步：平穩(wěn)著陸

　　“送貨上門”有講究

　　經(jīng)過幾千米的“跋涉”，空投的“戰(zhàn)場快遞”以約6米/秒的速度“砸”向地面。

　　這個速度相當(dāng)于從2米高的位置做自由落體運動，對于幾百千克甚至幾噸重的精密武器裝備而言，可以說是“重重一擊”。

　　如何確保戰(zhàn)場“快遞”安全“送貨上門”?早在二戰(zhàn)期間，設(shè)計人員就想到利用托盤化包裝技術(shù)配合空投緩沖裝置，對運輸中的彈藥等裝備物資“層層包裹”。如今，隨著空投貨物的體積、重量、精度的增加，逐漸發(fā)展衍生出3種不同的著陸保護(hù)氣墊。

　　利用貨臺緩沖是最傳統(tǒng)的空投緩沖方式?？胀敦浳飼唤壴谪浥_上，貨臺下裝有充氣氣囊或紙質(zhì)蜂窩板等緩沖材料。這種貨臺緩沖系統(tǒng)因設(shè)計理念簡單、制作成本低廉，成為目前主要的空投緩沖系統(tǒng)，貨物過重會導(dǎo)致鋼制貨臺質(zhì)量增大，因此空投貨物的重量也會受到嚴(yán)格限制。

　　無貨臺緩沖是一種新型空投緩沖裝置，主體是多個折疊的布制氣囊。這些氣囊就像是快遞外的“氣泡袋”，在貨物下落的過程中，空氣會通過底端進(jìn)氣口充滿氣囊。落地瞬間，進(jìn)氣口抵住地面，氣囊就像一個忽然封住口的氣球，起到緩沖作用。

　　第三種方法是利用制動火箭緩沖。這是一種借助緩沖火箭降低空投貨物著地速度的高技術(shù)空投緩沖裝置，主要由反推火箭、高度傳感器和速度傳感器組成。由于其對傳感器要求高，價格昂貴，因此多用于衛(wèi)星或太空艙回收。

　　雖然“快遞”能夠安全“送貨上門”，但士兵在戰(zhàn)場上完成“簽收”不是一件容易事。

　　在阿富汗前線的北約駐阿富汗國際安全援助部隊，時常因全球定位系統(tǒng)定位不穩(wěn)定，影響空投物資的精準(zhǔn)投送，這不僅會導(dǎo)致士兵們要冒著槍林彈雨尋回被誤投的“快遞”，還會延長集結(jié)兵力和裝備的時間，降低空投效率。

　　20世紀(jì)70年代，為提高空投和地面作戰(zhàn)的轉(zhuǎn)換速度，蘇聯(lián)開始人車一體化空投的研究，但在早期試驗中狀況頻出，多次出現(xiàn)隨車空投人員受傷等情況。

　　直到20世紀(jì)末，俄羅斯伏爾加格勒拖拉機廠將完善后的人車一體化空投技術(shù)應(yīng)用到BMD系列傘兵戰(zhàn)車上，人車空投正式列裝軍隊。

　　1998年8月，俄羅斯第76空降師7名空降兵坐在一輛BMD-3傘兵戰(zhàn)車?yán)?，用伊?76運輸機從400米空中實施空投，成功演示了人類歷史上第一次傘兵戰(zhàn)車滿員載人空投。

　　值得一提的是， BMD-3傘兵戰(zhàn)車采用了制動火箭緩沖裝置?？战当搜b甲車、坦克直接傘降至地面，立即投入作戰(zhàn)，有效縮短了裝備找人、人找裝備的時間，讓快速反應(yīng)、應(yīng)急機動的空降兵內(nèi)涵展現(xiàn)得淋漓盡致。

　　來源：中國軍網(wǎng)-解放軍報  作者：劉 潔 劉任豐