注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

u.s.navy的网易博客

莫斯科不相信眼泪

 
 
 

日志

 
 
 
 

从“天女散花”到“定点投送”——高空精确空投技术的最新发展  

2007-01-25 12:58:02|  分类: 装备科技B |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

空投是指利用降落伞将人员和物资投送到指定地点的一种技术。上个世纪中后期,利用空投技术进行空降作战曾是一种主要的奇袭战术,进入21世纪,情况依然如此。2003年3月伊拉克战争时,美国173空降旅的2000名“天兵天将”夜降伊拉克北部敌后方,便是自1989年12月美国入侵巴拿马以来最大的一次空降作战,也是美军首次使用C-17运输机进行空降作战。在接下来的几个晚上,C-17运输机编队共起飞60多架次,将整个旅的装备——400多辆战车和3000吨装备和补给,准确及时地空降到了士兵手里,没有发生任何事故。

如此大规模的空降,后续的空投补给非常重要,美国空降部队关注的是如何及时准确地获得装备和补给。根据以往的经验,为保证投放的精度,负责空投补给的运输机的飞行高度要低于660米,否则空投的补给就会像天女散花一般散落在各处,有的甚至飘到数十公里远的地方。但在伊拉克战争中,降低飞行高度的运输机将面临伊军地面防空导弹的直接威胁。针对这一问题,美国及其盟国动用了一种新技术——高空精确空投技术。使用这种技术,运输机能够在7500米以上更加安全的高度将货物准确地投送到几十公里远处士兵的手里。

美国

PADS精确空投系统这是一种任务规划技术,可供C-130和C-17运输机使用,既可以提高弹道式空投精度,也可以提高滑翔式空投的精度。这一技术由美国Draper实验室、预测系统实验室以及规划系统公司研制,并得到内蒂克士兵系统中心和美国空军AMC的支持。

研究小组提供的资料表明,这项技术实际上是一台安装在运输机上的膝上PC电脑,它具有如下功能模块:

▲WindPADS大气建模工具,提供高分辨率、4维大气预测场(包括水平风、压力、密度);可以获得实时环境大气测量值;具有高分辨率大气数据/地形同构算法。

▲PAPS精确空投规划系统,决定载荷的重量、载荷在飞机上的位置、缓冲装置的类型,货物投放的高度、方向、速度,弹道式降落伞的推出以及缓冲装置的打开方式,制导降落伞的滑翔动力模式,3°自由或6°自由货物/缓冲装置下降模式。

▲预测非制导载荷投送区域的工具。

▲获得飞机实时状态数据的传感器系统。

▲人机图像接口,由多组显示器组成,显示有飞机的轨迹、希望的计算空投点(CARP)、制导降落伞允许投放的区域、实际的CARP点与/或在地图上预测的载荷下落的轨迹、投放区附近的图像等。

PADS系统的膝上PC电脑与投放式探测器一起使用,后者负责探测大气数据。整个系统使用MIL-STD-1533总线,用于飞行中飞机数据的链接,可以实时获取探测器的数据。安装在PC上的“作战追踪”Ⅱ软件可以在飞行中接收风、目标或其他载荷数据更新。

空投受风的影响很大,运输机要根据风的情况确定空投点,以前运输机获得的风速信息常常是12个小时之前的旧信息,使用PADS技术后,运输飞机可以实时获得最新的大气信息以及精确的空投动力学模型,能够不断地调整CARP空投点。另外,空运飞机还可以根据获得的数据进行投放后分析,追踪投放后的货物轨迹。

支持弹道式空投型PADS样机的研制于1998年年未开始,2003年开始实战应用评估,用C-17运输机分别从6000米和7500米的高度进行空投试验。2004年,弹道式空投PADS系统研制成功,首批10套PADS系统已经交付部队进行初始作战应用。

支持制导空投的改进型PADS系统于2003年开始研制,该系统可使机组人员将规划文件的更新信息上传给制导空投系统。研究内容还包括:通用型空投制导与控制算法,用于支持2270-4540公斤级降落伞空投规划;使膝上PC电脑可以在10500米高度工作;使PADS系统与制导系统之间实现无线连接。

2001年年末,在阿富汗的“持久自由”行动中,美国C-17运输机(从德国的拉姆施泰因基地出发)首次使用了该系统支持空投系统空投食品。当时C-17的机组人员在阿富汗上空执行22小时向阿富汗东部和北部地区空投食物任务。这套系统使空军不必用货盘即可空投食物,也省去货盘化装卸货物的麻烦。

AGAS可承受制导空投系统由美国Vertigo公司研制,是一种低滑行轨迹控制系统,特点是成本很低,使用现有的降落伞和A-22空投包裹。

AGAS包含如下部分:制导、导航、控制(GN&C)电子元件以及软件,一个风探测器,任务规划软件,机电式降落伞上升作动系统。系统制导、导航、控制设备位于载荷的上面,机电式上升作动硬件与降落伞的上升装置连接。当上升装置启动时,降落伞变形,使它向相应的方向滑翔,从而起到控制降落方向的作用。空投之前,首先投放风探测器,探测器将风的数据传到飞机上或地面上的膝上PC电脑,电脑中的任务规划软件计算出弹道以及载荷的投放点,这些数据又被上传到AGAS装置上的GN&C飞行计算机中,生成必要的下降时滑翔路径修正数据,通过启动降落伞的上升装置,控制降落伞的滑行方向,达到精确着陆的目的。从投放高度到地面有一系列弹道点,该弹道由计算机根据风探测器获得的数据计算而来。

2003年,AGAS曾进行过演示,它将6个载荷投送到了目的地,精度为26米,投送高度为3000米。该系统的载荷为90-4540公斤。

GDS普通投送系统由美国STARA技术公司研制,是一种小型自主制导空投系统。据称,它是世界上唯一一种能够由无人机投放的轻型制导系统,能够投放重量在1-182公斤的载荷,投放精度30米。GDS系统的载荷包括生化制剂探测器和子弹药。

STARA技术公司称,在伊拉克和阿富汗,虽然无人机证明了它可以作为有效的侦察工具使用,但它还不能成为有效的攻击平台。将无人机转化成攻击飞机,面临两个难题:第一,缺乏适合无人机携带的轻便型子弹药;第二,由于无人机速度很慢,不得不在轻武器射程之外的高度飞行,无人机难以保证将子弹药投放到目标上方。GDS系统正是针对第二个问题而研制的,它使无人机可以将子弹药准确地投放在目标的上方。与自由下落的常规降落伞不同,GDS使用GPS技术,可自主飞向目标。无人机能够利用监视设备选择目标,并为翼伞投送系统编程,将子弹药准确投送到目标上空,并以很高的精度将目标摧毁。

“尖叫者”快速投送系统由美国Strong Enterprise公司研制,该系统使用了小型可操纵空气冲压(RAD)漏斗形降落伞。当接近预定高度时,自动作动装置释放一个大的引导伞,接着又抽出一个或多个大的传统的圆形回收伞,以传统的方式将货物降落到地面上。

小型可操纵队RAD伞大大缩短了货物在空中停留的时间,减小了货物暴露的可能性,同时也减小了货物随风的漂移量,有利于更精确的降落。RAD带有GPS制导系统,可与大多数现有货物以及空投降落伞系统兼容或结合在一起。只要相对很少的改动,现有的货物都将具备防区外投送能力。

加 拿 大

带伞的“雪雁”投送与侦察无人机由加拿大MMIST公司研制,是一种新颖的低成本投送与侦察遥控无人机,机背上装了一个矩形滑翔伞。它应美国特种作战司令部对传单抛撒系统的需求而研制,但这种无人机的性能超出了特种作战司令部的要求,除了可以抛撒传单外,还可以用于监视和补给。美国特种作战司令部已经订购了30套,现正在进行操作试验,未来购买数量可能会增加到200套。

“雪雁”的动力装置为一台80千瓦螺旋桨发动机。系统的任务规划软件可以安装在标准的PC电脑上,在部署之前,首先要将PC电脑中的任务计划下载到无人机的机载制导装置中。“雪雁”既可以从运输机上发射,又可以由通用地面车辆发射,如“悍马”高机动性多用途轮式车辆。后者通过将其加速到55公里/时,从地面把它发射出去。“雪雁”无人机的飞行速度在47-55公里/时,航程942公里,可持续飞行20小时,飞行高度可以达到7500米。

“雪雁”能够运送272公斤的补给或装备。燃油和货物存储箱采用模块化设计,使用者可以根据任务的不同改变两者的比例。无人机既可以直接降落在目标区卸下货物,也可以在飞行到目标区上空时空投货物。后一种情况时,“雪雁”无人机利用自己飞行中的感知能力,计算出空投所需的偏移量,之后弹出货物。降落伞以HALO(高空投下低空开伞)模式降落,这样可以提高对地面部队补给的准确度。

目前无人机上带有光电传感器、通信数据中继装置、下投式天气探测装置以及扩音器,将来还可能装备信号情报和电子战装备、心理战装备、生化武器探测器、搜索与营救设备等。“雪雁”的优势是成本较低,一套系统(含2架无人机)的价格只有75万美元。2005-2006年年末,美国特种作战司令部可能装备具有实战能力的“雪雁”无人机系统。

“夏尔巴人”伞降投送系统它是一种高空滑翔、空气冲压降落伞投送系统,可以从更高的高度和更远的距离投送大型货物。目前正在由MMIST公司研制。

“夏尔巴人”上面的控制装置使用了GPS接收机。它有三种降落方式:由系统控制装置自动引导降落伞降落、由放置在目标区的超高频信标遥控降落、由地面的操作人员引导降落。以上降落方式可以在飞行中改变,“夏尔巴人”的空投精度优于100米。

“夏尔巴人”使用先进的任务规划软件,可以确定最佳的投伞点,它还可以根据操作员的指令以及定时装置设定的时间值进行延迟投伞。“夏尔巴人”耐用性好,控制装置通过电动伺服机构控构伞绳,能够在多种硬地面上降落,无需维修。在高空投伞时遇到的所有温度条件下,它都可以操作自如。

使用不同的降落伞,“夏尔巴人”的载荷也不同:37平方米伞衣载荷为227公斤,74平方米为454公斤,83平方米为545公斤。系统还可以选装动力装置。

荷兰

“黑桃”小伞衣自主投送系统有160公斤、250公斤等多种型号,使用GPS接收机和不同的降落伞。荷兰空间公司曾于2004年对其进行了空投试验,精度优于100米。

从上个世纪90年代末开始,荷兰空间公司与国家航空航天实验室以及Aerazur公司一道开发了一系列GPS制导的自主投送系统,最终研制出了可以准确空投5吨重载荷的系统。荷兰空间公司根据荷兰皇家陆军的合同改进了“黑桃”系统,称为全自主GPS制导样机,使用荷兰皇家陆军KCT特种部队突击队员使用的G9降落伞。2001年8月,为了验证使用“黑桃”系统的降落伞的性能,荷兰皇家空军的一架C-130H-30运输机在荷兰弗里西岛的某试验场进行了4次试验。试验在不可能进行普通伞降的6级风气候条件下进行,并取得了成功。在接下来的试验中,验证了“黑桃”的飞行控制系统(一种基于作动器的系统,通过控制降落伞的两根操纵伞绳使系统在投送点安全着陆),并演示了降落伞在GPS制导下的飞行情况。

荷兰将订购50-75套“黑桃”系统,对“黑挑”系统感兴趣的主要是荷兰特种部队,包括陆军的KCT和荷兰皇家海军陆战队。该系统可以用来投送装备,配合陆战队员秘密插入敌方领土。如果需要扩大陆战队员的任务,“黑桃”系统还可以提供准确的空投补给。荷兰空间公司称,“黑桃”系统使得HAHO(指高空投下高空开伞)投伞成为可能。运输机可以待在己方空域,“黑桃”系统可以自主飞到40公里远处的降落点。系统投掷距离与投掷高度的比为3:1。

英国

CADS可控空投系统它是一种精确制导降落伞系统,由英国飞行燃料补给公司研制。

该系统使用空气冲压降落伞,伞上安装有制导装置。制导装置可以接收加密的无线电指令,并将其转换为降落伞的控制动作。如果制导装置没有接收到正确的加密信号,它将自动转入自动防故障模式,直到接收到正确信号为止。系统的控制方式有3种:人工控制、由地面100兆瓦发射机自动控制、由后面的伞兵用10兆瓦发射机在空中进行控制。

CADS系统可以携带68-227公斤的载荷,投送距离达到25公里,在超过7500米的高度进行HAH0和HALO模式空投时均可以发挥作用。据制造商称,系统调整简单,后勤保障容易;坚固耐用,可以重复使用,最短使用寿命为50次。当前CADS一般与Irvin-GQ空气冲压降落伞一起使用,已装备了世界上多个国家的部队,显示了它在各种环境下的灵活性。

德国

SLG-SYS自主空气冲压伞降系统这是一种可以全天候执行投送人员和装备任务的空投系统,由德国EADS公司与美国Prescott产品公司合作研制。SLG-SYS包括一个任务规划计算机和自动操纵装置(GPS/惯性制导作动装置),能在目标区外进行投送。货物空投后,降落伞打开,在自动作动器的帮助下,悬在空气冲压降落伞下面的载荷根据卫星和计算机的控制指令独立飞向指定着陆区。当货物接近预定的着陆区时,系统将载荷转到迎风的方向,并执行一个称为“动力闪光”的程序,开始着陆。

SLG-SYS自主空气冲压货物降落伞系统适合空投250-6000公斤的军用货物,如车辆、帐篷、武器装备、人道物资(净水系统、救援设备或医疗用品)。EADS公司称,SLG-SYS使特种部队士兵无论是在夜间、天气恶劣或不利地形的情况下,都可以在9000米高空从运输机上跳伞,并在50公里远处准确着陆。与士兵一起飞行的还有同样悬挂在空气冲压降落伞下面的越野车辆和装备。

精确投送系统的成功研制,将空降作战的后勤支援提高到了一个新水平,这种系统可以根据士兵的位置,准确地将补给品投送到士兵的手里,误差只有几十米。可以想象,在不久的将来,自己的后勤部长成为敌人后勤部长的荒唐事将不再发生。

  评论这张
 
阅读(649)| 评论(3)
推荐 转载

历史上的今天

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017