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中型运输机重装空投技术研究和发展

   发布时间:2017-11-06   [点击量:409]  


重装空投对于军事力量快速部署和展开以及救灾抢险等方面有非常重要的意义。这几年来重装空投系统技术引起了很多研究学者的关注。主要集中在空降作战中重型武器的投送,后勤物资补给以及抢险救灾等方面。国外重装空投技术起步早,发展快,实战应用经验多,理论研究和技术应用都比较成熟。而我国则相对起步较晚,发展缓慢,理论研究不太深入,实际应用上尚未进行大规模普及,研究重装空投技术具有相当重要的意义。

  1 研究背景

  美国早在在80年代则具备了全天候的空投技术。美军还全力发展超低空的空投技术,当时已经完成了运输机能实施在距地数米的高度精准投放,并且重型翼伞能在几十公里之外准确的把19000kg的重型货物精准遥控到定准的空投方位。俄罗斯也拥有超低空的空投技术,其重装空投系统最大空投能力也达到了20000kg,并研制了火箭缓冲空投系统,并且俄罗斯能把战车同驾驶员同时空投,着陆后就能投入到战斗中去,它也是实现载人重装空投的第一个国家。前苏联60 年代空投的重装运输机主要有安22,它是俄罗斯的主要重装空投运输机,其配套的重装空投系统有Ⅱ-7、Ⅱ-16两种型号,可以为空投运输车、火炮、履带式战车等提供空投平台,同时具有防翻滚且缓冲减震功能。

  我国重装空投技术起始于上世纪六十年代,1985年实现首批产品技术坚定,这一历程经历的二十年时间。但该系统在空投时仍时常发生性能不稳定的现象,空投能力及空投效率不高。至90年代末,受各种原因的影响,我国重装空投技术几乎处在停滞状态。过去,我国在重装空投技术和系统的研发上在很大程度上都依赖于外国,我国在重装空投技术方面的研究还相对之后。现如今,我国已经具备了进行重装空投技术研发的经验和条件,因此,走理论研究、试验应用并行的方针是我国重装空投技术发展的正确道路。在重装空投技术上,我们不仅要解决好当前连投技术上较为薄弱的地方,还应基于此,尽可能缩短空投件离机时间,增大空投件着陆密度。超低空空投、无货台空投、载入空投将成为今后我国重装空投技术的主流发展方向。

  2 重装空投研究现状

  目前,国外已完成了特定机型重装单投、连续试飞验证及操稳特性分析,正在全力研究飞行品质及精确空投系统的开发。美军的重装空投运输机主要有C-130、C-17、C-141和C-5,这些机型这些具备重装空投能力的运输机除了能运送、人员空降及货物空投之外,同时也能从战场撤离伤员,还可在高空测绘、气象探测、森林灭火、搜索救援、空中加油和无人驾驶飞机的引导与发射等多种任务中得到应用。C-130的最大单件空投为15900kg,其空投能力为20900kg,还配有连投设备,具备超低空空投的能力,一次性能连投 4 件单件在3600kg~4500kg的货物。最新型的C-17 环球霸王Ⅲ是军用运输机中拥有高度灵活性的战略装备,它的空投能力达到40000kg,使美军整体空运调动部队的能力得到显着提升。其拥有战略战术部署的空运能力,是当今世界上能够适应战略、战术任务于一体的运输机设备之一。C-141“运输星”曾是美空军主力战略运输机之一,于1965年装备部队,已于 2006 年全部退役,主要用于运送人员和物资,其空投能力为31500kg,最大单件空投为15900kg ,同时拥有连投的设备,一次可连投7 件单件在3600kg ~ 4500kg的装备或货物。美国现役最大的战略运输机是洛克希德C-5 银河号,能在相对较短的距离里起飞和降落并运载超大规格的货物,其空投能力为120000kg,配备的连投设备可连投10 件单件达4500kg的装备。前苏联在70年代的后期主要用的是伊尔-76、安124等机型,伊尔-76 运输机可空投单件为9300kg的货物,此时的运输机可以为空投自行火炮、坦克车、装甲车、大型运输车等提供平台,并运用气囊和泡沫板达到缓冲减震的功能。90年代末至今,我国新一代的重装空投系统研制成功,可空投单件为7400kg的最大重量货物并能连投。

  3 国内重装空投系统的发展情况

  我国重装空投事业有两个非常重要的发展时期:一是 80年代初期,我国设计出了第一代空投系统,在空投领域实现了从无到有的跨越,初步具备了空投作战的能力;二是2000年后到今,新一代数种型号的重装空投系统初步设计定型,并达到了通用化,同时加强了空降兵部队的空投能力与机动力,实现了重装空投能力的巨大跨越。当下,从运八等系列飞机上可以空投单件为7400kg的装备,同时可以从伊尔76机型上空投单件为9300kg的装备,大幅缩短了与国外先进技术水平的差距。

  我国重装空投系统的未来发展方向:一是重型化,尽可能的把空投能力提高到20000kg,并能空投轻型坦克和自行火炮、装甲车等,给空降兵提供更强大的火力支援;二是集装箱化,尤其是发展集装箱的指挥系统、厨房系统、医疗系统以及物资集装箱,使部队能够更方便的使用;三是发展重型翼伞精确空投系统,提高特种作战条件下飞机和重型装备的生存能力。在空投技术上,我国应着力发展连投、无伞空投、精确空投、无货台空投、超低空空投等技术,在技术研究上,应加强虚拟试验技术、空投系统地面试验技术的研发,尽量减少危险的、耗资大的空中实验。   4 重装空投的关键技术及难点

  重装空投技术是指超过一定重量的物资、装备进行空投时所应用的技术。目前己经成为空降兵部队空投作业主要的发展方向。研究重装空投系统及空投技术也成为运输机需要重点突破的重难点。国外的重装空投技术起步较早,发展快,实战经验多,理论研究和技术应用都比较成熟,而我国则相对起步较晚,理论研究不太深入,实际应用上处于引进、仿制、摸索阶段。

  空投时,货物在舱内的移动会引起飞机质心和转动惯量变化,严重影响飞机的操稳特性,尤其是投放瞬间,此时飞机的瞬时重心大大后移,甚至超过全机焦点使飞机处于静不稳定。对重装空投技术展开研究,有利于飞机操稳特性、空投效果及空投效率的提升,为飞机空投试验安全性和可靠性提供坚实的理论依据。

  发展重装空投涉及到多项关键技术和技术难点,主要如下:

  第一,重装空投操稳特性研究。操稳特性理论计算准确与否,直接关系到飞行安全和空投试飞成败。这些因素主要有:货物在飞机上的装载位置,空投货物重量,空投牵引比,飞机空投时的飞行速度,飞行高度,外界的气流扰动以及空投飞行的操纵规律等,只有理论计算结果与试飞数据相吻合,才能用于指导空投操作。

  第二,重型货物舱内运动及空投牵引比研究。根据货舱装载的重量重心限制,不同的货台装载不同的货位。空投时货物在舱内的运动对飞机的重心影响较大,但总的规律是牵引离机时间越长,危险性越大。找出货物在机舱内的运动规律,确定合理的牵引比是重装空投面临的又一关键技术。

  第三,无货台空投系统装载和投放相容性研究。采用货台进行空投时,货台在机舱内的运动有导轨及内部安装的货台锁进行导引和限动。空投时按照既定的操作程序和设定的逻辑,通过电气控制抛出牵引伞,并将对应的货台解锁,从而牵引货台出机,实现空投。无货台空投时,战车等装载物尺寸和重量大,空投此类空投时,装卸,限动,运载,快速解脱,舱内轨迹导引等都是必须突破的关键技术。

  第四,重装空投操纵技术研究。重装空投风险大,难度高,国内没有可供借鉴的成功经验。飞行员操纵时机或操纵动作不当都有可能造成飞机失速,带来严重后果。例如空投重量大于7400kg的货物时,飞机稳定性会短时丧失,因此必须对飞机的失速特性进行摸底试飞,以获得飞机失速特性和改出失速的操纵方法,因此,摸索出合理的操纵方法,是挖掘飞机进行重装空投潜力的重要方法。

  5 结语

  重装空投是空降兵遂行空降作战武器、弹药、车辆、装备等后继补给的主要方式,它对空降兵实施纵深布置兵力、突破敌方防线有着关键性的作用。因此国内外投入了大量的人力、物力和财力开展研究,其中,美俄两国的重装空投技术代表了该领域的最高水平,已突破了在高空、低空、超低空以及连投技术甚至人车一体空投等关键技术,为各种环境下的空降作战提供了重要的技术保障。文章阐明了重装空投的研究背景和意义,并就重装空投的国内外发展沿革情况进行了说明,指出了重装空投的关键技术和难点,对我国在该技术领域的发展有重要参考意义。

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