准确的空气排放
运输C-17 GLOBEMASTER III于1月18 2010向海地太子港郊区提供人道主义援助
本文介绍了北约国家高精度机载系统测试的基本原理和数据，描述了飞机的航行到释放点，轨迹的控制，以及卸货的一般概念，使它们能够准确着陆。 此外，本文强调了对精确放电系统的需求，并且读者熟悉有前途的操作概念。
值得注意的是，目前北约对准确下降的兴趣日益浓厚。 作为北约在反恐斗争中的第八大优先事项，北约国家武器局会议（北约，CNAD）已为特种作战部队准确下降。
今天，大多数跌落是通过在计算的空气释放点CARP（计算出的空气释放点）上飞行来实现的，这是基于风，系统弹道和飞机速度计算的。 防弹表（基于该降落伞系统的平均弹道特性）确定负载下降的CARP。 此平均数据通常基于数据集，该数据集包括与100的标准偏差米的偏差。 CARP通常还使用平均风（对于高度和表面附近的风）以及从释放点到地面的空气流的恒定轮廓（模式）的假设来计算。 从地面到高海拔的风模式很少是恒定的;偏差量取决于地形的影响和风流的气象特征的自然变量，例如风切变。 由于大多数现代威胁来自地面火灾，现代解决方案是在高海拔地区卸下货物并随后进行水平位移，这样可以使飞机从危险路线转移。 显然，在这种情况下，各种气流的影响增加。 为了满足高空降落（以下称为航空降落）的要求并防止交付的货物进入“错误的手”，北约CNAD会议上准确的机载降落得到了高度重视。 现代技术使许多创新方法的实施成为可能。 为了减少阻碍准确弹道下降的所有变量的影响，系统正在开发中，不仅是为了提高CARP计算的准确性，因为风廓线更精确，而且还有一个系统，无论力和方向如何变化，都能将坠落载荷处理到与地面预定冲击的点。风。
对可达到的机载跌落系统精度的影响
可变性是准确性的敌人。 过程变化越少，过程就越准确，这里空气下降也不例外。 机载过程中有许多变量。 其中包括不受控制的参数：天气，人为因素，例如，货物安全和船员行动/时间计算的差异，个别降落伞的穿孔，降落伞制造的差异，个人和/或团体降落伞的公开动态的差异以及它们的磨损的影响。 所有这些和许多其他因素都会影响任何机载系统（弹道或控制）的可实现精度。 一些参数可以部分控制，例如空速，航向和高度。 但由于飞行的特殊性，即使它们在大多数跌落期间也会有一定程度的变化。 尽管如此，近年来准确的机载下降已经走过了漫长的道路，并且自从北约成员投入并且正在大力投资技术和测试准确投放以来，它已经迅速发展。 目前正在开发许多精密跌落系统，并且在不久的将来，计划在这个快速增长的机会领域开发许多其他技术。
导航
本文第一张照片中显示的C-17具有关于精确丢弃过程的导航部分的自动功能。 使用CARP，HARP（高空释放点）或低空降落伞提取系统（LAPES）低空降落伞放电系统算法进行准确的C-17降落。 在该自动下降过程中，考虑弹道学，放电位置的计算，开始下降的信号，并且在重置时记录主要数据。
当在低空飞行时，当货物掉落时降落伞系统被部署，应用CARP。 对于高空坠落，HARP被激活。 注意，CARP和HARP之间的差异在于计算从高海拔下降时的自由落体轨迹。
C-17飞机飞行数据库包含各种类型货物的弹道数据，例如人员，集装箱或设备，以及相应的降落伞。 计算机允许您随时更新弹道信息并进行显示。 数据库将参数存储为由机载计算机执行的弹道计算的输入。 请注意，C-17不仅可以保存个人和个别设备/货物的弹道数据，还可以保存离开飞机的人员及其设备/货物的组合。
自从8月2004以来，JPADS SHERPA一直在伊拉克开展业务，当时Natick士兵中心在海军陆战队部署了两个系统。 以前版本的JPADS，例如Sherpa 1200s（如图），对1200磅的承载能力有限制，而专业索具通常形成重约2200磅的装置
在第一次战斗激增期间，2200级控制的货物组合了JPADS（联合精确空投系统）精确航空投掷系统。 由军队，空军和承包商代表组成的联合小组最近调整了该选项对JPADS的准确性
气流
释放倾卸的负载后，空气开始影响运动方向和下降时间。 C-17上的计算机使用来自各种机载传感器的飞行速度，压力和温度以及导航传感器的数据来计算气流。 风数据也可以使用来自实际下降区域（RS）或天气预报的信息手动输入。 每种数据类型都有其优点和缺点。 风传感器非常准确，但它们不能显示PC上的天气状况，因为飞机不能从地面飞到RS上方的给定高度。 地面上的风通常与高空气流不同，特别是在高海拔地区。 预测风是预测，它们不反映不同海拔高度的流速和方向。 实际流量曲线通常不依赖于高度线性。 如果实际风廓线未知且未在飞行计算机中输入，则默认情况下，CARP线性风廓线假设会添加到CARP计算误差中。 在执行了这些计算（或输入了数据）之后，将其结果记录在空中飞行数据库中，以便根据平均实际空气流量进行进一步的CARP或HARP计算。 LAPES技术不会使用风力降落，因为飞机会在所需的撞击点下方将货物放在地面上方。 C-17平面中的计算机计算在航向和垂直方向上的风漂移期间的净偏差值，用于在CARP和HARP模式中传导空中飞行。
风系统
在无线电探头中，使用具有发射器的GPS单元。 它由探针携带，探针在释放前在滴落区附近产生。 分析获得的位置数据以获得风廓线。 丢弃管理器可以使用此配置文件来调整CARP。
Wright-Patterson空军基地的空军传感器系统控制实验室利用10,6微米激光器在二氧化碳上开发了一种高能量双微米多普勒收发器LIDAR（光探测和测距 - 红外激光定位仪），用于测量高海拔地区的空气流量。 首先，它是为了在飞机和地面之间提供实时的3D风场地图，其次是为了显着提高从高处坠落的准确性。 它可以进行精确测量，典型误差小于每秒一米。 LIDAR的优点如下：提供完整的3D风场测量; 提供实时数据流; 在飞机上; 还有他的秘密。 缺点：成本; 有用范围受大气噪声的限制; 并要求对飞机进行微小改动。
由于时间和位置数据的偏差会影响风探测，尤其是在低海拔地区，测试人员应使用GPS DROPSONDE设备测量跌落区域内的风，尽可能接近测试时间。 DROPSONDE（或更完整地，DROPWINDSONDE）是一种从飞机上掉落的紧凑型工具（细长管）。 使用DROPSONDE中的GPS接收器设置气流，该接收器跟踪来自GPS卫星信号的射频载波的相对多普勒频率。 这些多普勒频率被数字化并发送到机载信息系统。 DROPSONDE可以在货机从另一架飞机到达之前部署，例如甚至从喷气式战斗机。
降落伞
降落伞可以是圆形降落伞，滑翔伞（跳伞翼），或两者兼而有之。 例如，在JPADS系统（见下文）中，滑翔伞或滑翔伞/圆形降落伞主要用于在下降期间制动货物。 “制导”降落伞提供JPADS飞行方向。 普通系统中的其他降落伞通常也用于最终下降部分。 降落伞控制线进入AGU（机载制导单元）空气引导装置，以塑造降落伞/滑翔伞来控制航向。 制动技术类别（即降落伞的类型）之间的主要差异之一是每种类型的系统可以提供的水平可实现的偏移。 在最一般的术语中，位移通常被测量为系统“在零风下”的升力/阻力空气动力学质量（升阻比）。 很明显，如果没有准确了解影响偏差的许多参数，计算可实现的位移要困难得多。 这些参数包括系统遇到的气流（风可以帮助或干扰偏差），下落的总可用垂直距离以及系统完全公开和规划所需的高度，以及系统在撞击地面之前需要准备的高度。 一般来说，滑翔伞提供从3到1的L / D值，混合动力系统（即用于受控飞行的高翼滑翔伞，接近地面撞击变成弹道，由圆形圆顶提供）给出2范围内的L / D / 2,5 - 1，而传统的圆形降落伞，由滑动控制，在0,4 / 1,0 - 1范围内具有L / D.
有许多概念和系统具有更高的L / D比率。 它们中的许多需要结构刚性的引导边缘或在展开期间“展开”的“翼”。 通常，这些系统在空中下落中使用起来更复杂且昂贵，并且它们也倾向于填充货舱中的整个可用容积。 另一方面，更传统的降落伞系统超过了货舱的总重量限制。
此外，对于用于从高空坠落货物并将降落伞开启延迟到低海拔HALO（高空低开度）的降落伞系统，可以考虑用于高精度航空投掷。 这些系统分为两步。 一般来说，第一阶段是一个小型的不受控制的降落伞系统，可以在高度的大部分轨迹上快速降低负荷。 第二阶段是一个大型降落伞，它靠近地面打开，最后与地面接触。 一般来说，这种HALO系统比控制下降系统便宜得多，并且它们不那么准确，如果同时丢弃几个货物集合，它们将导致这种货物“分散”。 这种传播将大于飞机的速度，乘以所有系统的公开时间（通常是一公里距离）。
现有和拟议的系统
着陆阶段尤其受到降落伞系统的弹道轨迹，风对该轨迹的影响以及控制穹顶的任何能力的影响。 评估轨迹并将其提供给飞机制造商以进入用于计算CARP的机载计算机。
然而，为了减少弹道轨迹的误差，正在开发新模型。 许多北约成员国正在投资精确跌落系统/技术，甚至更多国家希望开始投资，以满足北约要求和准确卸货的国家标准。
联合精密空投系统联合JPADS系统
精确下落不允许“有一个适合一切的系统”，因为负载的重量，高度，精度和许多其他要求的差异相差很大。 例如，美国国防部正在投资许多计划，作为称为联合精确空投系统（JPADS）的计划的一部分。 JPADS是一种可控的高精度航空降落系统，可大大提高精度（并降低色散）。
在降落到高海拔后，JPADS使用GPS和导航，导航和控制系统，准确飞行到地面上的指定点。 它的滑动降落伞带有自充气外壳，可让您在距离落点相当远的地方着陆，同时指向此系统可让您在50 - 75仪表精度的同时执行高空降落到一个或多个点。
一些美国盟友表示对JPADS系统感兴趣，而另一些则正在开发自己的系统。 来自同一制造商的所有JPADS产品在独立定位设备和任务调度程序中共享通用软件平台和用户界面。
HDT Airborne Systems提供的系统范围从MICROFLY（45 - 315 kg）到FIREFLY（225 - 1000 kg）和DRAGONFLY（2200 - 4500 kg）。 FIREFLY赢得了美国JPADS 2K / Increment I比赛，DRAGONFLY赢得了10000磅级比赛。 除了这些系统之外，MEGAFLY（9000-13500 kg）创造了有史以来最大的自充式圆顶的世界纪录，直到这个记录在2008中被打破，其中更大的GIGAFLY系统的载荷为40000磅。 今年早些时候，宣布HDT Airborne Systems与JPAD的11,6系统赢得了391百万美元的固定价格合同。 合同工作在Pennsokene市进行，并于今年12月2011结束。
MMIST提供系统SHERPA 250（46 - 120 kg），SHERPA 600（120 - 270 kg），SHERPA 1200（270 - 550 kg）和SHERPA 2200（550 - 1000 kg）。 这些系统由美国购买，并由美国海军陆战队和几个北约国家使用。
Strong Enterprises提供2磅级的SCREAMER 2000K和10磅级的Screamer 10000K。 自1999以来，她一直在JPADS上与Natick士兵系统中心合作。 在2007，该公司的50K SCREAMER系统2在阿富汗定期运行，101系统在1月2008下订购并交付。
波音公司的Argon ST子公司收到了一份合同，没有约定的交付日期，以及超轻量级JPADS超轻量级（JPADS-ULW）的购买，测试，交付，培训和物流价值数额不明的45百万美元。 JPADS-ULW是一种飞机驱动的圆顶系统，能够安全有效地提供250总重量 - 699磅从高处到海拔24500英尺。 工作将在史密斯菲尔德进行，预计将于3月2016完成。
使用阿富汗的JPADS系统从C-17倾倒了40箱人道主义援助物资
SHERPA
SHERPA是由加拿大公司MMIST制造的商业组件组成的递送系统。 该系统由一个可编程的小型降落伞组成，该降落伞配置了一个大型圆顶，一个降落伞控制单元和一个遥控器。
该系统能够使用各种尺寸的400-2200滑翔伞和AGU空气引导装置提供3-4磅货物。 在飞行之前，可以通过输入预定着陆点的坐标，可用的风力数据和货物特征来为SHERPA计划任务。
SHERPA MP软件使用数据创建任务文件并计算丢弃区域中的CARP。 从飞机上坠落后，夏尔巴系统的排气降落伞 - 一个小圆形稳定降落伞 - 部署了排气管。 排气降落伞安装在排气触发器锁上，可以编程为在降落伞打开后的预定时间运行。
SCREAMER
SCREAMER概念由美国公司Strong Enterprises开发，并在1999开始时首次引入。 SCREAMER系统是一种混合型JPADS，它使用排气降落伞沿着整个垂直下降引导飞行，并且还使用传统的圆形非管理穹顶进行飞行的最后阶段。 有两种选择，每种都有相同的AGU。 第一个具有500承载能力的系统是2200磅，第二个具有5000承载能力的系统是10000磅。
SCREAMER AGU由Robotek Engineering提供。 在提升能力为500 - 2200磅的SCREAMER系统中，使用面积为220 square的自充气降落伞。 ft。作为排气装载，最大载重量为10磅/平方英尺; 该系统能够高速通过大部分最恶劣的风流。 SCREAMER RAD在飞行的初始阶段使用重量为45磅的AGU从地面站或（军事应用）进行控制。
滑翔伞系统DRAGONLY，载重量为10000磅
用于精确空气输送联合系统的美国计划的首选系统，其负载容量为10000磅，名称为JPADS 10k，是HDT Airborne Systems公司的DRAGONFLY，这是一种完全自主的GPS引导输送系统。 通过带有椭圆形穹顶的制动降落伞来区分，她已经多次证明能够从预定的会合点落入150半径内。 仅在着陆点使用数据，AGU（机载制导单元）设备每秒计算一次4位置，并不断调整其飞行算法以确保最大精度。 该系统具有3.75：1的滑移率以确保最大位移，并且具有独特的模块化系统，允许您在圆顶折叠期间为AGU充电，从而将下降之间的循环时间缩短至小于4小时。 作为标准配置，它配备了HDT Airborne Systems的功能性Mission Planner规划器，它能够使用映射程序在虚拟操作空间中执行模拟任务。 Dragonfly还与现有的JPADS Mission Planner（JPADS MP）兼容。 该系统可以在离开飞机后立即拉出，或者使用传统的G-11排气套件和一个标准排气吊索重力下降。
DRAGONFLY系统是由美国陆军纳迪克士兵中心的JPADS ACTD小组与制动系统开发商Para-Flite共同开发的； Warrick＆Associates，Inc.，AGU的开发商； Robotek Engineering，航空电子设备供应商； 和Draper Laboratory，GN＆C的软件开发人员。 该计划于2003年开始，集成系统的飞行测试于2004年中开始。
可用系统AGAS（负担得起的引导空投系统）
Capewell和Vertigo AGAS是JPADS的一个例子，它有一个受控的圆形降落伞。 AGAS是承包商与美国政府的联合开发，始于1999年。 它在AGU装置中使用两个致动器，它们在降落伞和货物集装箱之间排列，并使用降落伞的相对自由端来控制系统（即降落伞系统滑动）。 四个自由端分蘖可单独或成对控制，提供八个控制方向。 该系统需要准确的风力剖面，以便在排放区域与其相遇。 在下降之前，这些轮廓以计划轨迹的形式被加载到AGU机载飞行计算机中，系统在下降期间沿着该轨迹“跟随”。 AGAS系统能够通过线路一直到地面的交汇点调整其位置。
ONYX
Atair Aerospace根据美国陆军SBIR第一阶段75-磅货物的合同开发了ONYX系统，并由ONYX进行了扩展，以实现2200磅的负载能力。 ONYX 75-pound降落伞系统将引导和两个降落伞之间的软着陆分开，在会合点上方设有自动充气制导炮弹和弹道圆形降落伞。 “畜群”算法最近被包含在ONYX系统中，该系统允许在大规模着陆期间系统之间的飞行中交互。
小型滑翔伞自主输送系统SPADES（小型Parafoil自主输送系统）
SPADES由一家荷兰公司与阿姆斯特丹国家航空航天实验室合作开发，并得到了法国Aerazur公司降落伞制造商的支持。 SPADES系统专为交付100 - 200 kg货物而设计。
该系统包括一个滑翔伞降落伞，其面积为35 m2，一个带有车载计算机的控制单元和一个货物集装箱。 它可以从30000脚的高度落下，移动距离为50 km。 它由GPS自动控制。 从高处跌落100英尺时，精度为30000米。 面积为46 m2的降落伞SPADES具有相同的质量载荷120 - 250 kg。
自由落体导航系统
一些公司正在开发空中发布的个人导航设备。 它们主要用于高空坠落，可立即打开HAHO降落伞（高空高开口）。 HAHO是在高空发生的超调，在离开飞机时部署了降落伞系统。 正如所料，这些自由落体导航系统将能够在恶劣天气条件下将特种部队引导至所需的着陆点，并最大限度地提高与坠落点的距离。 这最大限度地降低了检测入侵单位的风险，以及对交付飞机的威胁。
海军陆战队/海岸警卫队的自由落体导航系统经历了三个阶段的原型制作，所有阶段都由美国海军陆战队直接下令。 目前的配置如下：完全集成的民用GPS与天线，AGU和空气动力学显示器连接到伞兵头盔（由Gentex头盔系统制造）。
EADS PARAFINDER为自由落体中的军事跳伞者提供改进的水平和垂直位移（偏差）（即，从坠落负荷的着陆点位移），以实现其主要目标或在任何周围条件下最多三个替代目标。 伞兵将安装在头盔上的GPS天线和处理器单元放在皮带或口袋上; 天线提供有关伞兵头盔显示的信息。 头盔显示器向伞兵显示当前方向和期望的路线，其基于着陆计划（即，气流，下降点等），当前高度和位置。 显示屏还显示推荐的控制信号，显示要拉动哪条线，以便沿着任务规划器生成的弹道风线前往天空中的三维点。 该系统具有HALO模式，该模式将伞兵引导至着陆点。 该系统还被用作登陆伞兵的导航工具，将他引导到该组的聚集点。 它还可以在有限的能见度下使用，并最大化从跳跃点到着陆点的距离。 能见度有限可能是由于恶劣天气，茂密的植被或夜间跳跃。
发现
从2001开始，高精度空中轰炸迅速发展，并且在可预见的未来可能在军事行动中变得更加普遍。 准确下降是反恐斗争中的一项高度优先的短期需求，也是北约内部对LTCR的长期需求。 北约国家对这些技术/系统的投资正在增加。 准确下降的必要性是可以理解的：我们必须保护我们的机组人员和运输飞机，使他们有机会避免地面威胁，同时在广泛分布和迅速变化的战场上提供物资，武器和人员。
使用GPS改进的飞机导航提高了跌落的准确性，天气预报和直接测量方法为机组人员和作战规划系统提供了更加准确和高质量的天气信息。 准确下降的未来将基于可控制，可从高空部署，GPS导航，高效飞机坠落系统，将使用先进的任务调度功能，并将能够以实惠的价格为士兵提供准确的物流。 在任何时候和几乎所有天气条件下向任何目的地运送物资和武器的能力将在不久的将来成为北约的现实。 一些可访问和快速发展的国家系统，包括本文中描述的系统（以及类似的系统），目前正在以极少量使用。 在未来几年，我们可以期待这些系统的进一步改进，改进和升级，因为在任何时间和地点交付材料的重要性对于所有军事行动都至关重要。
在“持久自由行动”期间，来自布拉格堡的美国陆军装配工在装卸前装配燃料容器。 然后四十个容器的燃料飞出GLOBEMASTER III的货舱。
使用的材料：
军事技术12 / 2013
www.mmist.ca
www.strongparachutes.com
www.atair.com
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