Использование: изобретение относится к авиационной технике, в частности к управляемым парашютным системам с платформами для доставки различных грузов в труднодоступные районы стихийных бедствий, аварий, геологоспасательных и геологоразведочных работ. Система обеспечивает точное приземление грузов и сокращенные потери груза, а также позволяет применять систему в различное время суток и при различных погодных условиях. Сущность изобретения: парашютная система содержит планирующий парашют, подвесную систему, грузовую платформу и контейнер управления стропами парашюта. Управление осуществляется командным блоком путем создания управляющих перегрузок с помощью затягивания строп на основе анализа информации о маяке, размещенном в месте приземления груза. Анализ информации осуществляется блоком обнаружения, размещенным на грузовой платформе, связанным с командным блоком, один выход которого соединен с блоком управления, а другой выход обратной связью с блоком обнаружения. 3 ил.
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к управляемым парашютным системам с платформами для доставки различных грузов в труднодоступные районы стихийных бедствий, аварий, геологоспасательных и геологоразведочных работ. Известны управляемые планирующие парашютные системы (ПС), которые имеют различное решение средств управления аэродинамическими параметрами парашюта, например подтягивание строп, отстрел масс и т. д. Известна планирующая парашютная система для транспортировки полезной нагрузки которая содержит парашют в виде крыла, подвесную систему груз-парашют, а также блок управления стропами парашюта для изменения состояния крыла и траектории полета. Эта конструкция, как и другие известные системы, не обладает достаточной эффективностью, не обеспечивает точного приземления грузов, что приводит к значительным потерям грузов. Предлагаемая управляемая парашютная система для доставки грузов содержит планирующий парашют, подвесную систему, грузовую платформу и контейнер управления стропaми парашюта. На грузовой платформе дополнительно размещены блок обнаружения маяка с устройством обработки информации и блок выработки команд управления (командный блок), причем выход блока обнаружения связан с входом командного блока управления, один выход которого соединен с контейнером управления, а другой выход обратной связью с блоком обнаружения. С увеличением количества чрезвычайных ситуаций, таких как чернобыльская авария, кораблекрушения, землетрясения, возникновением локальных вооружениях конфликтов (Югославия, Армения, Абхазия), когда необходима доставка продовольствия, медикаментов, спасательной техники в труднодоступные районы, остро встает задача точной доставки грузов в строго заданный район или на площадку, ограниченную малыми размерами, площадь в городе, палубу корабля и т. д. порой в трудных погодных условиях (ветер, шторм, ночное время суток). Эти задачи решаются с применением предлагаемого изобретения, в соответствии с которым изменение аэродинамических параметров парашюта осуществляется на основе анализа информации о маяке, расположенном в месте приземления груза. Анализ информации и выработка команд управления осуществляются блоком обнаружения и командным блоком в соответствии с заданной программой функционирования. В зависимости от наличия на месте приземления груза маяка того или иного типа на платформе устанавливается соответствующий тип датчика, выполненный в модульном варианте. Могут применяться датчики маяка, основанные на различных физических принципах, или работающие на тепловой контраст, или комбинированные. Обнаружение маяков может осуществляться с помощью пассивных средств обнаружения, активных (с помощью систем излучения и приема сигналов) или полуактивных средств (с подсветкой маяка). Применение парашютной системы, практически самонаводящейся на маяк, позволяет достичь точности приземления груза 5-150 м в зависимости от условий применения, сократить потери груза до 20% а также применять систему в различное время суток и при различных погодных условиях. На фиг. 1 показана последовательность функционирования управляемой парашютной системы; на фиг. 2 представлена блок-схема системы; на фиг. 3 схема блока обнаружения для ИК-диапазона. Управляемая парашютная система (ПС) содержит планирующий парашют 1, грузовую платформу, контейнер 2 управления стропами, установленные на грузовой платформе блок 3 обнаружения и командный блок 4 для выработки команд управления. В системе применяется серийный управляемый парашют в виде крыла, например УПГ-0,1 или ПО-300, и серийная платформа для размещения груза, которая имеет амортизирующие элементы для смягчения удара при приземлении. Контейнер управления применяется также серийный и включает источник питания и блок управления, состоящий из механического привода строп с электродвигателями и усилителями мощности. Блок обнаружения различный для разных диапазонов длин волн, для ИК-диапазона может содержать ИК-датчик маяка, представляющий гироскопическое следящее устройство с электронным блоком, механизм прокачки, блок разгона ротора следящего гироскопа. Гироскопическое следящее устройство непрерывно совмещает оптическую ось объектива датчика маяка, воспринимающего ИК-излучения, с направлением на маяк. Датчик маяка формирует управляющий сигнал, пропорциональный угловой скорости линии визирования, и содержит (фиг. 3) приемное устройство 5, электронный блок 6, логическое устройство 7, узел 8 коррекции, устройство 9 сканирования и устройство 10 пеленга. Командный блок 4 содержит стандартные элементы фазовый детектор пеленга, вычислитель разности сигналов пеленга, счетчик нуля пеленга, коммутатор коррекции и устройство формирования команды управления и может быть выполнен на базе микропроцессора. Процесс управления и выведения парашютной системы на маяк можно представить в виде следующих этапов: выведение системы в область местной вертикали к точке размещения маяка с 2-мя проходами над маяком разворот системы курсом от маяка после первого обнаружения. Выбор оптимальных параметров планирования ПС и разворот курсом на маяк; сближение системы с маяком по траектории с оптимальным углом планирования к плоскости земли. Система функционирует следующим образом. В зависимости от наличия на месте приземления груза маяка того или иного типа на платформе устанавливается соответствующий блок обнаружения, выполненный в модульном варианте, например действующий в ИК-диапазоне. Летчик выводит самолет (вертолет) в район бедствия и осуществляет предварительное целеуказание. Выброс парашютной системы с грузовой платформой осуществляется через грузовой люк носителя любым известным способом, например с помощью транспортера. После стабилизации ПС начинается режим поиска и обнаружения маяка путем сканирования подстилающей поверхности по сходящей спирали до момента обнаружения и захвата маяка. Закон поиска маяка определяется из условия осмотра подстилающей поверхности без пропуска в телесном угле с учетом ветрового сноса. При сканировании информация о маяке поступает на приемное устройство 5 датчика маяка, находящееся на роторе гироскопического следящего устройства. В блоке 6 происходит анализ полученной информации и принятие решения о наличии маяка. Затем сигнал усиливается по мощности и поступает на логическое устройство 7. Если маяк обнаружен, то сигнал через блок 8 в виде сигнала коррекции поступает в приемное устройство 5 датчика маяка и датчик переходит на режим слежения. Если маяк не обнаружен, происходит дальнейшее сканирование подстилающей поверхности: информация от устройства 9 сканирования через логическое устройство 7 поступает в блок 6, где происходит обработка информации, поступившей на следующих этапах сканирования. Для исключения ложных захватов маяка парашютная система должна два раза пройти над маяком. В момент прохода системы над маяком в первый раз срабатывает счетчик 10 пеленга, по сигналу которого в командном блоке 4 формируется команда управления стропами, которая передается в контейнер 2 управления, при этом отключается управление по угловой скорости линии визирования и начинается разворот ПС от маяка на 360 о. После завершения разворота на 360 о происходит полет ПС курсом на маяк до момента второго прохода над целью. На участках разворота ПС управление осуществляется по углу пеленга, а на участках планирования по угловой скорости линии визирования. В момент фиксации счетчиком 10 пеленга второго прохода над маяком затягиваются обе стропы управления для ускорения снижения системы и достижения заданного угла пеленга оптимального для осуществления планирования к маяку. После этого происходит разворот курсом на маяк. Момент разворота определяется по величине сигнала пеленга в связанной системе координат. По завершении разворота курсом на маяк начинается этап наведения на маяк. Управление осуществляется по двум составляющим сигнала коррекции U ку и U кz . Вектор скорости ПС всегда направлен по линии визирования маяка. Так как планирование происходит против ветра, аэродинамическое качество ПС изменяется за счет одновременной затяжки и ослабления обеих строп и тем самым изменяется направление вектора скорости системы в плоскости местной вертикали. Таким образом, управление в плоскости местной вертикали производится в зависимости от фазы сигнала коррекции U ку путем симметричного затягивания или ослабления строп управления, а управление в плоскости земли производится по фазе соответствующего сигнала коррекции U кz путем ограниченного по величине затягивания или ослабления одной из строп от их симметричного положения. Для осуществления мягкой посадки по сигналу высотомера, расположенного на платформе, на определенной высоте затягиваются обе стропы управления на оптимальную длину. Для исключения попадания груза в костер, когда он используется в качестве маяка, в командном блоке 4 предусмотрена схема смещения. Проведенные испытания и математическое моделирование подтвердили эффективность системы с достижением указанных выше результатов.
Система обеспечивает возврат аппаратуры в заданную точку и исключает непосредственное участие человека при диагностике опасных для человека территорий. Система может применяться в различных погодных условиях и в различное время суток, многократно. Система содержит планирующий парашют с грузовой платформой блок обнаружения маяка, командный блок, блок управления стропами парашюта, инерциальную навигационную систему, блок формирования управляющих сигналов на включение (выключение) и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы и блок диагностики района поверхности Земли. 9 ил.
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к управляемым парашютным системам, которые могут применяться для различных целей: для доставки грузов в труднодоступные районы, районы стихийных бедствий, аварий, для диагностики и разведки различных районов и т.д. С увеличением количества экологических катастроф, таких как Чернобыльская авария, загрязнение лесов и полей, тундры и тайги отходами военной деятельности и нефтью встает задача точной диагностики и разведки различных районов земной поверхности без участия человека из-за труднодоступности и/или вредных воздействия. Известны средства для доставки измерительной и диагностической аппаратуры с помощью вертолетов, недостатком которых является возможность попадания человека в опасные условия (радиоактивные излучения и т.п.). Известны средства для доставки аппаратуры с помощью зондов и ракет, недостатком таких систем является необходимость наличия телеметрического или возвращаемого блоков, что в условиях труднодоступных районов затруднительно сделать. Эти задачи можно решить с помощью управляемой парашютной системы. Известна планирующая парашютная система для транспортировки полезной нагрузки (патент США N 4865274, кл. B 64 D 17/34, заявл. 29.04.88 - прототип), которая содержит парашют в виде крыла, блок управления стропами парашюта для изменения состояния крыла и траектории полета. Данная конструкция не обеспечивает точной доставки груза. Известна управляемая парашютная система для доставки различных грузов в труднодоступные районы стихийных бедствий, аварий и т. п. (патент РФ N 2039680, кл. B 64 D 17/34, заявл. 08.06.93), которая содержит планирующий парашют, подвесную системы, грузовую платформу и контейнер управления стропами парашюта. Управление осуществляется командным блоком в соответствии с заданной программой функционирования путем создания управляющих перегрузок с помощью затягивания строп на основе анализа информации о маяке, размещенном в месте приземления груза. Анализ информации осуществляется блоком обнаружения маяка, размещенном на грузовой платформе, связанным с командным блоком, один выход которого соединен с блоком управления стропами парашюта, а другой - обратной связью с блоком обнаружения маяка. В зависимости от наличия на месте приземления груза маяка того или иного типа на платформе устанавливается соответствующий тип датчика, выполненный в модульном варианте. Могут применяться датчики маяка, основанные на различных физических принципах или работающие на тепловой контраст, или комбинированные. Обнаружение маяков может осуществляться с помощью пассивных средств обнаружения, активных (с помощью систем излучения и приема сигналов) или полуактивных средств (с подсветкой маяка). Однако эта конструкция как и другие известные системы не позволяет решить задач автономной разведки и диагностики с возвращением платформы с аппаратурой в заданную точку. Задача решается с помощью предлагаемой управляемой парашютной системы, наводящейся на маяк, размещенный в необходимом месте, и имеющей планирующий парашют типа "крыло", грузовую платформу, последовательно соединенные блок обнаружения маяка, командный блок, второй выход которого соединен с входом блока обнаружения маяка и блок управления стропами парашюта. Управляемая парашютная система дополнительно содержит последовательно соединенные инерциальную навигационную систему, второй выход которой соединен с вторым входом командного блока, блок формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы, второй выход которого соединен с входом инерциальной навигационной системы, третий выход и второй вход соединены соответственно с вторым входом и вторым выходом блока обнаружения маяка, и блок диагностики района поверхности Земли. Полет ПС по заданной траектории осуществляется с помощью изменения аэродинамических параметров по командам от инерциальной навигационной системы, а разворот ПС на обратный курс и посадка в районе расположения маяка осуществляется изменением аэродинамических параметров парашюта по командам от блока управления стропами и блока обнаружения маяка, осуществляющего поиск в районе посадки. Применение парашютной системы с возвратом в заданную точку земной поверхности позволяет достичь точности приземления груза в пределах 5 - 60 м в зависимости от условий применения, уменьшить риск воздействия вредных воздействий на человеческий организм, а также применять систему при различных погодных условиях и в различное время суток многократно и при малых затратах. Таким образом, налицо новое структурное выполнение управляемой системы, а также наличие неочевидных связей между блоками системы, что позволяет реализовать задачу диагностики района с возвратом в заданную точку земной поверхности с требуемой точностью. На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 - структурная схема блока обнаружения маяка для ИК диапазона; на фиг. 3 - структурная схема командного блока; на фиг. 4 - структурная схема контейнера управления стропами парашюта; на фиг. 5 - структурная схема инерциальной навигационной системы; на фиг. 6-9 - блок-схема алгоритма работы блока формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы. Управляемая парашютная систем (ПС) для диагностики заданного района поверхности Земли включает планирующий парашют 1 с грузовой платформой, последовательно соединенные блок обнаружения маяка 2, командный блок 3, блок управления стропами парашюта 4 (контейнер управления) и последовательно соединенные инерциальную навигационную систему 5, блок 6 - формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы и блок диагностики района поверхности Земли 7, при этом второй выход командного блока 3 соединен с входом блока обнаружения маяка 2, второй выход инерциальной навигационной системы 5 соединен с вторым входом командного блока 3, второй выход блока 6 соединен с входом инерциальной навигационной системы 5, а третий выход и второй вход блока 6 соединены соответственно с вторым входом и вторым выходом блока обнаружения маяка 2. В системе применяется серийный управляемый парашют в виде крыла, например УПГ-0,1 или ПО-300, и серийная платформа для размещения блока диагностики района поверхности Земли и блока обнаружения маяка, которая имеет амортизирующие элементы для смягчения удара при приземлении. Для реализации функций, присущих данной системе
А) управления блоком диагностики района поверхности Земли 7 и блоком обнаружения маяка 2 в соответствии с временной циклограммой полета и заданий начальных условий;
Б) управления инерциальной навигационной системой 5;
В) обработки информации, поступающей с выхода инерциальной навигационной системы 5
Может быть применен блок 6 формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы (бортовой компьютер). Достоинством такого блока является возможность перенастраивания бортовой программы от любого типа IBM - 286, 386, 486, в которой записана в виде программы на языке высокого уровня временная циклограмма ПС. Блок формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы выполняется на базе серийных элементов, например 1830 BE31. В зависимости от задачи блок диагностики района поверхности Земли 7 может включать в себя датчики измерения излучений (радиолокационных, оптических. ..), фотоаппарат, датчик замера температур, загрязненности атмосферы (в видимом и инфракрасном диапазоне) и т.п. Инерциальная навигационная система 5 включает в себя блок выработки моментов компенсации 8, блок инерциальных элементов 9, вычислительное устройство 10 и может быть выполнена согласно фиг. 5. Блок обнаружения маяка 2 - различный в зависимости от диапазонов длин волн, для ИК- диапазонов может содержать ИК-датчик маяка, представляющий гироскопическое устройство с электронным блоком и схемой сканирования, механизмом прокачки, блоком разгона ротора следящего гироскопа, или радиосистему, включающую в себя радиомаяк (передатчик сигналов) и приемник радиостанции, выполненной по супергетеродинной схеме с одним преобразованием частоты (например, серийная радиостанция P-855 A1). Излучение исследуемого объекта (костра) фокусируется объективом на стеклянный диск-растр с чередующимися прозрачными и непрозрачными секторами. При этом число пар секторов увеличивается от края к центру с 6 до 12 штук. Растр центрирован относительно оптической оси объектива и установлен вместе с последним на роторе гироскопа. На кардановом подвесе последнего расположен фотоприемник, а между ним и растром установлен световод. Ротор гироскопа представляет собой постоянный двухполюсный магнит, частота fp которого поддерживается постоянной электромагнитной системой. Сигнал с фотоприемниака проходит через полюсный фильтр с резонансной частотой f рез = 12 fp, детектируется, усиливается усилителем мощности и поступает в катушку коррекции. При взаимодействии магнитных полей катушки коррекции и вращающегося постоянного магнита образуется механический момент, под действием которого гироскоп прецессирует в нужном направлении, удерживая источник излучения в поле зрения. В установленном режиме слежения ток коррекции пропорционален угловой скорости линии визирования. Из тока формируется команда управления, соответствующая угловой скорости визирования. Связь подвижной и неподвижной системы отсчета, связанных с ротором гироскопа и корпусом блока соответственно, устанавливается с помощью обмоток-датчиков генератора опорных сигналов (ГОН) и оптической осью блока обнаружения маяка. Продольные оси обмоток ГОНа перпендикулярны продольной оси корпуса. У механизма прокачки блока обнаружения маяка 2 на траектории движения ПС углы тангажа и крена могут достигать величины +50 o . Угол прокачки следящего ротора гироскопа 40 o . Поэтому возникает необходимость доворачивать блок обнаружения маяка на траектории движения ПС, когда следящий гироскоп подходит к конструктивному упору и может произойти срыв автосопровождения объекта (костра). Доворот обеспечивает увод упора от следящего гироскопа. Механизм прокачки обеспечивает поворот изделия в двух перпендикулярных плоскостях вокруг осей, проходящих через катушки ГОН-0 o и ГОН-90 o и центр блока обнаружения маяка в его поперечном сечении. Поворот вокруг осей, связанных с катушки ГОНа, обеспечивает сохранение связанной системы координат. Схема сканирования обеспечивает управление ротором гироскопа через катушки коррекции по заданному закону. В обнаружителе происходит установка пороговых значений сигнала информации и вырабатывается команда на отключение сканирования, разориентирование следящего гироскопа и начало автосопровождения объекта (например, костра). Пример одного из вариантов выполнения блока обнаружения маяка 2 приведен на фиг. 2. Датчик маяка формирует управляющий сигнал, пропорциональный угловой скорости линии визирования, величина которой рассчитывается на основании сигналов ИК-канала или радиосигналов в 2-х перпендикулярных плоскостях. Командный блок 3 содержит стандартные элементы - фазовый детектор пеленга, вычислитель разности сигналов пеленга, счетчик нуля пеленга, коммутатор коррекции, устройство формирования команды управления и может быть выполнен на базе микропроцессора. Пример одного из вариантов выполнения блока 3 приведен на фиг. 3. Структурная схема блока управления стропами парашюта 4 (контейнера управления) приведена на фиг. 4. Процесс управления и выведения ПС на траекторию полета и возвращение в точку старта можно представить в виде следующих этапов: этап программного полета ПС по заданному полетному заданию; этап разворота ПС на обратный курс; этап вывода в район маяка посадки и посадки ПС. Изобретение может быть реализовано следующим образом:
Перед полетом самолета в блок 6 формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы ПС с помощью клавиатуры заводится полетное задание, представляющее параметры траектории полета , высоту полета над районом диагностики, временную циклограмму полета. Временная циклограмма полета включает в себя в зависимости от условий полета время или дальность начала и конца функционирования блока диагностики района поверхности Земли 7, время включения блока обнаружения маяка 2 (при необходимости) для выделения диагностируемой зоны на поверхности земли. Летчик выводит самолет (вертолет) в заданный район и осуществляет выброс парашютной системы с грузовой платформой через грузовой люк носителя любым известным способом, например с помощью транспортера. В момент сброса начинается отсчет начала времени полета ПС. После стабилизации ПС начинается режим полета по программной траектории, осуществляемый с помощью инерциальной навигационной системы 5. Сигналы от блока инерциальных элементов 9, включающих акселерометры и гироскопические датчики угловой скорости, обрабатываются в вычислительном устройстве 10 и поступают в блок выработки моментов компенсации 8. Сигналы с блока инерциальной навигационной системы 5 подаются в командный блок 3. В командном блоке 3 вырабатываются сигналы, поступающие в блок управления стропами парашюта 4, для подтягивания управляющих строп (левой, правой) парашюта. Изменение аэродинамических характеристик парашюта приводит к изменению параметров траектории движения ПС, что сразу же фиксируется в блоке инерциальных элементов 9 с помощью акселерометров. По информации блока 9 в блоке 10 рассчитывается дальность и скорость полета, которые фиксируются в блоке 6 формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы как функции времени полета, отсчитываемого от нулевого момента. При достижении требуемого в полетном задании времени или дальности от блока 6 поступает команда на включение блока диагностики района поверхности Земли 7. Блок диагностики района поверхности Земли 7 включается на основании команд от блока 6 формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы либо от блока обнаружения маяка 2, если в зоне осмотра имеется ярко выраженный маяк (горящий лес и т.п.). Режим включения блока диагностики поверхности Земли 7 определяется временной циклограммой полета, составленной для каждого конкретного применения ПС. Контроль заданного времени осуществляется в блоке 6 программно. Контроль заданной дальности осуществляется по информации от инерциальной навигационной системы 5 за счет двойного интегрирования ускорения ПС. Окончание работы регистрирующих, измеряющих и фотографирующих приборов блока диагностики района поверхности Земли 7 также осуществляется от бортового компьютера 6. После окончания диагностирования района поверхности Земли начинается разворот ПС на обратный курс за счет подачи команды управления стропами, которая передается в блок управления стропами парашюта 4, при этом отключается инерциальная навигационная система 5 и управление по угловой скорости линии визирования, и начинается разворот ПС на 180 o . После завершения разворота на 180 o происходит включение инерциальной навигационной системы 5, информация от которой поступает в командный блок 3 для выработки соответствующего сигнала управления стропами. Возвращение ПС в заданный район расположения маяка (посадки) осуществляется за счет программного полета ПС по командам от инерциальной навигационной системы 5, причем начальные условия в инерционную навигационную систему вводятся из памяти блока 6. Для устранения пролета точки посадки в определенный временной циклограммой момент времени из блока 6 подается команда на включение блока обнаружения маяка 2, осуществляющего поиск маяка. При появлении сигнала от маяка (ИК, ММ, комбинированного) инерциальная навигационная система 5 отключается от управления ПС и переводится в режим резервирования. Для исключения ложных захватов маяка парашютная система должна иметь соответствующий алгоритм управления сближения с маяком, например обеспечение двойного прохода над маяком, организация комбинированного блока обнаружения маяка, наличие которого позволяет резко повысить помехоустойчивость датчика. При идентификации маяка происходит разворот ПС курсом на маяк. Момент разворота определяется о величине сигнала пеленга в связанной системе координат. С завершением разворота курсом на маяк начинается этап наведения на маяк. Управление осуществляется по двум составляющим сигнала коррекции ПС. Вектор скорости ПС всегда направлен по линии визирования маяка. Для исключения ложных захватов маяка парашютная система должна два раза пройти над маяком. В момент прохода системы над маяком первый раз срабатывает счетчик пеленга, по сигналу которого в командном блоке 3 формируется команда управления стропами, которая передается в блок управления стропами парашюта 4, при этом отключается управление по угловой скорости линии визирования и начинается разворот ПС от маяка на 360 o . После завершения разворота на 360 o происходит полет ПС курсом на маяк до момента второго прохода над объектом. В момент фиксации счетчика пеленга второго похода над маяком затягиваются обе стропы управления для ускорения снижения системы и достижения заданного угла пеленга, оптимального для осуществления планирования к маяку. После этого происходит разворот курсом на маяк, который осуществляется как показано выше. В случае незахвата маяка информация от инерциальной навигационной системы 5 анализируется в блоке 6 формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы и в зависимости от анализа либо подается команда на наведение в программную точку на поверхности Земли, либо дается команда на продолжение полета ПС по программной траектории. Под программной точкой на поверхности Земли понимается псевдомаяк, координаты которого формируются на основе информации от инерциальной навигационной системы.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Управляемая парашютная система, содержащая планирующий парашют с грузовой платформой, последовательно соединенные блок обнаружения маяка, командный блок, второй выход которого соединен с входом блока обнаружения маяка, и блок управления стропами парашюта, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит последовательно соединенные инерциальную навигационную систему, второй выход которой соединен с вторым входом командного блока, блок формирования управляющих сигналов на включение/выключение и задание начальных условий для инерциальной навигационной системы, второй выход которого соединен с входом инерциальной навигационной системы, третий выход и второй вход - соответственно с вторым входом и вторым выходом блока обнаружения маяка, и блок диагностики района поверхности Земли.29 декабря 2017 года агентство "Интерфакс-АВН" , новая управляемая парашютная платформа массой до четырех тонн, разработку которой ведут ряд российских компаний, обеспечит высокую точность доставки грузов в заданную точку. Об этом сообщили "Интерфаксу-АВН" в пятницу в оборонно-промышленном комплексе.
Американские управляемые парашютные платформы системы Joint Precision Airdrop System (JPADS) в полете (с) армия США
"Данную парашютную платформу предполагается использовать для доставки грузов в интересах Воздушно-десантных войск, а также других структур", - сказал собеседник агентства.
По его словам, система автоматического управления позволит парашютной системе с высокой точностью осуществить посадку в заданной точке на поверхности земли с минимально возможной горизонтальной и вертикальной скоростью.
"На протяжении всего полета управление будет осуществляться в автоматическом режиме. Предусматривается возможность изменения координат точки посадки в процессе полета. Система управления платформой с навигацией по сигналам спутниковых навигационных систем "Глонасс"/GPS обеспечит точность приземления с круговым вероятным отклонением 100 м", - сказал собеседник агентства.
Он сообщил, что в работах по проекту задействованы Авиационный комплекс имени С.В.Ильюшина, НИИ аэроупругих систем, компании "Универсал" и "Авиатранс".
По словам российского эксперта в области беспилотных систем Дениса Федутинова, актуальность данной задачи обусловлена необходимостью повышения точности при доставке грузов, что часто не обеспечивается имеющимися техническими средствами.
"В случае успешного реализации данного проекта можно предположить возможности применения данной платформы не только для решения задач, стоящих перед Вооруженными силами России в целом и ВДВ в частности, но и перед другими структурами, к примеру, МЧС", - сказал Д.Федутинов.
Комментарий bmpd. Тематика управляемых парашютных платформ широко развивается за рубежом, где уже создано значительное количество таких систем, в том числе и нашедших применение в западных вооруженных силах. В частности, активно реализуется семейство управляемых парашютных систем Sherpa канадской компании MMIST, с 2004 года применявшихся корпусом морской пехоты США в Ираке, и эксплуатируемых также вооруженными силами ряда стран НАТО. Система Sherpa позволяет использовать парашютные платформы массой до 10 тысяч фунтов (4500 кг). Sherpa может также использоваться в варианте с двигателем.
Армия и ВВС США с 2006 года эксплуатируют совместно разработанную систему Joint Precision Airdrop System (JPADS), серийно изготавливаемую Airborne Systems North America (американским отделением британской компании Airborne Systems) и варианты которой позволяют использовать парашютные платформы массой до 40 тысяч фунтов (18 тонн) (хотя фактически ВВС США закупают системы с нагрузкой до 10 тысяч фунтов - 4500 кг). Сообщается, что "пороговая" точность доставки груза для легких вариантов платформ JPADS составляет 150 м, а для платформы массой в 10 тысяч фунтов - 250 м. Армия США также применяет с 2007 года в Афганистане управляемые парашютные платформы Screamer 2K американской компании Strong Enterprises, массой до 2000 фунтов (900 кг).
С 2016 года армия США испытывает варианты управляемых парашютных платформ системы JPADS с оптическо-корелляционной системой наведения вместо спутниковой, что должно исключить действие помех противника приемникам GPS и увеличить точность доставки.
SkyWideSystems, совместно с промышленно-технической компанией MAININDUSTRY LTD (Великобритания) создали новую парашютно-грузовую систему (ПГС) для доставки на землю груза до 1000 кг.
Специалисты компании MAININDUSTRY LTD и SWS провели кропотливую конструкторскую работу и изучили передовой опыт разработки парашютных грузовых систем США, Южной Кореи, Испании и других стран. Также глубоко был изучен опыт создания и применения ПГС в СССР.
В результате мы решили использовать материалы и комплектующие производства компании Performance Textiles, США.
Парашютные системы ПГС-1000 созданы для доставки исключительно гуманитарных грузов населению, пострадавшему от стихийных бедствий, т.е. в районы, где доставка грузов наземным транспортном невозможна или крайне затруднена.
Наши парашютно-грузовые системы могут использования с различных типов воздушных суден.
Сегодня ведется проектно-конструкторскуая работа по созданию ПГС для доставки грузов до 500 кг и дистанционно управляемых ПГС.
Парашютно-грузовая система ПГС-1000 предназначена для доставки на сушу гуманитарных грузов при сбрасывании их с транспортных самолетов.
ПГС-1000 работоспособна в любое время года и суток в районах с различными климатическими условиями.
Технические данные
Основные параметры и размеры:
Площадь грузового парашюта - 110 м 2
Площадь вытяжного парашюта - 1 м 2
Масса системы составляет не более 20 кг
Габаритные размеры изделия с грузом не более: 1450x1200x1800 мм
Характеристики
Парашютно-грузовая система обеспечивает десантирование с транспортных самолетов на скоростях полета по прибору 200-320 км/ч. Диапазон высот - 150-4000 м над площадкой приземления при скорости ветра у земли не более 12 м/с. Полетная масса 300-1000 кг.
Система обеспечивает вертикальную составляющую скорости при приземлении грузов, приведенную к стандартным условиям на уровне моря, не более 8,5 м/с (для полетной массы не более 600 кг) и не более 11 м/с (для полетной массы не более 1000 кг).
Описание частей
1 - парашют вытяжной, уложенный в камеру ВП;
2 - стреньга вытяжного парашюта;
3 - грузовой парашют, уложенный в камеру ГП;
4 - стяжной ремень;
5 - СК с карабином подвеса;
6 - подвесная система;
7 - фиксирующая система;
8 - платформа с сотоблоками;
9 - карабин камеры ВП;
|
Грузовой купол |
Круглый, неуправляемый, с удлиненной кромкой и устройством рифления |
|
Площадь грузового купола |
110 м 2 |
|
Площадь вытяжного парашюта |
1 м 2 |
|
Количество строп |
|
|
Материал строп |
Dacron 600 |
|
Общий вес системы |
20 кг |
|
Полетная масса |
300-900 кг |
|
Габаритные размеры системы с грузом |
1450x1200x1200 мм |
|
Скорость выброски |
200-350 км/ч |
|
Высота выброски |
150-1500 м |
|
Скорость снижения |
не более 10 м/с (для полетной массы не более 900 кг) |
|
Максимальная скорость ветра у земли |
7 м/с |
|
Срок переукладки |
6 месяцев |
|
Срок службы |
15 лет, 10 применений. |
|
Гарантийный срок |
12 месяцев на заводской брак. Гарантия не распространяется на стандартный износ, на механические повреждения и на дефекты, возникшие в результате неправильного применения и/или хранения |
Таблица возможных компоновокPorter-2000 для обеспечения заданной скорости приземления грузов
|
Компоновка ПГС-1000 груза, кг |
1-купольная |
Примечание:
1.Для ориентировки по скорости приземления - средняя скорость приземления парашютиста-десантника массой 100 кг составляет 5 м/с.
2.Скорости приземления рассчитаны для стандартных условий атмосферы на уровне моря.
Схема работы
После отделения платформы от ЛА-носителя вытяжной парашют выходит из камеры ВП, наполняется воздухом и начинает раскрытие грузового парашюта.
После выхода стреньги на полную длину происходит расчековка стяжного ремня. После чего из камеры ГП выходят свободные концы, стропы и купол грузового парашюта. После выхода из камеры купол, преодолевая сопротивление слайдера, наполняется. После чего грузовая система спускается с вертикальной скоростью согласно таблице.
Картонные сотоблоки снижают динамический удар при приземлении и частично гасят кинетическую энергию.
Держателем проектно-конструкторской документации, а также эксклюзивным дистрибьютором парашютно-грузовых систем является наша компания-партнёр - MAININDUSTRY LTD.
По техническим вопросом просим обращаться по телефону: +38067 210 0044 или электронной почте order@сайт, SWS
По вопросам приобретения просим обращаться по телефону: +38097 394 0101, Александр Харченко, MAININDUSTRY LTD
Транспорт C-17 GLOBEMASTER III доставляет гуманитарную помощь на окраины Порт-о-Пренса в Гаити 18 января 2010 года
В этой статье описаны основные принципы и данные по испытаниям систем высокоточной доставки с воздуха стран НАТО, описывается навигация воздушного судна до точки выброса, контроль траектории, а также общая концепция сбрасываемых грузов, дающая возможность их точного приземления. Кроме того, в статье подчеркивается необходимость в точных системах сброса, и в ней читатель знакомится с перспективными концепциями операций.
Особо стоит отметить нынешний растущий интерес НАТО к точному сбрасыванию. Конференция национальных управлений вооружения стран НАТО (NATO CNAD) установила точное сбрасывание для сил специальных операций в качестве восьмого высочайшего приоритета НАТО в борьбе с терроризмом.
Сегодня, большая часть сбрасываний проводится за счет пролета над расчетной точкой сбрасывания с воздуха CARP (computed air release point), которая рассчитывается на основе ветра, системной баллистики и скорости воздушного судна. Баллистическая таблица (на основе средних баллистических характеристик данной парашютной системы) определяет CARP, где сбрасывается груз. Эти средние данные часто основываются на массиве данных, который включает отклонения до 100 метров стандартного сноса. CARP также часто рассчитывается с использованием средней величины ветров (при ветре на высоте и у поверхности) и допущения о постоянном профиле (шаблоне) воздушных потоков от точки выброса до земли. Шаблоны ветров редко постоянны от уровня земли до больших высот, величина отклонения зависит от влияния местности и природных переменных метеорологических характеристик ветровых потоков, например сдвига ветра. Поскольку большинство современных угроз идет от наземного огня, современное решение заключается в сбрасывании грузов на больших высотах и последующем горизонтальном смещении, что позволяет уводить воздушное судно от опасного маршрута. Очевидно, что в этом случае усиливается влияние различных воздушных потоков. С целью соответствия требованиям авиационного сбрасывания (далее авиасбрасывания) с больших высот и предотвращения попадания доставляемых грузов в «неправильные руки», точное сбрасывание с воздуха на конференции NATO CNAD получило высокий приоритет. Современная технология сделала возможным реализацию многих инновационных методов сбрасывания. Для того, чтобы уменьшить влияние всех переменных, которые препятствуют точному баллистическому сбрасыванию, разрабатываются системы не только повышающие точность вычислений CARP за счет более точного профилирования ветра, но также системы ведения сбрасываемого груза к точке предопределенного соударения с грунтом вне зависимости от изменений в силе и направлении ветра.
Влияние на достижимую точность систем воздушного сбрасывания
Изменчивость – враг точности. Чем меньше процесс меняется, тем процесс более точный, и здесь авиасбрасывание не исключение. В процессе воздушного сбрасывания имеется много переменных. Среди них есть неконтролируемые параметры: погода, человеческий фактор, например разница в закреплении грузов и действиях экипажа/расчетах времени, перфорация индивидуальных парашютов, различия в изготовлении парашютов, различия в динамике раскрытия отдельных и/или групповых парашютов и влияние их износа. Все эти и многие другие факторы оказывают влияние на достижимую точность любой авиасбрасываемой системы, баллистической или управляемой. Некоторые параметры могут контролироваться частично, например воздушная скорость, направление и высота. Но в связи с особой природой полета даже они могут варьироваться до некоторой степени во время большинства сбрасываний. Тем не менее, точное сбрасывание с воздуха прошло большой путь в последние годы и при этом быстро развивалось, поскольку члены НАТО вкладывали и вкладывают существенные средства в технологии и тестирование точного сбрасывания. В настоящее время развиваются многочисленные качества систем точного сбрасывания, а в ближайшем будущем запланирована разработка многих других технологий в этой быстро растущей сфере возможностей.
Навигация
Самолет C-17, показанный на первой фотографии этой статьи, имеет автоматические возможности, касающиеся навигационной части процесса точного сбрасывания. Точные сбрасывания с самолета C-17 проводятся с использованием CARP, высотной точки сбрасывания HARP (high-altitude release point) или алгоритмов системы выпуска парашюта на малых высотах LAPES (low-altitude parachute extraction system). В этом процессе автоматического сбрасывания учитывается баллистика, расчеты места сброса, сигналы начала сбрасывания, а также записываются основные данные в момент сброса.
При сбрасывании на малых высотах, при которых развертывается парашютная система при сбросе груза, применяется CARP. При высотных сбрасываниях задействуется HARP. Заметьте, что разница между CARP и HARP заключается в расчете траектории свободного падения при сбрасывании с больших высот.
База данных по авиасбрасыванию самолета C-17 содержит баллистические данные различных типов грузов, например личный состав, контейнеры или оборудование, а также соответствующих им парашютов. Компьютеры позволяют обновлять баллистическую информацию и выводить ее на экран в любое время. База данных сохраняет параметры в качестве входных данных баллистических вычислений выполняемых бортовым компьютером. Обратите внимание, что C-17 позволяет сохранять баллистические данные не только для отдельных человек и отдельных элементов снаряжения/груза, но также для комбинации людей покидающих самолет и их снаряжения/груза.
JPADS SHERPA эксплуатируется в Ираке с августа 2004 года, когда солдатский центр Natick развернул две системы в корпусе морской пехоты. Предыдущая версия JPADS, например Sherpa 1200s (на фото) имеет ограничение по грузоподъемности около 1200 фунтов, в то время как специалисты-такелажники формируют обычно комплекты массой около 2200 фунтов
Управляемый груз класса 2200 фунтов объединенной системы точного авиасбрасывания JPADS (Joint Precision Airdrop System) в полете во время первой боевой выброски. Совместная команда, состоящая из представителей армии, ВВС и подрядчика, недавно откорректировала точность у этого варианта JPADS
Воздушные потоки
После того как сбрасываемый груз освобождается, воздушные начинают влиять на направление перемещения и время падения. Компьютер на борту C-17 рассчитывает потоки воздуха, используя данные от различных бортовых датчиков скорости полета, давления и температуры, а также навигационных сенсоров. Данные о ветре можно вводить также вручную, используя информацию из фактического района сбрасывания (РС) или из прогноза погоды. Каждый тип данных имеет свои преимущества и недостатки. Ветровые датчики очень точные, но не могут показывать погодных условий над РС, поскольку самолет не может пролететь от земли до заданной высоты над РС. Ветер у земли обычно не то же самое, что воздушные потоки на высоте, особенно на большой высоте. Прогнозируемые ветра – это предсказание и они не отражают скорости и направления потоков на различных высотах. Фактические профили потоков обычно не зависят линейно от высоты. Если фактический профиль ветра не известен и не введен в полетный компьютер, по умолчанию к ошибкам в расчетах CARP добавляется допущение о линейном профиле ветра. После того как эти расчеты выполнены (или данные введены), их результаты записываются в базу данных авиасбрасываний для использования в дальнейших расчетах CARP или HARP, базирующихся на средних действительных воздушных потоках. Ветры не используются для сбрасываний по технологии LAPES, поскольку самолет сбрасывает груз прямо над землей в желаемой точке попадания. Компьютер в самолете C-17 рассчитывает чистые величины отклонения при сносе ветром в направлении курса и перпендикулярно ему для проведения авиасбрасываний в режимах CARP и HARP.
Системы ветровой обстановки
В радиоветровом зонде используются блок GPS с трансмиттером. Он переносится зондом, который выпускается вблизи района сбрасывания перед выброской. Полученные данные о местоположении анализируется для получения ветрового профиля. Этот профиль может использоваться диспетчером сбрасывания для корректировки CARP.
Исследовательская лаборатория военно-воздушных сил управления сенсорных систем на авиабазе Райт-Паттерсон разработала высокоэнергетический двухмикронный доплеровский приемопередатчик LIDAR (Light Detection and Ranging - лазерный локатор ИК-диапазона) на углекислом газе с безопасным для глаз 10,6-микронным лазером для измерения воздушных потоков на высоте. Он был создан, во-первых, для обеспечения в реальном времени 3D карт полей ветров между самолетом и землей, и, во-вторых, для значительного улучшения точности сбрасывания с больших высот. Он производит точные измерения с типичной ошибкой менее одного метра в секунду. Преимущества LIDAR следующие: обеспечивает полное 3D измерение ветрового поля; обеспечивает поступление данных в реальном времени; находится на воздушном судне; а также его скрытность. Недостатки: стоимость; полезная дальность ограничена атмосферными помехами; и требует незначительной модификации воздушного судна.
В связи с тем, что отклонения данных времени и местоположение могут влиять на определение ветра, особенно на малых высотах, испытатели должны использовать устройства GPS DROPSONDE для измерения ветров в районе сброса как можно ближе ко времени проведения испытаний. DROPSONDE (или более полно, DROPWINDSONDE) это компактный инструмент (длинная тонкая трубка), который сбрасывается с самолета. Воздушные потоки устанавливаются с помощью приемника GPS в DROPSONDE, который отслеживает относительную доплеровскую частоту с радиочастотного носителя спутниковых сигналов GPS. Эти доплеровские частоты оцифровываются и посылаются в бортовую информационную систему. DROPSONDE может развертываться еще до прибытия грузового самолета с другого воздушного судна, например даже с реактивного истребителя.
Парашют
Парашют может быть круглым парашютом, парапланом (парашютирующим крылом) или обоими сразу. В системе JPADS (см. ниже), например, в основном используется либо параплан, либо гибрид параплан/круглый парашют для торможения груза во время спуска. «Управляемый» парашют обеспечивает JPADS направление в полете. На конечном участке спуска груза часто также используются другие парашюты в общей системе. Парашютные стропы управления идут к устройству воздушного наведения AGU (airborne guidance unit) для придания формы парашюту/параплану с целью управления курсом. Одним из основных отличий между категориями технологии торможения, то есть типами парашюта, является горизонтальное достижимое смещение, которое каждый тип системы может обеспечить. В самых общих терминах, смещение часто измеряется как аэродинамическое качество L/D (lift to drag – отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению) системы «при нулевых ветрах». Понятно, что гораздо сложнее рассчитывать достижимое смещение без точного знания многих параметров влияющих на отклонение. Эти параметры включают воздушные потоки, с которыми система встречается (ветры могут помогать или мешать отклонениям), общую доступную вертикальную дистанцию для сбрасывания и высоту необходимую системе для полного раскрытия и планирования, а также высоту, которая необходима системе для подготовки перед столкновением с землей. В целом, парапланы обеспечивают значения L/D в диапазоне от 3 до 1, гибридные системы (то есть высоконагруженные на крыло парапланы для управляемого полета, который вблизи соударения с грунтом переходит в баллистический, обеспечиваемый круглыми куполами) дают L/D в диапазоне 2/2,5 - 1, тогда как традиционные круглые парашюты, контролируемые за счет скольжения, имеют L/D в диапазоне 0,4/1,0 - 1.
Существуют многочисленные концепции и системы, имеющие гораздо более высокие коэффициенты L/D. Многие из них требуют конструктивно жестких направляющих кромок или «крыльев», которые «раскладываются» во время развертывания. Как правило, эти системы являются более сложными и дорогими для применения в авиасбрасывании, также они стремятся заполнить весь доступный объем в грузовом отсеке. С другой стороны, более традиционные парашютные системы превышают ограничения по общей массе для грузового отсека.
Также для высокоточного авиасбрасывания могут рассматриваться парашютно-десантные системы для выброски грузов с большой высоты и задержкой раскрытия парашюта до малой высоты HALO (high-altitude low opening). Эти системы являются двухступенчатыми. Первая ступень, в общем, является небольшой неконтролируемой парашютной системой, которая быстро спускает груз на большей части траектории по высоте. Вторая ступень - это большой парашют, который открывается «вблизи» земли для окончательного соприкосновения с грунтом. В целом, такие системы HALO гораздо дешевле управляемых систем точного сбрасывания, при этом они не являются такими уж точными, и при одновременном сбрасывании нескольких грузовых комплектов будут являться причиной «разброса» этих грузов. Этот разброс будет больше чем скорость самолета, умноженная на время раскрытия всех систем (часто километр дистанции).
Существующие и предлагаемые системы
На фазу приземления в особенности влияют баллистическая траектория парашютной системы, воздействие ветров на эту траекторию и любая способность управлять куполом. Траектории оцениваются и предоставляются производителям самолетов для ввода в бортовой компьютер для расчета CARP.
Впрочем, с целью снижения ошибок баллистической траектории разрабатываются новые модели. Многие страны-члены НАТО вкладывают средства в системы/технологии точного сбрасывания и еще больше стран хотели бы начать инвестирование с целью соответствия требованиям НАТО и национальным стандартам по точному сбрасыванию грузов.
Совместная система точной выброски груза с самолета JPADS (Joint Precision Air Drop System)
Точное сбрасывание не позволяет «иметь одну систему, которая подходит для всего», поскольку масса груза, разность высот, точность и многие другие требования значительно различаются. Например, американское минобороны инвестирует в многочисленные инициативы в рамках программы известной как Совместная система точной выброски груза с самолета JPADS (Joint Precision Air Drop System). JPADS – это управляемая высокоточная система авиасбрасывания, которая значительно повышает точность (и уменьшает рассеивание).
После сбрасывания в большой высоты JPADS использует GPS и системы наведения, навигации и контроля для своего точного полета к обозначенной точке на земле. Ее планирующий парашют с самонаполняющейся оболочкой позволяет приземляться на значительном удалении от точки сбрасывания, тогда как наведение этой системы позволяет выполнять высотные сбрасывания к одной или множественным точкам одновременно с точностью 50 - 75 метров.
Несколько союзников США проявили интерес к системам JPADS, а другие разрабатывают свои собственные системы. Все изделия JPADS от одного производителя используют общую программную платформу и пользовательский интерфейс в автономных устройствах наведения и планировщике задач.
Компания HDT Airborne Systems предлагает системы, варьирующиеся от MICROFLY (45 – 315 кг) до FIREFLY (225 – 1000 кг) и DRAGONFLY (2200 – 4500 кг). FIREFLY выиграла американский конкурс JPADS 2K/Increment I, а система DRAGONFLY победила в классе 10000 фунтов. Кроме названных систем, MEGAFLY (9000 – 13500 кг) установила мировой рекорд по самому большому самонаполняющемуся куполу, когда-либо поднимавшемуся в воздух, пока этот рекорд не был побит в 2008 году еще большей системой GIGAFLY с грузом 40000 фунтов. Ранее в этом же году было объявлено, что компания HDT Airborne Systems выиграла контракт с фиксированной ценой 11,6 миллиона долларов на 391 систему JPAD. Работы по контракту велись в городе Пеннсокене и завершились в декабре 2011 года.
Компания MMIST предлагает системы SHERPA 250 (46 – 120 кг), SHERPA 600 (120 – 270 кг), SHERPA 1200 (270 – 550 кг) и SHERPA 2200 (550 – 1000 кг). Эти системы были куплены США и используются американскими морской пехотой и несколькими странами НАТО.
Компания Strong Enterprises предлагает SCREAMER 2K в классе 2000 фунтов и Screamer 10K в классе 10000 фунтов. Она работала с центром солдатских систем Natick над системой JPADS с 1999 года. В 2007 году компания имела 50 своих систем 2K SCREAMER, работающих на регулярной основе в Афганистане, а еще 101 система была заказана и поставлена к январю 2008 года.
Дочернее предприятие Argon ST компании Boeing получила контракт без оговоренного срока поставки и с неопределенным количеством стоимостью 45 миллионов долларов на закупку, испытания, поставку, обучение и материально-техническое обеспечение сверхлегкой JPADS Ultra Light Weight (JPADS-ULW). JPADS-ULW – это развертываемая с самолета система управляемых куполов, которая способна доставлять безопасно и эффективно грузы общей массой 250 – 699 фунтов с высот до 24500 футов над уровнем моря. Работы будут проводиться в Смитфилде и как ожидается завершатся в марте 2016 года.
Сорок тюков гуманитарной помощи сбрасываются с C-17 с использованием системы JPADS в Афганистане
С-17 сбрасывает груз коалиционным силам в Афганистане с использованием улучшенной системы авиационной доставки с установленным программным обеспечением LAPS от NOAA
SHERPA – это система доставки грузов, состоящая из коммерчески доступных компонентов производства канадской компании MMIST. Система состоит из программируемого по таймеру малого парашюта, который развертывает большой купол, блока управления парашютом и дистанционного управления.
Система способна доставить груз массой 400 – 2200 фунтов при помощи 3–4 парапланов разных размеров и устройства воздушного наведения AGU. Перед полетом для SHERPA может планироваться задача за счет ввода координат намеченной точки посадки, доступных данных о ветре и характеристик груза.
Программное обеспечение SHERPA MP использует данные для создания файла задачи и расчета CARP в районе сбрасывания. После сброса с самолета вытяжной парашют системы Sherpa – небольшой круглый стабилизирующий парашют – развертывается с помощью вытяжной стропы. Вытяжной парашют крепится к выпускному триггеру-фиксатору, который может программироваться для срабатывания в предустановленное время после раскрытия парашюта.
SCREAMER
Концепция SCREAMER была разработана американской компанией Strong Enterprises и впервые представлена в начале 1999 года. Система SCREAMER – это гибридная JPADS, в которой используется вытяжной парашют для управляемого полета по всему вертикальному спуску, а также используется обычные, круглые неуправляемые купола для финальной фазы полета. Доступны два варианта, каждый с одинаковым блоком AGU. Первая система грузоподъемностью 500 – 2200 фунтов, вторая грузоподъемностью 5000 – 10000 фунтов.
SCREAMER AGU поставляется компанией Robotek Engineering. В системе SCREAMER грузоподъемностью 500 – 2200 фунтов используется самонаполняющийся парашют площадью 220 кв. футов в качестве вытяжного с нагрузкой до 10 фунтов/кв.фут; система способна на большой скорости пройти сквозь большинство самых жестких ветровых потоков. SCREAMER RAD контролируется либо с наземной станции, либо (для военных приложений) во время начальной фазы полета с помощью AGU массой 45 фунтов.
Парапланерная система DRAGONLY грузоподъемностью 10000 фунтов
В качестве предпочтительной системы для американской программы по совместной системе точной воздушной доставки грузоподъемностью 10000 фунтов под обозначением JPADS 10k была выбрана DRAGONFLY от HDT Airborne Systems, которая представляет собой полностью автономную наводимую по GPS систему доставки грузов. Отличающаяся тормозным парашютом с эллиптическим куполом она не раз демонстрировала способность приземляться в радиусе 150 м от намеченной точки встречи. Используя данные только по точке приземления устройство AGU (Airborne Guidance Unit) рассчитывает свое положение 4 раза в секунду и постоянно корректирует свой алгоритм полета с целью гарантирования максимальной точности. Система имеет коэффициент скольжения 3.75:1 с целью обеспечения максимального смещения и уникальную модульную систему, которая позволяет заряжать AGU во время складывания купола, тем самым время цикла между сбрасываниями сокращается менее чем до 4 часов. Стандартно она идет с функциональным планировщиком Mission Planner от HDT Airborne Systems, который способен выполнять моделируемые задачи в виртуальном оперативном пространстве с использованием картографических программ. Dragonfly также совместима с существующим планировщиком задач JPADS Mission Planner (JPADS MP). Система может вытягиваться сразу после покидания самолета или гравитационного падения с использованием традиционного вытяжного комплекта типа G-11 с одной стандартной вытяжной стропой.
Система DRAGONFLY была разработана группой JPADS ACTD солдатского центра Natick американской армии при совместном сотрудничестве с Para-Flite, разработчиком системы торможения; Warrick & Associates, Inc., разработчиком AGU; Robotek Engineering, поставщиком авионики; и Draper Laboratory, разработчиком ПО GN&C. Программа была начата в 2003 году и полетные испытания интегрированной системы начались в середине 2004 года.
Доступная система управляемого авиасбрасывания AGAS (Affordable Guided Airdrop System)
Система AGAS от Capewell и Vertigo представляет собой пример JPADS с контролируемым круглым парашютом. AGAS – совместная разработка подрядчика и американского правительства, начавшаяся в 1999 году. В ней используются два приводных механизма в устройстве AGU, которые располагаются в линию между парашютом и грузовым контейнером и которые задействуют противоположные свободные концы парашюта для управления системой (то есть скольжением парашютной системы). Четыре румпеля свободных концов могут управляться индивидуально или парами, обеспечивая восемь направлений контроля. Системе необходим точный профиль ветров, с которым она встретится над районом сброса. Перед сбрасыванием эти профили загружаются в бортовой полетный компьютер AGU в виде планируемой траектории, по которой система «следует» во время спуска. Система AGAS способна корректировать свое местоположение за счет строп на всем пути к точке встречи с землей.
Компания Atair Aerospace разработала систему ONYX по контракту американской армии SBIR Phase I для 75-фунтовых грузов и была масштабирована ONYX с целью достижения грузоподъемности 2200 фунтов. Управляемая 75-фунтовая парашютная система ONYX делит наведение и мягкое приземление между двумя парашютами, с самонаполняющейся оболочкой для наведения и баллистическим круглым парашютом, открывающимся над точкой встречи. В систему ONYX недавно был включен алгоритм «стадности», позволяющий взаимодействовать в полете между системами во время массового десантирования.
Малая парапланерная автономная система доставки SPADES (Small Parafoil Autonomous Delivery System)
SPADES разрабатывается голландской компанией в сотрудничестве с национальной аэрокосмической лабораторией из Амстердама при поддержке производителя парашютов французской компании Aerazur. Система SPADES предназначена для доставки грузов массой 100 – 200 кг.
Система состоит из парапланерного парашюта площадью 35 м2, блока управления с бортовым компьютером и контейнера для груза. Он может сбрасываться с высоты 30000 футов на дистанции удаления до 50 км. Она автономно управляется с помощью GPS. Точность составляет 100 метров при сбрасывании с высоты 30000 футов. SPADES с парашютом площадью 46 м2 доставляет с той же точностью грузы массой 120 – 250 кг.
Навигационные системы свободного падения
Несколько компаний разрабатывают персональные навигационные вспомогательные системы выброски с воздуха. Они в основном предназначены для высотных сбрасываний с немедленным раскрытием парашюта HAHO (high-altitude high opening). HAHO – это выброска, происходящая на большой высоте с парашютной системой, развертываемой при покидании самолета. Как ожидается, эти навигационные системы свободного падения смогут направлять силы специального назначения к желаемым точкам приземления при плохих погодных условиях и увеличат до предела дистанцию от точки выброса. Это минимизирует риск обнаружения вторгающегося подразделения, а также угрозу для самолета доставки.
Навигационная система свободного падения для морской пехоты/береговой охраны прошла три этапа создания прототипа, все этапы с прямым заказом от американской морской пехоты. Текущая конфигурация следующая: полностью интегрированная гражданская GPS с антенной, AGU и дисплей в аэродинамическом корпусе, крепящийся к шлему парашютиста (производства компании Gentex Helmet Systems).
EADS PARAFINDER предоставляет военному парашютисту в свободном падении улучшенные возможности при горизонтальном и вертикальном смещении (отклонении) (то есть при смещении от точки приземления сброшенного груза) с целью достижения им основной цели или до трех альтернативных целей при любых окружающих условиях. Парашютист одевает нашлемную GPS-антенну и процессорный блок на пояс или в карман; антенна выдает информацию на нашлемный дисплей парашютиста. Нашлемный дисплей показывает парашютисту текущее направление и желаемый курс, который основывается на плане приземления (то есть воздушные потоки, точка выброса и т.д.), текущей высоте и местоположении. На дисплей выводятся также рекомендуемые сигналы управления, показывающие какую стропу нужно потянуть для того, чтобы направиться к трехмерной точке в небе вдоль баллистической линии ветров, сгенерированной планировщиком задачи. Система имеет режим HALO, который направляет парашютиста к точке приземления. Система также используется в качестве инструмента навигации приземлившегося парашютиста для направления его к точке сбора группы. Она создана также для использования при ограниченной видимости и для максимального увеличения дистанции от точки прыжка до точки приземления. Ограниченная видимость может быть из-за плохой погоды, густой растительности или во время ночных прыжков.
Выводы
Начиная с 2001 года, высокоточное сбрасывание с самолетов быстро развивалось и, по всей видимости, в обозримом будущем будет становиться все более распространенным в военных операциях. Точное сбрасывание является высокоприоритетным краткосрочным требованием в борьбе с терроризмом и долгосрочным требованием LTCR внутри НАТО. Инвестиции в эти технологии/системы в странах НАТО растут. Необходимость в точном сбрасывании понятна: мы должны защищать наши экипажи и транспортные самолеты, предоставляя им возможность избегать наземных угроз и одновременно точечно доставлять припасы, вооружение и личный состав по всему широко рассредоточенному и быстро меняющемуся полю боя.
Улучшенная навигация воздушных судов с использованием GPS повысила точность сбрасываний, а прогнозирование погоды и методы непосредственных измерений предоставляют значительно более точную и качественную погодную информацию экипажам и системам планирования боевых задач. Будущее точного сбрасывания будет основываться на контролируемых, развертываемых с больших высот, GPS направляемых, эффективных системах авиационного сбрасывания, которые будут использовать продвинутые возможности планирования задач и смогут предоставить точный объем материально-технического обеспечения солдату по доступной цене. Способность доставлять запасы и вооружение в любую точку, в любое время и почти при всех погодных условиях станет реальностью для НАТО в самом ближайшем будущем. Некоторые из доступных и быстро развивающихся национальных систем, включая те, что описаны в этой статье (и подобных им), в настоящее время применяются реально в небольших количествах. В предстоящие годы можно ожидать дальнейшие улучшения, усовершенствования и модернизации этих систем, поскольку важность доставки материалов в любое время и в любое место критично для всех военных операций.