为什么有人说当代重装空投的理论上限是27吨?有什么依据?

为什么有人说当代重装空投的理论上限是27吨?有什么依据?


由网友 魑魅涅槃 提供的答案:

首先说一个可能很多人都会误认为的误区问题,比如我们看到某架战略运输机的最大载重量是60吨时,可能很多人就会误认为该运输机是具备将60吨的主战坦克等重型装备空投出去的,毕竟会认为都能装载60吨的重型装备飞行几千公里,在半路空中扔下去又有什么难的呢?

事实上现在战略运输机的最大载重量超过60吨的军用运输机不少,比如我国的运20、,美国的C17、C5、俄罗斯的伊尔476这几款战略运用运输机最大载重量都是超过60吨的,毕竟这类战略运输机在设定技术指标的时候,都是将本国军队中的主战坦克等重型主战装备的空运能力计算在内的,再加之随着各国主战坦克的战斗全重逐渐接近或者超过60吨后,对于战略运输机的最大载重量也有了很大的改进。但是我要是说现代空投的最大极限只有27.24吨,还不到这类战略运输机的最大载重量的一半,你信不信?

其实不管你信不信,事实就摆在那里,而这个极限空投重量的记录则是美军前几年利用C17战略运输机进行“重装空投”的记录数字,而且美军这一空投记录至今无出其右。有意思的是美军体型更大、吨位更大的C5战略运输机的单件空投重量反倒只有15.9吨,至于原因放在后面说吧,还是先说说为什么一架载重量超过60吨的战略运输机,最大空投重量只有27吨的原因。

空投可不简单的只是将武器装备从运输机舱内扔出去即可,而是涉及到一套完整的高精尖、专用空投体系的组成,具体来说一套完整的空投系统主要包括空投货物本身和空投平台(也就是装卸货系统)、降落伞减阻系统和末端的缓冲系统四大组成部分。一般来说为了保证空投货物落地后不被摔坏,即要求重装货物空投时的下降速度不会超过7米/秒,特别是落地时的冲击力低于4G,所以从空投的技术角度来说,就会有很大的技术限制。

第一点重量:首先不管是空投任何重装货物,都要考虑空投货物的重量、体积和落地冲击力等一系列参数,为了保证空投货物落地时不会被摔坏,就要保证空投货物的降落伞系统减阻力量和缓冲系统的减阻力量能够大于货物本身的重量,那么在一定条件限制下,空投货物自身的重量就因为降落伞和缓冲系统的限制而被限制在一定范围内,毕竟空投货物要是重量过大的话,从机舱扔下去掉到地面可就是一摊废铁了

早期空投重装货物时都是直接将货物装载在专用的空投货盘上,利用牵引伞将货物拉拽出货仓的,所以那个时候空投重量的组成主要由货物本身的重量+空投货盘的重量+降落伞和缓冲系统的重量,由于空投货盘的重量会直接影响空投货物的重量,所以后期美俄开始抛弃空投货盘,转而直接将降落伞和缓冲系统装在空投战车上一起扔出去,由于没有了专用的空投货盘重量,空投装甲车辆的重量可以进一步的提升。

第二点降落伞面积,任何重装武器装备的空投说白了就是在空投过程中,主要利用降落伞降低空投货物的下降速度,继而首先安全范围的空投落地。所以降落伞的减速大小就直接决定了空投货物的重量,由于降落伞的减速能力主要和降落伞的面积有直接关系,所以理论上降落伞面积更大、空投重量更大、落地速度更低、安全空投几率更高。但是受限于降落伞打开可靠性和设计、制造、体积和重量等原因,不管是几千平米的单伞还是四五个几百平米的群伞,在发展过程中也会受到重量和体积以及开伞可靠性的限制,毕竟随着降落伞面积的增大,其重量和体积也会逐步上升,如果在整个空投货物中,降落伞和缓冲系统的重量大幅度高于空投货物本身的重量时,那空投将会变得无意义。比如目前空投极限重量下最高记录的保持者,C17运输机是使用了多达12具降落伞才满足了27吨的极限空投重量需求,如果还想增加空投重量就要再增加降落伞的数量或者单个伞的开伞面积,但是又会受到多个伞同时开伞的可靠性和缠绕等问题限制。

第三点载机重心平衡问题,由于空投过程中,空投货物是在几秒内就被拽离出机舱的,所以在这个过程中,对于运输机本身而言,在一开始货物装载起飞前,机舱内的空投货物都是提前根据货物的重量以及运输机自身的重心位置,提前设定好装载位置的。但是在空投过程中,不管是是机舱前端的空投装备还是后端的空投装备在离机的过程中,会急速的改变运输机自身的重心位置变化,比较明显的变化就是由于运输机后面的重量急速下降,运输机在空投过程中会产生一个很明显的抬头力矩,那么就要求运输机在空投过程中,能够实时的对运输机重心位置的改变,及时做出相对应的调整来保证运输机自身的安全,但是负责改变运输机前后俯仰的控制力矩毕竟是有限的,所以这也直接决定了运输机在重装空投时的最大重量。

接下来再说说为什么起飞重量更大的C5战略运输机的空投重量还不如体型稍小的C17战略运输机大?其实原因主要是因为两款运输机的货舱长度和使用的地板空投系统有直接关系,C5战略运输机设计的较早,所以货舱整体上看比较修长,那么货物在空投过程中,产生的俯仰力矩就会随着货舱长度的不同而增大,所以受限于俯仰力矩的限制,C5战略运输机的单件极限空投重量只有15.9吨,要是超过这个重量进行空投的话,可能C5在空投过程中,空投货物还没离机就一起摔机了吧。不过借助更长的货舱,C5运输机倒是可以连续空投多达10个5吨的小型重装货物。

最后插一句,空投重量的高低是否会对实战产生直接影响?从空降兵的主要职责来说,其最大的特点就是灵活的机动降落敌区,并且占领和控制敌后方的某些重要设施,所以追求的是速度。而重装空投重量的大小则最后直接体现在空投装备的火力和防护性能上,再一个像主战坦克就算空降在敌后,也只能作为一个重火力平台罢了,相反其还不能携带更多的空降兵,至于重型火力完全可以用基于轮式平台发展而来的大口径火炮替代,其重量和体积相比主战坦克反而更轻更小。所以一味的追求重装空投的重量并没有多大的实战意义。

还有大型运输机虽然可以实施重装空投,但是其并不是专为空投而诞生的,其最大的价值还是体现在缩短两地之间的战略输送时间,也就是己方机场到前线机场之间的战略空运能力大小上,那么在战时完全可以通过大规模的运输机机队同时多架次、多批次的连续将己方的各种重型武器装备直接空运到目的地,这样其发挥的战略价值远比空投几辆重型武器装备高得多。

想了想还是再插一句,上面都是说的关于伞式空投空降的各种难点,从这种空中到地面的过程中,受限于以上因素的限制,目前极限空投的重量只有27.24吨。但是美军在上世纪70年代曾经利用C5战略运输机空投过一枚重达31吨的民兵3洲际弹道导弹,虽然其空投过程中,也有降落伞面积减速和运输机重心发生改变的过程,但是相比普通的重装空投过程还是比较简单的,就是技术难度同样不低。不过其也间接证明了未来直接空投60吨的坦克从理论上来说不是问题,只是技术上的突破罢了。


由网友 军武最前哨 提供的答案:

首先需要强调的是:题主所说的“上限27吨”指的应该是单件空投重量,而非单架运输机的空投总重量。以美军装备的C-130、C-141和C-5A运输机为例,它们的空投能力分别能达到了20.9吨、31.5吨和100吨。

在单件连续投掷能力上,上述三型运输机的投掷重量也有区别:C-130可连投四件重量介于3.6到4.5吨的重型装备;C-141可连投七件重量介于3.6到4.5吨的重型装备;C-5A的连投能力最强,可连投十件单件重量为4.5吨的重型装备。

不过,上面列出的数据只是这三型运输机的常规重装空投能力,在执行极限单件重装空投任务时,它们可投掷的单件最大重量可达15.9吨(C-130和C-141)和18吨。

俄罗斯被普遍认为是拥有强大重装空投能力的国家,早在上世纪六十年代,苏联空降兵就开始研究人车一体化空投,并在八十年代取得了实验性成果;到了九十年代,俄罗斯拥有了世界上唯一可实现“人车一体化”重装空投的空降部队。

但是即便俄罗斯在该领域拥有丰富的经验和先进的技术,但截至目前其所实现的人车空投最大重量也“仅有”14.5吨。所以说,包括美俄在内的国家在单件空投重量的突破上仍存在一定的瓶颈。

综合来看,美、俄、英等主要国家在实战应用中可执行的单件空投重量一般都控制在20吨以内;当然,美国也在研制基于计算机全环节控制的新型重装空投系统,预估最大的空投重量可达27.2吨。

重装空投单件物品质量之所以难有大的提升,主要还是因为在实际操作中仍有一些无法突破的难点:比如重装空投任务本身就对飞机的惯性参数和飞行状态有突然性改变,而这种改变会随着投掷重量的增加而增加;这也就意味着如果飞机无法有效控制空投时产生的突变干扰,不仅无法提升战场效率,反而会增大事故风险。

最后需要说的是,重装空投虽然强调“重装”,但也并非一定是越重越好。参考目前各国在重装空投领域的发展来看,未来这一任务的趋向性将主要集中在空投精准度、空投效率以及空投安全性上。

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