我国军用车辆空投性能的研究现状及迫切需求

空降空投作战是现代战争中重要的作战模式之一。空降空投作战以其机动性、灵活性、突然性、隐蔽性等特点，在现代战争中尤其是战争初期夺取战机，占据主动权发挥着重要的作用。

车辆的空投性能是指车辆能够安全、快速、准确地从飞机中投送到指定地点，不发生致命的损伤，能够继续执行作战任务的能力。军用车辆空投性的好与坏直接决定了军用车辆作战效能的大小。作为现代战争中武器装备系统作战平台，担负着武器系统、人员、物资运输的重要任务，军用车辆空投落到战场上，能否满足空投性的要求，开得动，无损坏，是决定训练、作战任务完成与否的关键。当前各国均加强了对空降兵及空降、空投装备的研究与投入，针对我国军用车辆空投性研究现状，迫切要求提高我国军用车辆空投性研究水平，以增强空降空投作战能力。

由于空降空投作战是现代战争中重要的作战模式，因此轮式战术车辆是否具有良好的空投性能具有重要的意义。

（一）空投的过程

车辆的空投过程可以分为三个阶段：

（1）地面准备阶段 根据车辆的重量、尺寸和结构特点，选择货台和缓冲装置，并进行缓冲装置的安装，然后，对车辆进行捆绑和加固；根据车辆、货台和缓冲装置的总质量配备相应的伞具。将准备好的车辆以及各种附件运送到飞机的货舱内，并进行安装和固定。

图4-23 空投阶段示意

（2）空投阶段 图4-23所示为空投阶段的示意。当飞机到达预定地点上空后，打开机舱，先由牵引伞将车辆由机舱中牵出，此时，伞具的对称中心线与地球表面的垂直线之间呈大约为-900°的垂直摆角。当车辆离开机舱下落时，主伞开始展开，牵引伞逐渐脱离，当主伞达到最大张开时，车辆将承受较大拉紧冲力，此时车辆的垂直摆角将减小并趋于零。当摆过零点后，又向正的方向摆动到最大位置（后摆角），然后车辆开始处于摆动状态，摆动的幅度越来越小，直到摆角趋近零的稳定状态，这一过程称为稳定的过程。在此过程中，由于主伞的减速作用，车辆的下落速度在逐渐减小，当车辆下落到一定高度时，速度将处于稳定状态直到落地。落地时整个装备将承受较大的冲击载荷。

（3）拆除阶段 车辆落地后，地面人员经过对目标车辆的定位、寻找后到达车辆的降落地，解除辅助捆绑装置，将车辆与货台脱离，检查并起动车辆。

（二）空投的性能要求及评价

对空投的基本要求是安全、准确和高效。

（1）地面准备阶段 要求完成准备的操作时间越少越好。操作的时间包括缓冲装置加垫操作、车辆的捆绑加固操作、伞具的捆绑操作和装机操作等。

（2）空中飞行阶段 定性的要求：车辆装备牵出机舱时不能影响飞机的安全，装备下落过程中能够保持稳定的下落姿态，车辆装备与伞具之间不能发生缠绕。

定量要求：如果将空投的路线称为降落轨迹的话，在该轨迹的各个点的紧绳力、下落速度、摆角等必须符合规定的要求。降落轨迹的获得是通过地面上的摄像头跟踪拍摄车辆的运动轨迹然后通过计算得到。轨迹可用三维坐标（x，y，z）表示，其中z轴的方向与重力一致，x轴和y轴分别为东西向和南北向。降落的轨迹与时间的关系也同时得到，这样就可以得到速度和加速度。通过降落轨迹可以得到一些重要参数，例如降落伞与车辆（包括货台）之间的紧绳力、下落速度、摆角等。

紧绳力是悬挂负荷在空投时承受的第一次较大的冲击力，发生于主伞尚未展开，而伞绳已完全展紧之际。此时展伞的减速度较大而悬挂负荷的减速度较小，两者间存在着速度差，当伞绳完全展开时，速度差突然降至零，因而产生冲击。如果忽略沿y方向的运动，只考虑在x-z平面内运动的话，设紧绳合力为P，根据牛顿定律，紧绳合力在水平x方向和z方向的分量分别为

则总的紧绳合力为两个分量的矢量和：

式中 P——载荷（车辆、货架等）与伞盖之间的紧绳力；

M——悬挂质量；

x——载荷沿x方向的坐标；

z——载荷沿z方向的坐标；

g——重力加速度。

θ为拉伸合力与重力加速度方向之间的角度，即垂直摆角：

有时紧绳合力常用悬挂质量来除，得到相对紧绳合力（单位为ms^-2）。峰值拉力（PeakDrag）是指车辆在降落过程中，降落伞对车辆的最大紧绳合力。图4-24所示为某次实际空投的结果，图中显示了相对紧绳合力、xz平面和yz平面内的摆角随时间变化，从中可以看到相对紧绳合力在8s左右达到最大值，摆角随着时间的延长而逐渐趋于在零摆角附近摆动。图4-25所示为摆角与水平速度的变化关系的实测曲线，从中可以看出在空投过程中由于侧风影响而产生的水平飘移的程度，两者最终将趋于稳定状态。

图4-24 紧绳力、δ_x、δ_y的关系

图4-25 垂直角度与载荷水平速度的关系

在车辆下降过程中，速度会随着高度的降低而下降，当速度第一次到达最低点时的速度值（First Minimum Cargo Speed）和相应的下落高度值（落差，Altitude Loss）是重要的指标。我们把车辆从飞机中牵引出货舱至车辆达到第一个速度最低值时所经过的落差值称为最小落差（Minimum Altitude Loss）。当车辆到达最小落差点时，就意味着车辆的动能最小，在此之前落地将很容易导致车辆的损坏。从国外某车辆空投过程测量的数据图4-26中可以看出当落差达到大约90m时，下降的速度（虚线所示）第一次达到最小。

着陆冲击是车辆承受的最严重的载荷。大多数系统选定的下降速率为7.62m/s（在文献[9]中要求车辆能经受8.7m/s左右），最高可承受高达9m/s的着速。试验表明当降落速度约为9.14m/s时，在货架上测得的着陆冲击力高达100g。车辆的悬架系统通常不设计成可以承受这样大的冲击力。在上述的冲击力作用下，甚至车架或车身都可能受到严重的破坏。利用特殊的缓冲装置后，车辆仍会受到大约20g的冲击载荷。

图4-26 载荷速度、垂直角度和落差的变化

空投的另一重要指标是车辆到达指定地点的精度和准确度。空投的精度和准确度受多种因素的影响，主要有天气条件、空投器具的性能、飞行员和领航员的经验等。应该指出的是以上参数均是随机的变化量，因此实际的量值只能用试验和统计的方法来得到。为了摸清以上重要参数的变化范围，美军进行了大量的试验研究，以下为一个试验的例子。该试验中美军分别采用两个G-12E型降落伞，悬挂重量为1012.5kg和三个降落伞，悬挂质量为1575kg。试验的部分结果见表4-33～表4-37。

表4-33 两个G-12E降落伞组的峰值拉力统计数据

㊀1ft=0.3048m。

表4-34 两个G-12E降落伞组的第一次最小载荷速度统计数据

（续）

表4-35 三个G-12E降落伞组的峰值拉力统计数据

表4-36 三个G-12E降落伞组的第一次最小载荷速度的数据统计

表4-37 G-12E降落伞空投系统演示的数据摘要

试验表明：在使用两个或三个降落伞的情况下，在大约90m时达到稳定。G-12E降落伞对于5000lb以下重量的载荷完全可以满足空投的要求。

（3）拆除阶段 车辆落地后，车辆应该保持正常的姿态，尽量防止滚翻的情况发生，否则将增加地面人员解除车辆约束使车辆行驶的困难。地面人员解除辅助捆绑装置后，将车辆与货台脱离，检查并起动车辆。这段时间应该越短越好。车辆空投到地面后，应该不发生致命的损伤，应能开得动，能够继续执行作战任务。

空投的成本也是要考虑的一个重要因素。例如为了要减小最小落差，可以采用面积较大伞盖的伞具，这样成本就会增加。

（三）空投的缓冲技术

在车辆空投落地时将承受较大的地面冲击载荷，一般来说单靠车辆本身的承载部件很难保证不发生零部件的损坏。因此人们设计各种缓冲装置来吸收车辆落地时的能量，防止或限制车辆部件受到的损坏。与缓冲装置相关的技术就成为空投能否成功的关键技术。以下介绍几种空投缓冲技术。

（1）纸蜂窝（honeycomb） 纸蜂窝是一种用蜂窝状纸制材料制作的一次性使用的缓冲装置，具有结构简单、成本低、缓冲性能好、反弹小等优点，缺点是不能重复使用，操作使用时需要进行分割、组合、安装等，工作量较大，费时，不利于车辆的快速装配和拆卸。纸蜂窝一般装在载货平台和车辆之间。

纸蜂窝的物理特性为：当外力达到屈服应力时，纸蜂窝将产生塑性变形，吸收能量，起到缓冲减振的作用。图4-27a所示为某纸蜂窝的应变应力变化曲线。从中可以看出当纸蜂窝变形时，开始为弹性变形，当应力达到一定值时，纸蜂窝发生屈服进入塑性变形阶段，在这一阶段将吸收装备的大部分动能。当纸蜂窝完全被压溃并压实时，应力又急剧增加，此时纸蜂窝的缓冲效果减弱。在最大应力为70%左右时纸蜂窝应力-应变曲线基本为矩形，在应变达到75%～85%时应力急剧增大，这种现象称为“饱和”现象。所以实际进行缓冲垫的设计时，应使应变处于60%～70%范围内，使纸蜂窝在较大的应变范围内应力只发生较小的变化。图4-27b所示为某纸蜂窝特性的实测曲线，从中可以看出当应力达到大约3×105kPa时，纸蜂窝发生屈服进入塑性变形阶段。表4-38为某纸蜂窝的物理特性。

图4-27 纸蜂窝特性曲线

表4-38 纸蜂窝的物理特性

以下为缓冲方案的设计步骤：

1）先选择一个车辆允许的G值（G值定义为物体的加速度与重力加速度之比）。

2）根据G值和物体的总重量计算所需的纸蜂窝总面积。

3）在车辆下部的不同部位布置纸蜂窝，一般选择承载能力较强的部位，如车架的纵梁和横梁、传动部件等。

4）计算每处纸蜂窝的面积。

5）计算每处纸蜂窝的最小加垫厚度。

6）实际装配并进行试验。

7）试验后进行检查和调整。

以下为纸蜂窝的用量计算方法。计算中假设被加速的物体为刚体。根据牛顿定律有

AS_av=W（G+1），其中G=a/g（4-9）

式中 A——纸蜂窝面积（m²）；

W——车辆装备的总载荷（N）；

a——车辆加速度；

g——重力加速度；

S_av——纸蜂窝的平均挤压应力（N/m²）。

由式（4-9）可以得到纸蜂窝的面积：

A=W（G+1）/S_av （4-10）

根据挤压时压缩纸蜂窝所做的功等于被减速物体的动能和势能的变化，有

将式（4-9）代入式（4-11）得

式中 S——减速距离（m）；

v——落地冲击的速度（m/s）。

获得这一减速距离而纸蜂窝又没有达到饱和状态所需的厚度为

式中 t——纸蜂窝厚度（m）；

E——纸蜂窝设计时取的最大应变（一般取0.5～0.7）。

综合式（4-12）、式（4-13）得到：

该式为纸蜂窝的厚度计算公式。

在设计纸蜂窝减振垫时还应该考虑以下几个问题：

1）要考虑纸蜂窝的厚宽比，该比值如果选择不当，将会导致车辆在横向运动时失稳。

2）纸蜂窝与车辆结构部分要有较大的接触面，必要时可以加板以使载荷分散；否则纸蜂窝将会因产生应力集中而减弱减振效果。

3）由于车辆的轮胎和悬架部分具有一定的承受冲击的能力，因此可以考虑这些总成吸收的一部分能量，但美军建议由车辆悬架和轮胎系统吸收的能量不超过总吸收能量的13%。

（2）气袋（Air Bag） 一些发达国家进行了多年用气袋作为空投缓冲装置的研究工作，并取得了成功。在美国随着该项技术的日臻完善，有取代纸蜂窝的趋势。

用气袋作为缓冲装置的原理主要是利用空气的压缩来吸收冲击的能量。早期的气袋较为简单，放气口是不变的（相对目前可控的放气口而言），气袋内的气体与大气压力一样，空投前气袋没有预压力。新型气袋的主要特点为采用了预压缩方式和可控制的排气阀。该结构的采用使得气袋在满足缓冲要求的情况下，大大缩短了压缩行程，降低了冲击载荷。

由于飞机内的高度有限，车辆在往载货平台上安装时，位于车辆与货台之间的气袋的高度不能过高。为了在有限的高度内提供足够的缓冲力，就必须采用带预压缩的复合气袋，同时为了避免车辆的回弹或倾翻，必须对各个气袋的排气时机和排气量进行精确的控制。

例如美军在2000年9月对HMMWV车进行的空投试验中，采用了四个电子控制的气袋，结果表明其缓冲性能与纸蜂窝的缓冲性能相似。

参数计算。

由能量守恒定律，气袋的压力和行程与车辆的动能之间有下面的关系：

(www.xing528.com)

即

式中 F——气袋与车辆之间的作用力；

S——气袋的行程；

M——被减速的质量；

v——车辆的初始下落速度；

p——气袋内的压力；

A_B——气袋的有效面积。

以上公式中假定压力和有效面积在气袋行程变化时为常数。但一般情况下上述参数为变化的量，这样有

式中 p_B——气袋的压力，为时间和行程的函数；

A_B——气袋的有效面积，为行程的函数。

如果定义一个新的参数为p_f=p_B/p₀，其中p₀为初始压力，则式（4-17）变为

对于一定的行程S，以及排气阀的特性不变，可以引入一个常数K，这样式（4-18）变为

式中 W——载荷；

v——速度，可根据悬挂载荷、降落伞的形式、数量、气温、气压、湿度等因素的影

响来预测。

该式的使用条件为：

如果用势能公式可以得到v₂=2gh，这样式（4-19）可以变为更加简洁的形式：

P₀=（Wh）/K（4-20）

式（4-20）用来计算静态下落的地面试验时非常方便。

图4-28所示为气袋及缓冲装置的一个典型示例。为了使载荷分散，使用了一个承载板，承载板由四块相同的附件联接而成，每一个附件为一铝制方形框架结构。其他部件如图4-28所示。每一个车轮与载货平台支撑。

行程S的选择要考虑车辆悬架系统的行程，一般以压缩撞击限位块为参考行程，如美军对轻型战术车辆选择12ft的行程，就是考虑了HMMWV车悬架系统的总行程，实际当中车辆相对载货平台被抬起了25.5ft，这样上述的悬架系统有一个伸张的行程。轮胎与载货平台也有3ft的距离，并添有少量的纸蜂窝。美军认为即使使用气袋作为缓冲装置，也可以采用一定量的纸蜂窝作为辅助缓冲装置。

（3）降落伞牵引器 图4-29所示为美军NATICK工程发展研究中心研制的降落伞牵引器。该装置可以在装备落地前迅速减小落地的速度，从而减小落地的冲击载荷。

图4-28 气袋及缓冲装置

图4-29 降落伞牵引器

该装置连接于降落伞和空投装备之间，空投时当车辆下落到距地面一定高度时，传感器引发牵引器动作，控制阀打开，储气箱迅速向气缸内充气，使活塞向上运动，利用滑轮组和气缸组总成，迅速拉紧降落伞和空投装备之间的牵引索，使空投装备相对于伞向上运动，减小了装备下落的速度，降低了落地冲击载荷。

（4）充气纤维触发器 美军研制的另一种软管型充气纤维触发器，其工作原理与降落伞牵引器相同。该装置处于降落伞和空投装备之间。当装备下落距离地面一定距离时，触发器内的传感器发出信号，软管内气体发生器工作，瞬间产生大量气体，使软管充气纤维迅速膨胀，长度缩短，装备相对于伞具向上运动，降低装备下落的速度，减小落地冲击载荷。该触发器可以在0.21s内使装备下落的速度由8m/s减小到3m/s，有效地降低了落地冲击载荷。

（四）空投试验方法

为了提高空投的研究水平，多采用空投的模拟试验台。模拟试验台的建立可以模拟车辆装备在实际空投过程中的各种姿态，例如车辆以不同的水平和垂直速度下落，以不同的角度着地等情况。此外，可以对各种缓冲系统性能及方案进行设计，对捆绑加固的效果和车辆的抗冲击性能进行评价。这样可以大大减少实际的空投试验次数，缩短试验周期，节省费用。

美军对车辆空投规定了如下试验项目：

1）确定车辆的输送和装载性能。

2）确定车辆在模拟12200m高空环境下耐低压的能力。

3）确定固定的悬架设施能否承受模拟的减速度力和适合减缓设备的位置。

4）确定车辆能否经受速度为8.7m/s的地面冲击力（仅对空投车要求）。

5）评价车辆整体设计，确定其是否因满足空运或空投的要求而削弱了其某些基本性能，如机动性等。

（五）国内军用车辆空投研究概况

1.国内军用车辆空投技术的发展

我军在20世纪70年代末开始使用运-8型飞机进行军用车辆装备空投试验，包括运-8型和运-8C型两种机型。现在我军可对北京2020吉普车系列、15W电台车、南京230牵引车和伞兵突击车等军用车辆装备实施空投，空投重量为2.5～4.5t。在引进苏制伊尔-76飞机后，我军在空投能力上有了很大的提高，空投重量可达10t左右。

在理论研究方面，国内企业和院校对运-8型和运-8C型飞机空投装备时飞机的动态特征、操纵稳定性进行了研究，如空投装备对飞机的稳定性、安全性影响等问题。对于在空降过程中降落伞下降的速度、投物伞的组合、武器装备在空中运动状态和轨迹以及在落地碰撞瞬间，货台和军用车辆装备系统承受地面冲击载荷、车辆装备损伤预测分析等问题的研究也取得了一定的成果。

2.军用车辆空投试验研究

国内对军用车辆空投性的研究主要以试验为主，包括空投模拟试验和实际空投试验。

（1）空投模拟试验 空投模拟试验是在室内进行的，具体过程包括试验器材的准备、试验方案的确定、试验的实施、试验后的检查与测试结果的整理。

1）试验器材的准备。试验器材的准备主要包括货台、附加捆绑系留装置、缓冲用气囊或纸蜂窝、起吊装置、测试仪器及其他辅助器材等。根据车辆的质量、尺寸参数选择货台的类型及缓冲气囊或加垫用纸蜂窝。货台的宽度一般为2m，长度为3～5m，针对空投车辆类型不同而采用不同的货台。

2）试验方案的确定。根据具体的车型及结构形式确定捆绑系留方案，使车辆牢固地捆绑在货台上，不发生横向和垂向位移。根据整车质量及分布情况，确定缓冲气囊的面积或所需纸蜂窝总面积及厚度，根据质量分布情况确定缓冲装置的加垫位置。根据要求，车辆落地冲击前的速度不大于8m/s，计算出车辆吊起高度为h=vt²/2g=3.2m。

3）进行试验。将加垫缓冲装置（气囊或纸蜂窝）的车辆捆绑到货台上，用起吊装置将车辆装备按方案确定的高度吊起，吊起后要求货台与地面平行，达到预定高度后使其垂直落下作自由落体运动。

4）试验后的检查与测试结果的整理。车辆装备空投落地后，拆除捆绑加固装置，检查车辆是否能正常起动行驶，是否有明显断裂或变形，并对落地冲击过程中的减速度测量值进行整理。

（2）实际空投试验

1）地面装机。将通过地面空投模拟试验的车辆装备与货台捆绑加固后配以相应的伞具，装载到运输机上，完成地面准备工作。

2）实际空投。实际空投时要求空投场地平整，能见度好，风速小于10m/s，飞行速度为300～380km/h，到达预定空投地点后，车辆装备从600m左右的高度投下作自由落体运动。

着陆时，缓冲系统吸收落地冲击的能量，地面人员解除捆绑加固装置，检查车辆装备受冲击情况。实际空投时，由于军用车辆的体积形状差异和侧向风的影响，会发生横向侧滑，着陆时有一定的倾角。

3.国内军用车辆空投性研究中存在的问题

我军对军用车辆空投性的研究起步较晚，空投方式，空投能力和可靠性研究等方面与世界先进国家相比有一定的差距，原因主要有以下几个方面：

1）空中运输能力相对较弱，发展军用车辆装备空投手段受限。

2）缺乏空投地面试验辅助设备，如综合试验平台，使军用车辆空投试验周期加长，增大了试验经费投入。

3）研制、生产空投系统的人力、财力投入较少。

4）军用车辆设计时没有考虑空投性的要求，导致车辆的空投性较差，不利于空投性的研究。

4.对我国军用车辆空投性研究的几点建议

（1）在设计阶段加强车辆空投性研究 由于我军对军用车辆空投性的研究起步较晚，与国外有一定差距，所以提出在军用车辆设计阶段把车辆的空投性好坏作为评价车辆性能的基本指标之一，制定车辆空投性设计规范和评价标准，使车辆符合空投性要求，以提高我军军用车辆空投性。

（2）完善空投（模拟）试验设备设施 国内进行空投模拟试验主要以垂直落体试验为主，与国外先进国家试验水平有一定的差距。如试验方法较单一、试验设施较简陋、测试到的数据单一等，缺乏相应的综合试验系统和数据收集系统。

（3）提高研究方法和手段的水平 由于计算机模拟仿真技术的发展，利用计算机强大的计算功能，借鉴模拟仿真分析在车辆碰撞性能分析中取得的成果，在设计阶段对军用车辆空投性进行模拟仿真分析，可以较真实地再现实际空投过程中车辆装备的受力和变形情况，针对薄弱部位重点进行分析计算，实时进行修改。

国内外已成功地对车辆在各种条件下的碰撞过程进行了模拟，模拟的结果与实际情况具有很好的吻合性，对于车辆被动安全性的提高和车辆结构的设计改进提出了科学的建议，具有较高的可信度。而车辆空投落地冲击与车辆碰撞具有一定的相似性，将车辆碰撞研究的方法和成果应用于空投落地冲击中，提高车辆空投性研究的水平，模拟仿真技术重复性好，费用低，人员物资消耗小，能够模拟各种危险、极限条件下车辆装备的动态行为及安全性，有效地减少了实际试验的次数和人员、物资的消耗，能够为车辆设计和空投方案的评价及改进提供有益的建议和参考。

（4）加强对车辆空投性研究的投入 相应地加大对车辆空投性能研究的资金投入和技术支持，进一步提高我军车辆装备空投性能，缩短与发达国家之间的差距。

（六）国外军用车辆空投性研究现状

世界各国普遍重视空降空投作战模式。而重型车辆装备空投技术则是体现空降空投作战能力的重要标志之一。

1.美军军用车辆空投新技术

美军在“21世纪空中和太空力量全球展望”报告中指出，“未来战争中，空投问题应该像炸弹投掷一样得到同等的重视”。作为军事强国的美国，非常重视空降空投作战模式，尤其在军用车辆空投技术的研究方面一直处于领先地位，随着研究的深入和技术水平的提高，各种新式空投系统的研制与生产，大大提高了军用车辆的空投性和空降空投作战的能力。

（1）缓冲装置的改进 军用车辆进行空投时，需要在货台和车辆底盘之间加垫缓冲吸能装置，如纸蜂窝板或气袋，吸收部分落地冲击产生的能量，防止车辆装备受到过度的冲击载荷遭到损坏。

纸蜂窝每平方米可承受300万N的力，每层的厚度为76mm，使用时根据车辆装备的质量参数和冲击过程中车辆所能承受的加速度值计算纸蜂窝的用量。采用纸蜂窝结构作为缓冲装置，操作使用时需要进行分割、组合，工作量大，费时，而且不能重复利用。

根据美军提出的未来军用车辆空投系统需要具备的快速装配、拆卸，抗侧倾、滚翻以及稳定性自动调节的要求，研制出一种电子控制气囊系统，用于车辆装备的空投。该缓冲系统包括4个气囊、能量扩散板、4个控制阀，其中2个充气阀位于车辆左右两侧，2个放气阀分别位于车辆前部和后部。

气囊的材料由凯夫拉尔纤维制成，具有钢丝制成的骨架结构，有很高的强度和韧性，未充气时气囊面积是36in²，厚度为1in，当充气压力达到40lb/in时，体积为5.1ft³，重量为77lb。车辆空投前将气囊充气到一定压力，通过能量扩散板加垫在车辆底盘下面，将车辆向上升起，使车轮悬置，距离货台1in。

对车辆进行捆绑加固后可进行空投，在车辆装备落地冲击过程中，传感器检测气囊压力，当气囊压力达到规定的限定值时，电子控制装置开启2个放气阀进行排气，放气阀最大开度为17.4in²，气囊内的压力降低，使气囊内的压力始终保持定值。当气囊压缩行程结束时，气囊内的气体被完全释放，以防止发生反弹而导致车辆侧翻。当车辆下落具有一定的水平运动速度时，可能会发生侧倾现象，控制器根据传感器检测到的加速度信号控制左右两侧充气阀，通过增大逆风一侧的气囊压力来保持车辆的稳定性，不至于发生侧翻。

美军利用该装置对HMMWV M997救护车进行了试验，结果证明该缓冲系统能够承担HMMWV型军用越野汽车的空投缓冲任务。当投放高度为12.16ft，不考虑侧向风的影响，地面为水泥地面时，落地冲击速度为27.5ft/s而不发生损坏。考虑侧向风的影响，可能发生货台具有横向运动速度的情况，试验时将车辆以24°的侧倾角投放到斜面坡度为22°的泥土坡上，投放高度为13.16ft，落地冲击垂直速度为27.5ft/s，水平速度为10.5ft/s。以上试验中，气囊均表现出很好的缓冲吸能特性，并能够使车辆装备保持良好的抗侧翻稳定性，符合美军规定的“快速装配、拆卸，抗侧翻”要求。经过试验该气囊适合在各种气候条件下工作，性能可靠，能够重复使用25次以上。

（2）新型减速装置的研制 为了使运输机和空投车辆装备避免敌人火力的打击，快速、准确、安全地投放到预定地点，往往采取降低投放高度以减少车辆装备滞空时间的方式进行空投，但过低的投放高度又使得伞具缺乏足够的稳定时间来降低装备落地冲击的速度，从而造成装备的冲击过载损坏。美军研制的空投装备减速装置，可以降低车辆装备落地冲击前的下落速度，减小落地冲击载荷，避免损坏。

1）软着陆充气纤维触发器。软着陆空投系统由空投装备、降落伞和减速装置组成。具有代表性的减速装置为“充气纤维触发器（Pneumatic Muscle Actuators，PMAs）”，该触发器最初的概念提出是在1940年，当时该装置申请专利用于采矿业。该触发器外观是辫子形的纤维管，当内部充气时，管的长度减小，直径增大。纤维管收缩时能够产生强大的拉力，比相同直径的活塞气缸体产生的拉力大20倍以上，长度可收缩到原长的40%。该纤维管具有高强度、低成本、重量轻的优点，操作时便于捆绑，占用空间小，具有可靠的展开性。

充气纤维触发器由辫子形纤维管、气体发生器、传感器和控制器组成，纤维管的两端封闭，分别与伞具和空投装备进行联接。当进行实际空投时，传感器检测车辆装备距离地面的高度，当装备下落到离地面一定高度时，传感器发出信号，控制器使纤维管内的气体发生器作用，瞬间产生大量气体，使纤维管迅速膨胀，纤维管收缩，在伞具和装备之间产生很大的拉力，使车辆相对于伞具向上运动，降低了装备的下落速度，减小落地冲击载荷。

以美军HMMWV高机动越野汽车为例，空投车辆装备的重量为10000lb，使用2个G-11型降落伞，下落速度为28ft/s，采用充气纤维触发器作为减速装置时，落地冲击前触发器工作，可以使装备落地冲击前的速度降为10ft/s，有效地降低了落地冲击载荷。同时，该装置的采用，降低了缓冲装置的要求，可以减少加垫在车辆与货台之间的缓冲装置（如纸蜂窝）数量，减小了缓冲装置装配和拆卸的操作时间及劳动量。

2）软着陆降落伞卷收系统。软着陆降落伞卷收系统由美军Natick工程发展研究中心（Natick Research，Development and Engineering Center，NRDEC）John Lanza发明，于1994年首次进行试验，试验结果表明该系统能够在1.5s的时间内，使空投车辆装备的下落速度由21ft/s减小到7ft/s，具有很强的减速能力，降低了车辆装备在落地冲击过程中的载荷。

该系统由滑轮组、气缸、活塞、储气箱、阀门和传感器等组成。储气箱的体积为212in³，活塞半径为1.25in，行程为24in，气缸、活塞及上部滑轮组的重量为1lb。当气缸工作时，滑轮组用于增加绳索工作长度，加快绳索的收缩速度。

实际空投时该卷收系统联接于伞具和车辆装备之间，工作原理与充气纤维触发器相同。在装备空投下落过程中，传感器测量车辆装备距离地面的高度，当到达地面一定高度时，传感器发出信号，控制阀门打开，储气箱迅速向气缸内充入高压气体，使活塞向上运动，活塞通过滑轮组拉动绳索，缩短伞具与车辆之间的距离，使车辆产生向上的力，相对于伞作向上运动，从而使车辆装备的下落速度降低，减小落地冲击载荷。

（3）美国军用车辆装备空投落地冲击仿真系统 美军Natick工程发展研究中心针对军用车辆空投模拟仿真系统的研究，提出了空投证书计划。

空投证书计划是指实际空投试验之前，通过模拟仿真系统的模拟试验，检查车辆装备是否能够承受实际空投情况下的特殊应力，空投过程和空投载荷能否保证飞机和机组人员的安全，主要包括以下几个方面的工作：

1）设备或零件的锁定、悬吊、拔出装置的载荷测试应满足空投环境强度要求。

2）根据空投车辆装备来确定缓冲装置中垫子的数量、位置和材料型号，以满足吸收地面冲击力的要求。

3）确定各部件的系紧方案和降落伞分布组合方案。

4）进行模拟测试，将装配好的各部件用升降机吊起一定高度，自由落下，以确保在落地冲击后，车辆装备能正常起动行驶。

2.俄罗斯军用车辆装备空投综合试验平台

俄罗斯军用车辆装备空投技术十分先进，仿真模拟训练基本普及，俄罗斯空降技术研究所的空投装备综合试验平台为研制新型装备空投系统，加快重装备空投技术发展，节省人力、物力和财力，起到了较大的作用，使俄罗斯的空投技术得到了进一步的提高。

（七）军用车辆空投技术的发展趋势

作为武器系统平台的军用车辆装备，要求在空降空投作战中能够及时、快速、准确、安全地投放到预定地点，这就要求空投系统具有良好的可靠性、可控性和可操作性。

（1）空投样式多样化 国外出现了新的空投方式，如远距离遥控指挥空投、超低空空投等，这样可以保证运输机及人员的安全，减少高空飞行遭受敌人打击的概率。但对技术要求高，实施难度大，现阶段只适合一些轻型的车辆装备。

（2）空投装备重型化 空投装备的重量由轻型向重型发展，由空投轻型车辆发展到空投重型车辆，对运输机及车辆装备本身抵抗落地冲击载荷的能力要求逐渐提高。

（3）空投（模拟）试验规范化 各国针对可空投的军用车辆装备制定相应的设计要求、试验规范、评价标准，有利于提高空投性，对车辆装备的空投性做出科学客观的评价。

（4）空投精度不断提高 空投过程中，通过地面或空中的遥控装置不断调整伞具的形状，改变装备下落的轨迹，使车辆装备准确地投放到预定地点。

（5）空投高度不断降低 随着空投技术的发展和各种减速装置的研制，实施空投的投放高度不断降低，向低空方向发展，使车辆装备滞空的时间缩短，从而降低了投放过程中装备受敌打击的概率。

（6）空投系统使用操作不断简化 通过使用结构简单的缓冲气囊代替纸蜂窝材料，使得无论是车辆地面装配准备阶段，还是投放到地面时的拆卸工作，均使操作程序简化，降低了劳动强度，缩短了操作时间，达到了快速装配、拆卸的要求。