Research on the Development of Air Delivery Technology of US Army

Sun Yuekun (Army Military Transportation University, Tianjin 300161, China)

Abstract  In the realm of contemporary warfare, the tempo of operational processes has markedly accelerated, underscoring the growing significance of air delivery capabilities. The United States military has consistently prioritized enhancing its air delivery capability to ensure rapid global reach. This paper critically examines and synthesizes the advanced air delivery technologies currently under vigorous development by the US military, including heavy-lift, high-speed, vertical take-off and landing, unmanned, and lightweight technologies. It further analyzes their technical attributes and typical application scenarios to provide valuable insights and references for advancing China's own air delivery technology.

Key words  US army; air delivery technology; development

引言

空中投送具有速度快、效率高、运程远、能够超越地理障碍等突出特点和优势，是现代战争中保障部队快速机动、物资装备运输和伤病员后送的重要手段^[1]。美军为了实现其全球利益，确保其本土部署快速到达的目标，一直把空中投送作为战略投送的先锋力量^[2]。目前正在大力研究大载重、高速化、垂直起降、无人化、轻量化等一系列新型空中投送技术，促使其空中投送能力不断提升。

1.大载重技术

大载重技术是指提高空中投送平台的载重量和载货空间，从而使其具有更强的投送能力，主要包括重型运输机、重型运输直升机、战略运输飞艇。

1.1重型运输机

重型运输机一般指起飞重量大于100吨的运输机，具有载重量大、载货空间大、航程远等特征，能够远距离快速投送兵员、装备和物资到作战前线，确保部队战略投送的快捷性和突然性。美军十分重视重型运输机研制，21世纪初，美国国防预先研究计划局（DARPA）和波音公司共同设计了重型运输机“鹈鹕”，机身长110米，翼展152米，机翼面积超过4050平方米，有效载重1270吨，相当于178个标准船运集装箱，一次可装载17辆50吨重的主战坦克或3000名全幅武装的士兵，巡航速度490千米/小时，巡航高度6000米，最大航程12000公里。为了降低燃油消耗，提高续航里程，鹈鹕可以利用水面效应原理，在15米高度掠海飞行，最大航程超过18000公里。根据估算，10架“鹈鹕”运输机的运量相当于一艘大型滚装船，但是“鹈鹕”一天的航程需要滚装船两个星期完成。利用该型飞机，美军可将大批部队和主战坦克等重装备迅速运往热点地区，运送时间远远小于海上运输，显著提升美军作战能力，将成为应对突发性危机的决定性力量。

1.2重型运输直升机

重型运输直升机一般指起飞重量大于20吨的运输直升机，具有运载能力大、飞行距离远等特点，通过内载或外部吊挂方式载运大型武器装备，且无需机场起降，具有较强的环境适应性，可以用来快速投送兵员、装备和物资。美军由西科斯基公司研制的CH-53K“种马王”重型运输直升机，最大起飞重量接近40吨，舱内可装载或吊运12.2吨装备物资，相当于三辆悍马军车或近50名全副武装的士兵，航程达204公里。与目前的运输直升机相比，承载能力更大，飞行距离更远，具备全天候飞行能力，能够将重型武器装备、弹药、燃料等关键物资快速运输到远离基地的前线战场，保障部队的持续作战能力，为美军的远征作战提供了极大的机动灵活性。

1.3战略运输飞艇

战略运输飞艇具有载重量大、飞行距离远、油耗小、研发成本低、对起降场地要求低等独特优势，可满足主战坦克、大型医疗设备和工程机械等重型装备的快速投送需求。美军正在研制的“混合超大型飞机”(HULA)战略运输飞艇，具有强大的空中投送能力，飞行高度3000米，飞行速度170千米/小时，最大航程9700公里，舱体容积10万立方米，能装载重达500吨的作战部队和武器装备。虽然HULA的飞行速度只有一般运输机的四分之一，但是由于其容积大、载重量大，运输能力是目前美军现役最大运输机C-17的10倍以上。HULA凭借其大载荷和长航程能力,具备传统运输机和海运无法比拟的优势,满足从本土基地到作战前沿的大型装备、车辆、弹药等重型物资远程战略运输需求，实现全球范围内快速部署，对于快速响应战争需求、增强部队战斗力具有重要意义。

2.高速化技术

高速化技术是大幅提高空中投送平台飞行速度，从而缩短远程投送时间，主要包括高超音速飞机和高速直升机。

2.1高超音速飞机

高超音速飞机是指飞行速度大于5马赫的飞机，主要用于运输、临近空间飞行、空天飞行等。虽然采用火箭技术可以使飞行器达到很高速度，但有效载荷小，飞行成本高、飞行时间短，且一般不能重复使用，而采用喷气式等新型航空发动机的高速飞行器有效载荷大、飞行成本低、安全性好，且可长时间重复使用。美军由洛克希德·马丁公司研发的SR-72高超音速飞机，采用超燃冲压发动机，巡航速度达到6马赫，是目前第四代战斗机最大飞行速度的三倍，甚至比常规导弹飞行速度都要快，可以在1小时之内到达6000公里以外的战场，将助推美军形成“两小时全球打击能力”，从而无须预先派遣大量兵力，可以直接从本土对目标实现及时有效摧毁，在未来战场上具有颠覆性作用。

2.2高速直升机

高速直升机是指保留直升机的飞行特征，巡航时速达到400~500千米的直升机，远超过目前直升机的巡航速度每小时200~300千米，其运输效率和机动性显著提升。目前贝尔公司正在研发测试的V-280“勇气”直升机，巡航速度520千米/小时，最高速度560千米/小时，最大悬停高度1829米，续航里程3900千米。V-280“勇气”直升机不仅能够以更快的速度将士兵和装备送达战场，还能凭借其远航程执行跨境或远距离的军事部署任务，这一特性使得V-280能够在全球范围内快速响应紧急任务，显著提升美军的战场机动性，执行当今直升机无法完成的大量垂直空运任务，在战场运输和快速部署任务中展现巨大潜力。

3.垂直起降技术

垂直起降技术，把旋转翼直升机的悬停能力与喷气式飞机的速度有机结合在一起，使飞机既可以像直升机一样起降，又可以像喷气式飞机一样飞行，从而速度更快、生存能力更强，特别适于登陆作战、岛屿攻防作战中执行兵员和物资装备紧急投送、后勤支援和医疗后送。现代战争，飞机跑道在卫星图像下一览无余，将成为重点打击破坏对象，导致传统飞机不能正常起降。为有效应对该问题，美国国防预先研究计划局（DARPA）和美国空军特种作战司令部（AFSOC）启动不依赖跑道的高速垂直起降（HSVTOL）飞机项目，要求巡航速度大于741km/h，有效载重大于2267千克，飞行高度在4572～9144米之间，并且能够在恶劣环境中悬停。贝尔公司作为中标供应商之一，提供了未来垂直起降飞机（HSVTOL）解决方案。飞机采用可折叠旋翼技术，翼梢旋翼用于提供垂直升力，飞机起飞后，旋翼收起减少阻力，以固定翼喷气式模式飞行。动力装置采用“可转换发动机”，可以在涡轴发动机模式和涡扇发动机模式之间切换，从而无需单独的起降和巡航发动机。垂直起降阶段由涡轴发动机推进起降，转平飞后由涡扇发动机推进高速前行。垂直起降技术结合了传统旋转翼飞机垂直起降和固定翼飞机高速飞行的优势，突破了传统飞机在速度、机动性和起降模式之间的技术瓶颈，找到了垂直起降能力与高速飞行性能之间的平衡点，可以不依赖跑道进行起飞，提供更高效的速度、更长的航程和更灵活的环境适应性，使其能够在偏远地区、作战前沿等复杂地形执行任务，从而在更短时间内将部队和装备送达任务区域，将大大增强军事行动的灵活性和效率。

4.无人化技术

随着信息化技术的不断发展和应用，无人化武器装备在现代战争中的地位和作用日益重要^[3]。无人系统已成为美军作战装备体系中的重要组成部分，无人投送能够极大降低人员伤亡率、提高运输效率、减少运输时间和运输成本，尤其是在高原山地、海洋沙漠等恶劣自然环境、人工保障难以实施的条件下，利用无人投送提升保障效能的优势更加明显，已成为美军后勤建设的新趋势^[4]。目前美军研制了一系列新型无人投送技术，比如K-MAX无人直升机、自主空中货运通用系统(AACUS）。

K-MAX无人直升机由洛克希德•马丁公司改造有人驾驶的K-MAX直升机而来，有效载重3.5吨，飞行速度185公里/小时，续航时间3小时，最大航程495公里。K-MAX无人直升机采用双旋翼并列布局，使其具备更高的飞行高度和更大的运载能力，机身有四个挂钩，可以对大型装备物资等进行吊装运输，装备了GPS精确制导设备，可以按照设置好的路线自主飞行，全天候进行装备物资精确补给，特别适合在复杂地形中精准投送装备物资。比如在阿富汗战争中，美军采用地面车队补给，经常遭遇简易爆炸物和武装分子攻击，采用K-MAX无人直升机补给可以有效避免路边炸弹袭击，极大降低人员伤亡率，显著增强向前线运送武器和给养能力，使后勤运输变得更加安全和顺畅。

K-MAX无人直升机相比传统运输机在无人化道路上向前迈了一大步，但是在飞行路线规划、着陆等阶段还依赖专业操作人员。为此，美军资助极光飞行科学公司研发了一种自主空中货运通用系统（AACUS），不需要地面操作人员发出指令，能够自主完成任务规划、最佳路径选择、飞行避障、着陆点选择等任务，该系统可以集成至任意旋翼平台使其具备自主能力。2018年，美国海军陆战队在匡提科试验基地首次对AACUS系统进行公开演示，对1架UH-1H直升机进行了改装，为其配备了AACUS系统。战士利用平板电脑下发运输任务，AACUS系统收集信息和规划路径后自主起飞，在遇到障碍或危险时，直升机能自动检测和规避，飞抵目标区域后平稳降落，地面等候的战士快速卸载机舱中的货物，直升机自主返航。AACUS系统可以集成部署到多型有人/无人直升机，比如MV-22倾转旋翼机、CH-53K重型直升机等，将飞行员从繁重、危险的驾驶任务中解放出来，并减少着陆过程对地面人员的依赖，为前沿部队提供更灵活、全面、快速的后勤保障服务，使部队具备了以无人手段进行后勤运输和分发补给的关键能力。

5.轻量化技术

轻量化技术是指降低空中投送平台重量、体积等，使其具有轻便、小巧、灵活等特点，从而可以减少对跑道、发射器等外部保障设施的依赖。美国海军经过调查发现，在大于200海里的由“岸基—舰船”、“舰船—舰船”、“舰船—岸基”关键物资运输补给中，超过90%的补给物资重量低于25千克，在作战系统故障修复任务中，超过90%的补给零部件重量低于10千克。而且大多数舰船、潜艇缺乏专业飞行甲板和无人机发射回收装置，在未来作战环境中，由于传统无人机无法降落将导致无法及时获得补给。轻量化无人机克服了传统无人运输机重量大、部署难等系列问题，可以在更广泛的地理空间内实现灵活、及时的物资保障，具备的运输能力在现代战争中能够发挥巨大作用，因此美军先后研制了V-Bat、Skyways等轻量化飞机。V-Bat无人机，机长2.4米，翼展2.74米，有效载荷3.6千克，飞行速度166公里/小时，最大航时8小时，最大航程560公里，可在30分钟内快速完成组装，采用独特的垂直起降设计，可以不依赖跑道和发射回收设备，在任何环境直接进行起降，具有很强的灵活性。Skyways无人机，有效载荷11.3千克，最大航程804公里。采用了分布式动力系统，中央机身后端布置一组旋翼，用于水平推进，尾撑前后布置8组旋翼，用于垂直起降，实现了常规高速飞行无人机与多旋翼垂直起降无人机的合体，而且采用独特的折翼设计，使其便于携带和存储。轻量化无人机，由于其极高的便携性，能够由少数人员进行快速组装和部署，与传统的无人机相比，尺寸和重量大幅减少，使得作战人员能够快速将其部署至任务区域，完成物资运输、侦察监视等多样化任务。

6.结束语

美军作为世界军事强国，奉行全球战略，注重全球到达和快速投送。为了持续保持其在兵力投送方面的优势地位，针对不同作战场景需要，在空中投送方面研究了一系列先进技术，主要包括大载重技术、高速化技术、垂直起降技术、无人化技术、轻量化技术等，这些先进技术的研制将助推其空中投送能力产生大的跃升，持续保持其全球兵力投送的优势地位。

参考文献

[1]李鹏,常刚,蔡晶.美国空军军用运输机发展初探[J].国防交通工程与技术,2021,19(5):6-9.

[2]常刚,苑德春,张超.美军航空投送装备建设发展及启示[J].军事交通学院学报,2020,22(6):13-16.

[3]张笔峰,郭秋怡,孙明杰.美军智能无人系统发展[J].国防科技,2024, 45(4):85-91.

[4]王正义,邓安.美无人机系统当前和今后担负的任务及其发展趋势[J]. 中国电子科学研究院学报,2023,18(2):195-202.

作者简介：孙跃坤（1985.12）男，汉，河南洛阳，研究生，硕士，讲师，交通运输。