專利名稱：提高安裝在飛行器上的外部儲備的載荷容量、運輸效率和適應機動性的系統(tǒng)和方法
背景技術：
發(fā)明領域本發(fā)明大體上涉及一種有成本效益的、低風險的系統(tǒng)和方法，用于提高安裝在飛行器上的外部機載儲備的載荷能力、運輸效率和適應機動性。具體來講，本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和方法，將目前的和預期的外部燃料油箱轉換成大體上一致的、多功能、高容量、高體積和在空氣動力方面有效率的，可外部安裝的機載儲備。
現(xiàn)有技術描述大多數(shù)軍用飛行器，如戰(zhàn)斗機、攻擊性直升機等一般都配有一個外部機載儲備的懸掛、運載和釋放系統(tǒng)。外部機載儲備是意圖在外部進行運載的裝置，安裝在飛機的懸掛和釋放設備上，在戰(zhàn)斗中它可以從飛行器上分離，也可以不分離。外部機載儲備一般包括導彈、火箭、炸彈、核武器、地雷、魚雷、可拆卸燃料和噴流油箱、干擾絲和閃光分配裝置、加油吊艙、槍械吊艙、電子對抗措施(ECM)吊艙、電子支援措施(ESM)吊艙、可牽引目標和假目標吊艙、推力增大吊艙和懸掛設備，如炮彈架、彈射發(fā)射臺、空投發(fā)射臺和外掛架。這些外部儲備通過特定的懸掛點被可拆卸地安裝在飛行器上，這些特定的懸掛點通常被稱為硬點或武器站，其跨越飛行器的外表面而分布，以使所運載的儲備達到最佳的可能的效果和空氣動力方面的最佳飛行條件。
出于經濟效率以及編制上和操作上的原因，大多數(shù)軍用飛行器都設計成多用途平臺。因此現(xiàn)代軍用飛機都具有功能多樣性，如可以執(zhí)行各種各樣任務的能力，包括進攻性防空作戰(zhàn)(OCA)、防御性防空作戰(zhàn)(DCA)、攔截(AA)、戰(zhàn)斗空中巡邏(CAP)、近距離空中支持(CAS)、敵方空中防御抑制(SEAD)、深度打擊、攻擊敵艦(AS)、反潛戰(zhàn)斗(ASW)、電子戰(zhàn)(EW)、加油、偵察、監(jiān)視、無人駕駛飛機(UAV)發(fā)射、衛(wèi)星發(fā)射或上述的兩個或多個的組合。每種特定的任務形式要求武器配對，或為了完成所指定的任務而進行的最佳武器配備。武器配對涉及特定儲備的特定裝載量的配備或不同儲備類型和裝載量的特定混合。現(xiàn)代軍事飛行器所要求的任務形式的廣大范圍需要能夠有選擇地攜帶各種各樣的儲備和裝載量。
現(xiàn)代多用途飛機都配有武器站，以容納完成多種不同任務所需的各種各樣的儲備。盡管不同種類飛機的可利用的武器站的數(shù)量有所不同，但一般都配有8到12個武器站。由于有效載荷空間對于戰(zhàn)斗機或進攻性直升機非常珍貴，所以武器站的位置一般限制在空中平臺外部的下表面。由于增加的空氣動力學牽制效應，所以攜帶儲備的武器站的外部位置的飛行性能不可避免地會有所降低，如降低的機動性、空速、射程、有效操作航高、增加的燃料消耗以及其它類似的損失。外部武器站位置一般包括翼端硬點、外翼硬點、中翼硬點、內翼硬點、側機身硬點、機身中線硬點以及類似的其它點。盡管每個硬點所允許的儲備庫的上載選擇是有限的，但儲備總體配置可根據(jù)飛機的類型進行調配或匹配。單機出動框架內所允許的儲備和負載的組合一般稱為外倉配置。有一點很重要應注意到，對于一個給定的配置，具體硬點上的所有儲備一般來講應屬于同一類型。
因此，例如，一種示范性的儲備配置可以包括翼端硬點上的中程導彈、外翼硬點上的火箭吊艙、中翼硬點上的炸彈、內翼硬點上的ECM吊艙、側機身硬點上的短程導彈和機身中線硬點上的外燃料油箱。雖然單機空中平臺可攜帶和釋放的不同種類的儲備很大，但可能的儲備配置的數(shù)量在實質上既會受到武器站數(shù)量的限制，也會受到允許的武器站裝載選擇的限制。
一般來講，每次出動航程較長或執(zhí)行延續(xù)任務的軍用飛機配有輔助外燃料油箱，一般固定在外掛架上特定的硬點上。由于考慮到空氣動力學上的效率和相關的飛行性能參數(shù)，所以將外燃料油箱設計成具有適當?shù)慕Y構性配置，如典型的魚雷形狀。一般的外燃料油箱制成不同的規(guī)格，以使每個油箱單元具有從67到1360美制加侖的大范圍燃料儲存容量。外部燃料油箱通常為飛行器所運載的最大外部有效載荷。飛行器所運載的外部燃料副油箱的數(shù)量根據(jù)飛行器的類型及其變化而有所不同，不過一般均可支持1到5個外部燃料油箱，其中2到4個油箱位于機翼下方，1到2個油箱安裝在機身下面。
向用戶(如空軍)交付具有攜帶的外部儲備，如武器儲備或燃料儲備的飛行器，自然而然地包括提供外部配置選擇，在飛行器投入戰(zhàn)場之前，由制造商對攜帶的這些外部儲備以及有關的運行參數(shù)進行設計、測試和確認。因此，一般的外部燃料油箱的空氣動力學和運行特性在經過確認的外部配置中是最佳的并且與飛行器有關。一般的燃料油箱特性包括高容量運載、實質上靈活的重心限制和范圍、可接受的顫動、高負荷限制、正動態(tài)分離和緊急釋放效果、已知的關于飛機穩(wěn)定性和易操作性的空氣動力學效果、和已知的關于鄰近的外部儲備和類似的裝置的空氣動力學效果。
應注意到某些外部儲備類型，如多單元武器、集束炸彈、ECM、ESM和類似的類型，并沒有提供最佳的空氣動力學外形。因此，這類武器儲備在空氣動力學上并不是穩(wěn)定的，并且會產生增加的牽制和負動態(tài)分離和釋放效果。
策略上和戰(zhàn)術上所要求的持續(xù)加速的技術進步推動了軍用飛機運行能力的不斷改進。盡管開發(fā)全新的空中平臺是一個相當漫長而極其昂貴的過程，但通過新式/升級儲備的進一步開發(fā)和新的運行功能的實現(xiàn)，可以在根本上提高現(xiàn)有平臺的能力，這些新式/升級儲備涉及到新式/升級外部儲備配置的利用。由于目前服役的一般戰(zhàn)斗機已達到其飛行性能的極限，所以在其上面加上具有高牽制指數(shù)的外部有效載荷對飛行性能特征有一定的負面影響，如增加的轉彎半徑和燃料消耗、降低的爬升速度、易操作性、轉彎速度、空速、運行航程、有效的運行航高以及類似的特征。根據(jù)這些飛行物理性質，我們可以容易地想到新式/升級儲備配置將會對平臺的飛行特性產生一些負面影響，為了避免對高價值飛行器以及飛行器的機務人員的潛在的損害，對每種新式/升級儲備配置進行一系列綜合的地上和飛行試驗是非常必要的，以對任何給定配置的飛行器儲備的兼容性進行評估。僅在適當收集的試驗數(shù)據(jù)證明該配置的安全可操作性之后，才確認和批準新式/升級配置的運行使用。
這些試驗必須評估由新式/升級儲備配置的實現(xiàn)所產生的飛行器的飛行特性。與進行試驗的儲備配置有關的平臺的表現(xiàn)必須通過進行地面試驗(工程分析、計算機模擬和風洞試驗)，以及其后在不同的飛行條件下進行的飛行試驗進行系統(tǒng)評估。這些試驗針對這樣一些重要問題，如安全儲備運載、安全儲備釋放、組合儲備的安全運載、組合儲備的安全釋放、緊急釋放、動態(tài)釋放和分離效應、武器輸送精確度、彈道精確度、重心范圍的限制和極限、額外負載效應、顫動、牽制、空氣動力學穩(wěn)定性和平衡、雷達和紅外識別的大小以及其它類似的問題。飛行試驗期間所收集的數(shù)據(jù)與各種情況下平臺的表現(xiàn)和性能有關，這些情況從全負載儲備配置的情況，到由部分儲備釋放、無意儲備釋放和類似情況所造成的不對稱配置情況。如果在任何試驗階段的結果，顯示出不可接受的飛行狀態(tài)范圍退化或不可接受的儲備操作，那么，就將對儲備、儲備配置甚至飛機框架進行適當?shù)慕Y構性修改并再次進行試驗。完成試驗過程之后，根據(jù)所收集的試驗數(shù)據(jù)，由適當?shù)拇_認委員會對新式/升級儲備配置要么進行確認并批準運行，要么由于不適于運行而進行否決，直到做出進一步的修改。人們能夠容易地理解整個地面試驗、飛行試驗和確認程序循環(huán)是一個高度復雜、非常繁瑣并花費大量時間的過程，而且這個過程耗資巨大并具有極大的風險。
目前，新一代既先進、威力又大而且小型化的軍需品正在開發(fā)和使用。這些先進武器類型的使用，如小型智能炸彈和類似的武器，在提高精確度、降低體積和重量以及高度有效性方面有著極大的優(yōu)點。小型化軍需品的一種缺點與運載方式有關，如單獨的小型化軍需品專用發(fā)射架用作新式武器單獨的容器。所述單獨的小型化軍需品專用發(fā)射架具有有限的有效載荷容量、空氣動力方面的低效、高牽制和負動態(tài)釋放和分離特性。小型化軍需品的另一個缺點是特定的武器站只能夠支持特定任務的一種特定的儲備。因此，單獨的小型化軍需品專用發(fā)射架一般必須占據(jù)整個武器站，而該武器站能夠支持高得多的負載。由于武器站數(shù)量的限制和小型化軍需品重量的大量減少，進行帶有小型化軍需品的儲備配置可能會導致儲備懸掛潛力和空中分析器有效載荷容量潛力的浪費，因為它們一般設計用來支持非常高的負載。
本領域的普通技術人員會很容易地認識到，大多數(shù)目前的和預期的軍用飛機急需有成本效益的和低風險的系統(tǒng)和方法，這種系統(tǒng)和方法能夠提供實質上更加有效的載荷容量并實質上提高儲備配置的靈活性。該系統(tǒng)和方法最好能以最優(yōu)越的方式，發(fā)掘飛行器的最佳空氣動力學效果的儲備運載潛力。該系統(tǒng)和方法還應向具有非常高的體積的不同儲備提供上載，并在實質上保持飛機的飛行狀態(tài)范圍，而不從根本上增加飛行器的雷達/紅外識別。所述系統(tǒng)和方法應提供對單獨的武器站所攜帶的不同儲備組合的選擇。實施所述系統(tǒng)和方法應不對機身進行改變或改變極其微小、對儲備管理和控制系統(tǒng)改變微小，并且成本低、風險低、需要極少量的培訓和簡單、快速、低成本、低風險的試驗、評估和確認程序。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個方面是關于一個系統(tǒng)的，該系統(tǒng)用于將可安裝在飛行器外部的燃料油箱轉變成機載儲備裝置，這種機載儲備裝置適于一個或多個機載儲備的儲存、懸掛、運載和釋放。該系統(tǒng)包括一個空氣動力學形狀的結構，該結構包覆在至少一個機載儲備周圍，以提供增加的體積效率、降低的牽制效應、最佳的飛行性能特征，和最佳的雷達與紅外截面；至少一個內部機載儲備安裝裝置，該裝置附在所述空氣動力學形狀外殼的內表面，以向所述至少一個機載儲備提供穩(wěn)定性；至少一個機載儲備操作控制裝置，該裝置連接到所述至少一個機載儲備，以監(jiān)測和控制所述至少一個機載儲備的運行；至少一個機載儲備操作支持裝置，以向所述至少一個機載儲備提供維護、裝載、卸載和釋放；至少一個機載儲備，該機載儲備在完成飛行器可執(zhí)行的空中任務的目標、作用和目的時可以被操作。
本發(fā)明的第二個方面是關于一種方法的，該方法用于將可安裝在飛行器外部的燃料油箱轉變成機載儲備裝置，這種機載儲備裝置適于一個或多個機載儲備的儲存、懸掛、輸送和釋放。該方法包括從燃料油箱的內部空間將燃料儲備支持裝置卸下，以使至少一個機載儲備元件插入和附著，在結構上加強所述燃料油箱，以保持其空氣動力學形狀和特征，并對與加入所述至少一個機載儲備元件有關的負荷進行處理；將機載儲備安裝裝置附在所述經過加強的燃料油箱的內部空間；在所述經過改裝的燃料油箱中引入機載儲備控制和監(jiān)測裝置；在所述經過改裝的燃料油箱中提供機載儲備支持裝置；將所述機載儲備安裝裝置與所述機載儲備控制裝置進行功能性互相連接。
本發(fā)明的上述所有方面提供了具有安裝在外部的機載儲備的飛行器，該機載儲備具有體積效率增強的儲備。
本發(fā)明的上述所有方面提供了具有安裝在外部的機載儲備的飛行器，該機載儲備具有有效載荷容量提高的儲備。
本發(fā)明的上述所有方面提供了飛行器，該飛行器具有實質上得到提高的外部儲備配置靈活性。
本發(fā)明的上述所有方面提供了飛行器，該飛行器具有空氣動力學牽制效應降低的外部儲備。
本發(fā)明的上述所有方面提供了采用外部儲備配置所必需的，有成本效益的、簡化的、低風險的配置試驗和配置確認程序。
附圖簡述通過閱讀以下的說明書和所附的權利要求書并參考以下附圖，本發(fā)明的各種優(yōu)點對本領域的熟練技術人員來說就會變得顯而易見，在這些附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的一架飛機的透視圖，包括在一個具體的儲備配置中的多個已加載的武器站；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的一個外部燃料油箱的截面?zhèn)纫晥D，該外部燃料油箱被轉變成大體上共形的大體積干擾絲分配裝置吊艙，該吊艙被上載到飛機的武器站上。
圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的一個外部燃料油箱的截面?zhèn)纫晥D，該外部燃料油箱被轉變成大體上共形的導彈發(fā)射吊艙，該吊艙被上載到飛機的武器站上。
圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的一個外部燃料油箱的截面后視圖，該外部燃料油箱被轉變成大體上共形的導彈發(fā)射吊艙，該吊艙被上載到飛機的武器站上。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的一個外部燃料油箱的截面?zhèn)纫晥D，該外部燃料油箱被轉變成大體上共形的重型武器儲備吊艙，該吊艙被上載到飛機的武器站上。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例的一個外部燃料油箱的截面?zhèn)纫晥D，該外部燃料油箱被轉變成大體上共形的微型飛行器(MAV)發(fā)射吊艙，該吊艙被上載到飛機的武器站上。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的一個外部燃料油箱的截面?zhèn)纫晥D，該外部燃料油箱被轉變成大體上共形的微型衛(wèi)星(MicroSAT)發(fā)射吊艙，該吊艙被上載到飛機的武器站上。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例的一個外部燃料油箱的截面?zhèn)纫晥D，該外部燃料油箱被轉變成大體上共形的多載荷吊艙，該吊艙被上載到飛機的武器站上。
縮寫詞和首字母簡略詞AAA 空對空導彈CSDC 干擾絲儲存和輸送通道ECM 電子對抗措施EECMA 易耗電子對抗措施裝置EO光電ESM 電子支援措施GCS 地面控制站HOTAS 手置節(jié)流閥和操縱桿MAV 微型飛行器MicroSAT 微型衛(wèi)星MSDR 微型衛(wèi)星運載火箭OCS 軌道控制站PGM 精確制導武器SCC 儲備控制臺SBS 小型炸彈系統(tǒng)SMS 儲備管理系統(tǒng)TARA 戰(zhàn)術空中偵察裝置TER 三聯(lián)彈射炸彈架UCAV 無人駕駛戰(zhàn)斗機UAV 無人駕駛飛機優(yōu)選實施例的詳細描述本發(fā)明公開了一種用于提高軍用飛行器的有效載荷能力和儲備配置的靈活性的系統(tǒng)和方法。在現(xiàn)有技術中已知外部燃料油箱是一種通常用于攜帶輔助機載燃料儲備的輔助燃料儲存裝置，以提供延長的行動半徑、增加的操作范圍和更長的巡邏時間，并因此而使飛機在航空站停留更長的時間。在設計、開發(fā)和制造過程中的一系列試驗進行之后，對一個特定的外部儲備配置框架內的飛機上載一個或多個外部燃料油箱進行試驗、評估和確認。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法設計用來將目前的和預期的外部燃料副油箱、以前經過確認的與飛機儲備兼容的載荷，有效地轉變成實質上共形的、高容量、大體積的功能性外部儲備吊艙。因此，有效轉變的油箱裝置會具有已被證實的空氣動力學特性，這些空氣動力學特性是已知的對飛機和預先安裝的基本支持系統(tǒng)的飛行特征產生實質影響的特性。所述轉變程序包括使所述外部燃料油箱飛機界面適合所述儲備系統(tǒng)的要求；使外掛架適合于新的功能；重新構造燃料油箱，使之具有新的功能；和提高內部儲備管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)(數(shù)據(jù)總線、儲備管理系統(tǒng)(SMS)、儲備控制界面)，以提供更多的控制和監(jiān)測功能。這種改變的目的在于，將一個或多個儲備、儲備支持裝置和儲備控制裝置整合成一個與目前的和預期的外部燃料油箱實質上共形的大容量外部儲備吊艙，以分別用于戰(zhàn)斗之前、與敵方目標的戰(zhàn)斗中，在航空站、裝備區(qū)，和敵方目標的武器射程范圍內，分別提供儲備的上載、儲存、控制、監(jiān)測、輸送和啟動。通過對目前的或預期的外部燃料油箱的結構進行適當?shù)母淖?，但保持其原有的空氣動力學形狀來實現(xiàn)這種整合，這種裝置結構上的改變還可在油箱運載裝置的結構、外掛架、外掛架-機身界面、數(shù)據(jù)總線、飛機計算機裝置中的儲備管理系統(tǒng)(SMS)，和儲備控制臺(SCC)中進行。因此，儲備負載能力、外部儲備配置效率和飛行器的靈活性會得到實質上的提高。由于原有的外部燃料油箱已經通過確認而投入運行性使用，所以與實質上共形的大容量儲備吊艙有關的、所必需的試驗/確認程序就會更快、更有成本效益、實質上更簡單，而且與類似的程序相比極大地降低了風險，這種類似的程序涉及特定開發(fā)的和單獨制造的儲備，具有全新的設計和結構，而且具有未知的空氣動力學特性。
經過改進的大容量外部儲備吊艙能夠攜帶一個或多個目前運行的或預期的儲備，而且負荷有了極大的提高，這些儲備包括導彈、常規(guī)鐵制炸彈、精確制導武器(PGM)、智能炸彈(SBS)、電子對抗措施(ECM)、電子支援措施(ESM)、監(jiān)視和偵察裝置、槍炮、無人駕駛小型飛機和空間飛行器(微型UAV和微型衛(wèi)星)以及類似的裝置。所述這些吊艙設計在一個或多個預先限定的和特別改裝的武器站上攜帶。在實踐中，具有攜帶外部燃料油箱能力的目前或預期的軍用空中平臺的整個范圍可以用大容量儲備吊艙進行改進，如戰(zhàn)斗機、攻擊機、戰(zhàn)斗直升機、戰(zhàn)術和戰(zhàn)略轟炸機、運輸機和運輸直升機、(無人作戰(zhàn)飛機)UCAV、雙重(有人駕駛和無人駕駛)飛機、教練機以及類似的飛機。能夠從本發(fā)明的概念中受益的飛行器型號可包括麥道F-15鷹式戰(zhàn)斗機、洛克希德·馬丁F-16隼式戰(zhàn)斗機、諾·格公司F-14公貓戰(zhàn)斗機、MAMS/諾·格公司F-18黃蜂戰(zhàn)斗機、達索公司幻影2000戰(zhàn)斗機、達索疾風戰(zhàn)斗機、蘇霍伊SU-27弗蘭克戰(zhàn)斗機、蘇霍伊SU-35超級弗蘭克戰(zhàn)斗機、米格公司米格-29支點戰(zhàn)斗機、費爾柴爾德公司A-10雷神戰(zhàn)斗機、英國航空/DASA/阿萊尼亞公司狂風戰(zhàn)斗機、英國航空/達索公司BR.2美洲虎戰(zhàn)斗機、英國航空/波音公司AV-8B鷂式戰(zhàn)斗機、紳寶/英國航空JAS-39鷹獅戰(zhàn)斗機、紳寶S-35龍式戰(zhàn)斗機、阿萊尼亞公司/BAe/CASA/DASA公司的EF2000歐洲臺風戰(zhàn)斗機、洛克希德·馬丁公司的F-35聯(lián)合戰(zhàn)斗機(JSF)、波音公司AH-64阿帕奇戰(zhàn)斗直升機、西科斯基飛機公司的UH-60黑鷹通用直升機、貝爾公司的AH-1Z超級眼鏡蛇攻擊直升機、卡爾莫夫公司的KA-52 Hokum B轟炸直升機、貝爾/波音公司的V-22魚鷹戰(zhàn)斗機、米里Mi-28浩劫攻擊直升機、洛克希德航空學系統(tǒng)AC-130大力神戰(zhàn)斗機、通用原子能公司的RQ-1捕食者無人駕駛偵察機、諾·格公司RQ-4A全球鷹無人偵察機以及類似的飛機。
為了示出能夠整合到所述新式大容量外部儲備吊艙中的儲備的廣大范圍，以下將對本發(fā)明的幾個實施例進行描述。為了提供本發(fā)明的顯著特征的結合性觀點，在這些實施例中將一個單獨的示范性飛機作為能夠從本發(fā)明中的系統(tǒng)和方法中受益的代表性空中平臺來進行描述。所選擇的代表性飛行器是由通用原子能/洛克希德·馬丁公司生產的F-16隼式多用途A級戰(zhàn)斗機，這種飛機是現(xiàn)在在全球18個主要空軍部隊中服役的現(xiàn)代飛機，這些空軍部隊包括美國空軍、美國海軍、美國國家空中警衛(wèi)隊、大部分北約空軍、中東空軍和亞洲空軍。F-16戰(zhàn)斗機深受歡迎的原因是其超強的技術品質、較小的尺寸、相對較低的價格、有效性、生存能力、可靠性、高戰(zhàn)斗準備速度以及與目前的大部分武器系統(tǒng)的兼容性。F-16戰(zhàn)斗機是易于從作為本發(fā)明的基礎的概念中受益的一大組現(xiàn)代超音速多用途戰(zhàn)斗機的非常具有代表性的樣本，因為整個這個組能夠攜帶和輸送范圍廣大的類似或相當?shù)膬?、能夠在外部燃料副油箱中攜帶好幾個輔助油箱、具有復雜的航空電子設備、高級機組人員界面、強大的數(shù)據(jù)處理能力以及其它方面的功能。此外，本發(fā)明的應用方式和在F-16戰(zhàn)斗機中所要求的必需的轉變程序，類似于本發(fā)明在類似的技術上先進的飛機中的應用。
F-16戰(zhàn)斗機也適于代表與本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所著力解決的主要問題有關的空中平臺。在其使用期限內，F(xiàn)-16戰(zhàn)斗機由于其較低的執(zhí)行任務面的多樣性、儲備有效載荷限制和任務范圍限制而常常受到批評。雖然特定的分階段的升級和持續(xù)的改造已在很大程度上減少了這些限制，但基本問題仍然存在。應注意到這種飛機原來設計成戰(zhàn)斗機并因此而在其原先的用途中，即空對空作戰(zhàn)中，該平臺由于能夠攜帶不同組合的多達6枚空對空導彈(AAM)和一個ECM吊艙而極具競爭力。相反，在執(zhí)行地面攔截任務時，F(xiàn)-16戰(zhàn)斗機只能攜帶4個外掛架，這4個外掛架能夠用于進攻性武器，而其它外掛架保留用于額外的燃料副油箱、自衛(wèi)AAM和ECM吊艙。因此，通過采用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法，就能夠為這種飛行器提供從根本上提高的有效載荷能力和儲備配置靈活性，并因此而極大地拓展與之相關的有效任務面的范圍。
應強調在不同的實施例中所描述的、代表運載平臺和代表儲備類型的F-16戰(zhàn)斗機僅僅是示范性的，并不意味著作為清單來限制本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所能夠應用的飛行器的范圍，該范圍實際上包括所有的軍用飛行器以及范圍廣大的各種各樣的在設計、開發(fā)或試驗階段的新一代飛行器。所述系統(tǒng)和方法還適用于各種不同的用于搜索和救援、防火、人道主義使命、科研、微型飛行器發(fā)射以及類似的專用民用飛機。
目前制造開發(fā)的下一代軍用飛機包括隱形飛機，這是與作為本發(fā)明的基礎的概念有關的一種特殊情況。在目前狀態(tài)的隱形技術中，隱形飛機在其內部攜帶儲備以盡可能優(yōu)化該平臺的雷達截面和紅外輪廓。在不久的將來這種技術會非常先進，像外部安裝的儲備這樣的外部有效載荷能夠在實質上進行隱形配置(利用特殊結構的幾何圖形、雷達吸收構造材料和涂層)，這種技術實現(xiàn)的可能性非常大。當這樣的技術能夠應用的時候，隱形飛機就能夠攜帶外部隱形配置的儲備，而并不降低空中平臺的隱形特征。在如此的設想中，本發(fā)明的原理也能夠很容易地應用于未來的隱形飛機當中。
現(xiàn)在參看圖1，該圖示出了F-16戰(zhàn)斗機根據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施例的具體外部儲備配置。該圖示出了攜帶著被上載到標準的武器站上的不同的儲備的飛機11。這些武器站用標準方式從右到左用數(shù)字1、2、3、4、5、6、7、8和9表示。所選擇的和提供的外部儲備配置在主要執(zhí)行空中任務時處于運行狀態(tài)，并攜帶在實現(xiàn)所述空中任務的目的時可運行的特別選擇的儲備。所述儲備配置包括兩枚防御性防空導彈12和28，如AIM-9響尾蛇導彈，分別上載在翼端武器站1和9上；兩枚AAM導彈14和26，如AIM-120)中程空對空導彈，分別位于外翼武器站2和8上；兩個標準外部燃料副油箱18和22，如370加侖燃料油箱，分別位于內翼武器站4和6；一個ECM吊艙20，如AN/ALQ-119，位于機身中心線武器站5；兩個大容量干擾絲分配裝置吊艙16和24，這兩個干擾絲分配裝置吊艙16和24由標準的外部燃料油箱轉變而來，如370加侖燃料油箱，并與之實質上共形，分別位于中翼武器站3和7。重要的一點是要注意到，在武器站3和7懸掛和攜帶外部燃料油箱目前還未得到確認。所述武器站1、2、3、4、5、6、7、8和9受位于駕駛員座艙40的機組人員的操作性控制之下。該機組人員通過位于所述駕駛員座艙內的適當?shù)膬淇刂平缑媾c所述武器站進行聯(lián)系。所述儲備控制界面由HOTAS(手置節(jié)流閥和操縱桿)部件、聲頻部件和儲備控制臺(SCC)部件組成，這些部件與不同的武器系統(tǒng)相互連接并整合適當?shù)谋O(jiān)測和啟動裝置，如LED狀態(tài)顯示器、數(shù)字顯示計數(shù)器、照明按鍵開關、撥動開關、旋紐開關、多載荷顯示器、耳機和類似的裝置。所述SCC提供所述儲備運載系統(tǒng)的功率運用，操作控制，以及與其狀態(tài)相關的可視顯示。所述SCC通過機載計算機裝置(未示出)與所述武器站1、2、3、4、5、6、7、8和9相互連接，如微處理器和數(shù)據(jù)總線，該數(shù)據(jù)總線包括適當?shù)臄?shù)據(jù)傳輸器(未示出)，如機內通信電纜，并與油管(未示出)相互連接，該油管從所述標準的外部燃料油箱18和22將所述輔助燃料儲備的燃料輸送到所述飛機11的發(fā)動機。該圖清楚地示出了所述大容量外部儲備吊艙16和24的外部形狀或輪廓，實際上與所述標準外部燃料油箱18和22的外形相同。因此，所述大容量儲備吊艙16和24的幾何形狀實際上與所述外部油箱18和22的幾何形狀相同。本領域的一般技術人員會很容易地認識到所示出的配置僅僅是示范性的。
盡管最近幾年已開發(fā)出復雜且昂貴的干擾系統(tǒng)，但分布大量的干擾絲仍然是對抗雷達制導威脅的最有效的區(qū)域防御。干擾絲是在實戰(zhàn)中所有的軍用飛機所使用的易耗電子對抗裝置，其目的是用來通過產生對擾亂射擊指揮用雷達和誘騙射頻制導炸彈有效的，欺詐性的射頻信號，來迷惑敵方導彈的制導和射擊控制系統(tǒng)。干擾絲分配裝置是一種可操作來儲存、控制和分布干擾絲的裝置，該裝置由小型金屬偶極子組成，如浸鋁玻璃纖維，這些金屬偶極子被設計成以雷達的頻率共振。將多個這樣的金屬偶極子壓縮在小包內，這些小包能夠儲存在耐熱罐、筒或其它容器中，并且一般能夠由爆炸性沖擊炸藥將其從儲存容器中彈出。干擾絲也能夠通過使用機電裝置來將干擾絲包從干擾絲分配裝置中直接彈出而進行分布。當被噴射到飛機的滑流中時，所述干擾絲包爆開，而且所述金屬偶極子分散開以形成滯留的雷達反射云。干擾絲以直接防御的方式誤導敵方的進攻。當ECM監(jiān)測系統(tǒng)，如具有內置式廣延辨識和威脅評估功能的雷達警戒接收機，識別出有雷達鎖定到飛機上時，飛機的機組人員就會收到適當?shù)耐ㄖ?，且一個或多個系列的干擾絲會發(fā)射出去并在雷達上形成圖像，這個圖像類似于飛機的圖像。如果這種誘惑過程獲得成功，那么敵方就會對虛假圖像射擊而不是對飛機進行射擊。
將干擾絲用作有效的ECM的一個很大的缺點是目前的干擾絲分散辦法并不是很有效率。目前，F(xiàn)-16戰(zhàn)斗機單機所攜帶的干擾絲數(shù)量實質上非常有限。在干擾絲分布之后不久，對敵方進行誘惑的飛機離開保護區(qū)域時，數(shù)量有限的干擾絲僅在較短的航程和較短的時間內有效。為了保持足夠的有效性，一般應高速分布干擾絲，因此，單機飛機通常在幾分鐘之內就將其所攜帶的干擾絲用光，從而使飛機失去保護而暴露在雷達導引的威脅之下。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法大大提高了干擾絲的有效載荷能力，與現(xiàn)有分送系統(tǒng)能力相比大約提高150％到400％，并因此而能夠使用更少的飛機來提供針對雷達導引的威脅的更加有效的保護。
參看圖2，該圖示出了一個大容量干擾絲分配裝置吊艙16，該分配裝置吊艙16由標準外部燃料油箱，如370加侖油箱或600加侖油箱轉變而來，并大體上與之共形。所述大容量干擾絲分配裝置吊艙16通過一個流線型的適合的支承外掛架21固定到位于飛機氣流下方區(qū)域的硬點上，對該支承外掛架21進行了適當?shù)母难b以適于攜帶所述吊艙16。所述吊艙16通過吊艙-機身界面、適當?shù)臄?shù)據(jù)總線和機載計算機裝置與所述適當?shù)腍OTAS/SCC部件相互電氣連接。所述外部燃料油箱向所述大容量干擾絲分配裝置吊艙的轉變是通過所述油箱內部結構的全部重新配置來實現(xiàn)的，以容納一套干擾絲分配組件，而所述燃料油箱的外部形狀基本上保持不變。對所述油箱的結構進行改進，直到能夠處理與容納其中的干擾絲分配組件相關的負載。所述的一套干擾絲分配組件是在分布干擾絲時起作用的一種電子對抗裝置。這一套組件包括大容量干擾絲盒39、電控盒36、一個或多個干擾絲分布門32、一個或多個進氣孔70、干擾絲分布室42、干擾絲偏導器裝置33和可拆卸的干擾絲裝載區(qū)46。所述干擾絲盒39是暫時附在所述大容量干擾絲分配裝置吊艙16的內表面上的一個剛性結構。所述干擾絲盒39包括外殼、支撐架和幾個延長的干擾絲儲存和輸送通道(CSDC)41。干擾絲包以順序方式提前用手工裝入所述通道41內，這種順序方式使所述干擾絲包在所述通道41內形成水平堆疊的排列形式，這些堆疊由所述通道41的內表面所支撐。每個通道41與一個機電驅動裝置連接在一起，該機電驅動裝置用于將所述干擾絲包朝向所述干擾絲分布室42和干擾絲分布門32驅動。所述驅動裝置包括傳動裝置(未示出)，如電動機，壓板，驅動輪和驅動帶(未示出)。所述傳動裝置通過所述驅動輪和驅動帶向所述壓板施加動力。所述壓板布置成與所述通道41內水平堆疊的所述干擾絲包的最前面緊密接觸。當與一個特定的CSDC 41連接的傳動裝置啟動時，所述傳動裝置在所述壓板上加一個力，以將朝著飛機尾部的運動傳到所述CSDC 41內水平裝載的所述干擾絲包的整個堆疊上。因此，整個水平裝載的干擾絲包堆疊被從后面加入所述干擾絲分布室42和干擾絲分布門32。當一個特定的干擾絲包進入所述干擾絲分布室42時，所述干擾絲包就會由于所述水平裝載的堆疊的壓力，而穿過所述干擾絲分布室42和干擾絲分布門32從所述CSDC 41彈出。所述干擾絲包進入所述吊艙16下面的且朝著飛機尾部的氣流湍流并破碎。因此，包在干擾絲包內的金屬偶極子就分散在空氣中，并導致干擾絲云的產生。
在執(zhí)行戰(zhàn)斗任務的過程中，雷達警戒接收機裝置(一般合并在所述ECM吊艙20中)產生一個關于一個被識別出的雷達引導威脅的指示，飛機的機組人員通過所述SCC的適當?shù)娘@示部件或適當?shù)穆曨l信號收到通知。因此，并入所述大容量干擾絲發(fā)送裝置吊艙16的干擾絲發(fā)送系統(tǒng)被啟動，且一個或多個干擾絲包從所述吊艙16中彈出以形成欺詐性射頻信號。這種啟動可以是手動操作、自動操作，或者是半自動操作。所述系統(tǒng)的啟動和所述干擾絲的彈出涉及所述干擾絲分布門32的開啟和自動選擇的CSDC 41的傳動裝置的啟動。分布的順序由所述電控盒36所控制。所述分布的順序被安排成能夠確保在整個分布過程中保持飛機的平衡。
與目前的方法相比，從標準外部燃料油箱轉變而來，并容納有干擾絲盒的所述大容量干擾絲發(fā)送裝置吊艙16，從根本上提高了干擾絲的儲存和輸送能力。所述吊艙16所能夠提供的干擾絲總容量約為1000磅。因此，配有兩個干擾絲發(fā)送裝置吊艙16的單機飛機的干擾絲總有效載荷可以約為2000磅。與滿載的、重量約為4250磅的外部燃料油箱相比，滿載的、容納有干擾絲盒的大容量干擾絲發(fā)送裝置吊艙16的重量約為1900磅。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能夠使干擾絲分布速度達到約10到15磅/秒。
本領域具有一般技能的技術人員會很容易地認識到，前面所述的與大容量干擾絲發(fā)送裝置吊艙有關的結構、操作、尺寸、重量和數(shù)量僅僅是示范性的，對它們的介紹只是為了更好地理解本發(fā)明的第一個實施例。
參看圖3A和3B，該圖示出了普通外部燃料油箱，如標準600加侖燃料油箱，其已被轉變成大體上共形的大容量導彈發(fā)射架吊艙16。根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施例，所述吊艙16容納有一套三聯(lián)導彈發(fā)射架組件112。上載到F-16戰(zhàn)斗機的預定的武器站的大容量導彈發(fā)射架吊艙16在該圖中示出。F-16戰(zhàn)斗機一般能夠攜帶多達6枚不同組合的空對空導彈。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法能夠使在一個或多個大容量導彈發(fā)射架吊艙16內上載更多的導彈，而并不在實質上改變飛行器的飛行狀態(tài)范圍。在本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施例中，在所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16中所攜帶的導彈是AIM-9響尾蛇導彈，但應能夠很容易地理解本發(fā)明的這個實施例能夠應用到其它的導彈，如魔術R-550導彈、AM-7海麻雀或巨蟒41導彈。AIM-9導彈是一種能夠由多種戰(zhàn)斗機所攜帶的超音速、熱導空對空導彈。ATM-9導彈具有高爆彈頭、靈敏的紅外制導系統(tǒng)，和帶有滾動穩(wěn)定后翼/滾轉安定翼裝置的圓柱形彈體。該紅外制導彈頭能夠使導彈對準目標飛機的排氣裝置，并能夠在白天、夜間和有電子對抗的條件下使用。所述紅外制導彈頭還允許飛機的飛行員發(fā)射導彈，然后在導彈自身導向目標的時候離開該區(qū)域或采取逃避行動。從標準外部燃料副油箱轉變而來的所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16包括三枚AIM-9導彈114，這些導彈114由所述三聯(lián)導彈發(fā)射架組件112上的發(fā)射軌道分別攜帶。所述三聯(lián)導彈發(fā)射架組件112能夠提供并行和曲線型并行運載架，并發(fā)射這三枚導彈114。所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16的外殼包括兩個相對向外打開的導彈發(fā)射門116，這兩個導彈發(fā)射門116沿著所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16的整個長度延伸，這樣能夠使在所述吊艙16中裝載所述導彈114，在所述導彈114仍在多發(fā)射架組件112上時由紅外制導裝置對敵方目標進行探測，并且能夠使導彈發(fā)射。在此優(yōu)選實施例中，所述多導彈發(fā)射架組件112是適當改裝的LAU-7/A系列導彈發(fā)射架，這種多導彈發(fā)射架組件暫時固定在所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16的外殼的內表面。通過利用三個懸掛裝置將所述導彈114懸掛在所述發(fā)射架組件112上的特定發(fā)射軌道上，所述三個懸掛裝置安裝在每枚所述導彈114的外殼上。所述導彈114通過特定的操縱纜連接到所述飛機11的內部儲存管理和控制系統(tǒng)，所述操縱纜用于在所述導彈114和所述機載計算機裝置之間提供動力并傳輸數(shù)據(jù)和處理信號。并入所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16的所述三聯(lián)導彈發(fā)射架組件112包括外殼組件、氮接收器、機構組件和電氣配線組件。所述外殼組件為所述發(fā)射架組件112提供結構上的剛性并提供安裝點，以將所述發(fā)射架112安裝在所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16上。所述氮接收器組件儲存高壓氮，該高壓氮用于冷卻導彈114制導系統(tǒng)中的紅外探測器，所述機構組件包括固定所述導彈114以使其升起和著陸以及釋放使其發(fā)射的機電裝置，所述電氣配線組件由在所述飛機11的電源、射擊電路和發(fā)射架112進行相互連接的適當?shù)倪B接器和線路組成。所述三聯(lián)導彈發(fā)射架組件112的發(fā)射軌道以將三枚AIM-9導彈114固定到相同的組件中的方式排列。如果導彈114的飛行控制表面不能夠折疊，那么發(fā)射架軌道位置之間的角偏差完成導彈14的控制翼和安定翼相互之間的布置。作為選擇，如果所述導彈114的飛行控制表面是可以折疊的，并能夠容易地儲存在所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16中，那么在導彈發(fā)射之后所述表面會立即自動展開。
為了在所述大容量導彈發(fā)射架吊艙16內儲存、輸送和發(fā)射所述導彈114，應對所述外部燃料油箱進行適當?shù)母难b而并不改變其空氣動力學形狀。對所述HOTAS/SCC部件以人體工程學上最佳的方式進行另外的功能性改變和/或增加這些部件。對在飛機的計算機中所實現(xiàn)的適當?shù)腟MS例行程序進行進一步的修改。對冗余提供次級控制系統(tǒng)以控制和發(fā)射導彈，并在緊急情況下投棄所述大容量導彈發(fā)射架吊艙。
顯然，前述的本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的實施例在專門選擇和實施的儲備配置的框架內，在飛機的飛行員可以利用的攻擊性和防御性發(fā)射的數(shù)量上有了極大的提高。因此，飛行器的攻擊性和防御性能力都得到了極大的提高。
本領域具有一般技能的技術人員會很容易地認識到，前面所述的與大容量干擾絲發(fā)送裝置吊艙有關的結構、操作、尺寸、重量和數(shù)量僅僅是示范性的，對它們的介紹只是為了更好地理解本發(fā)明的第二個實施例。在其它形式的實施例中，所述吊艙中所攜帶的導彈數(shù)量可以是不同的，并可視所攜帶的導彈的規(guī)格而定。
參看圖4，該圖示出了普通外部燃料油箱，如標準600加侖燃料油箱，其已被轉變成大體上共形的大容量重型武器吊艙16。根據(jù)本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施例，所述吊艙16容納有一套三聯(lián)炸彈彈射式掛彈架組件202。上載到F-16戰(zhàn)斗機的預定的武器站的大容量重型武器吊艙16在該圖中示出。三聯(lián)彈射炸彈架(TER)204是一種附在飛機11的外掛架21上的武器懸掛裝置，它最多能夠攜帶三件武器，如250磅、Mk-81自由降落炸彈或250磅智能炸彈系統(tǒng)(SBS)。所述TER 204是一種附屬懸掛飛機武器設備，它附在主掛彈架202上。所述TER204由適配器組件、三個彈射裝置和裝配電路組成。所述TER最多能夠攜帶三個儲備，這三個儲備固定在所述彈射裝置上。兩個上部彈射裝置有四個可調節(jié)的抗搖系桿和兩個機械鎖定懸掛鉤，而下部彈射裝置有兩個機械鎖定懸掛鉤。炸彈206通過兩個懸掛凸緣懸掛并固定到所述三聯(lián)彈射炸彈架204上。通過引燃炸藥來達到釋放，該炸藥驅動一個活塞，該活塞驅使所述炸彈206離開所述TER 204。從標準的外部燃料副油箱轉變而來的所述大容量重型武器吊艙16包括三枚M-81炸彈206(或三枚SBS炸彈)，這三枚炸彈由三個彈射裝置攜帶。所述三聯(lián)彈射炸彈架組件204能夠提供并行和曲線型并行運載架，并釋放這三枚炸彈206。所述大容量重型武器吊艙16的外殼包括兩個相對向外打開的炸彈門208，這兩個導彈發(fā)射門208沿著所述大容量重型武器吊艙16的整個長度延伸，這樣能夠使在所述吊艙16中裝載所述炸彈206，并使得所述炸彈206從所述吊艙16中出去。與所述大容量重型武器吊艙16一起使用的所述三聯(lián)彈射炸彈架組件204可以是固定到所述總掛彈架202的經過適當改裝的BRU-42型TER，該TER暫時固定在所述大容量重型武器吊艙16的外殼的內表面上。所述炸彈206由特定的懸掛凸緣攜帶，該凸緣是所述炸彈206外殼的一個主要部分。所述TER 204通過特定的通信電纜連接到飛機的內部儲備管理和控制系統(tǒng)，所述通信電纜用于傳送所述TER 204與機載計算機之間的控制信號。
并入所述大容量重型武器吊艙16的所述三聯(lián)彈射炸彈架組件204包括三個TER武器站(底部、左側、右側)，為其中的每個武器站都提供有懸掛鉤、自動抗搖系桿、彈射腳、保險裝置和類似的裝置。所述武器站還安裝有零保持螺線管并使用彈射盒裝置，用于儲備的釋放和正常投棄。初級或正常釋放使用兩個盒促動裝置，這兩個盒促動裝置產生氣體壓力以打開所述懸掛鉤并將所述儲備彈離所述TER 204。輔助釋放使用單獨的盒促動裝置以僅將所述鉤打開，并在初級彈射失敗的時候提供所述儲備的重力釋放。為了在所述大容量重型武器吊艙16中準備儲存所述炸彈206，像尾翼面這樣的炸彈空氣動力學水平尾翼可以制成可折疊式，在儲存和輸送期間適當置于折疊狀態(tài)并在被釋放之后可以自動打開。
為了在所述大容量重型武器吊艙16內儲存、輸送和釋放所述炸彈206，應對所述外部燃料油箱進行適當?shù)母难b而并不改變其空氣動力學形狀。對所述HOTAS/SCC部件和在飛機的計算機中所實現(xiàn)的適當?shù)腟MS例行程序進行另外的改變和升級。對冗余提供次級控制系統(tǒng)以釋放所述炸彈206，并在緊急情況下投棄所述大容量重型武器吊艙16。
顯然，前述的本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的實施例使得在專門選擇和實施的外部儲備配置的框架內，在飛機的飛行員可以利用的地面攻擊裝置的數(shù)量上有了極大的提高。因此，飛行器的地面攔截能力會得到極大的提高。
將外部燃料副油箱轉變成實質上其形的改進的大容量外部儲備吊艙在幾個方面很有好處，所述改進的大容量外部儲備吊艙將多導彈發(fā)射裝置和重型武器(鐵制炸彈、SBS和類似的炸彈)釋放裝置結合在一起。飛行器的有效載荷能力和儲備配置靈活性會得到很大的改進。普通的外部燃料油箱的空氣動力學特性是已知的，且將所述油箱用作外部有效載荷已進行了徹底的試驗和確認，以利于在特定飛機上的軍事性使用。所述儲備組件包括所述外掛架、所述大容量重型武器吊艙并容納所述武器運載工具和所述武器，其重量一般小于滿載的外部燃料油箱的重量。因此，對儲備配置進行試驗和獲得確認的過程非常簡單、快速并僅需極少的成本且風險很小，在這種儲備配置中，可以選擇大容量外部儲備吊艙來替代特定武器站的原先的外部燃料油箱。此外，大容量武器吊艙的牽制系數(shù)低于外部安裝的重型武器復合組件(重型武器運載工具和懸掛的重型武器)中對應的牽制系數(shù)。而且也能夠實現(xiàn)飛機的較小雷達特征和紅外特征。
本領域具有一般技能的技術人員會很容易地認識到，前面所述的與重型武器吊艙有關的結構、操作、尺寸、重量和數(shù)量僅僅是示范性的，對它們的介紹只是為了更好地理解本發(fā)明的第二個實施例。在其它形式的實施例中，所述重型武器吊艙中所容納的炸彈數(shù)量可以是不同的。例如，在其它形式的實施例中，前面所述的攜帶三枚MK-81炸彈的三聯(lián)彈射炸彈架可以由攜帶6枚MK-81炸彈的多彈射式掛彈架或攜帶8枚MK-81炸彈的垂直彈射式掛彈架所代替。
參看圖5，該圖示出了大容量微型飛行器發(fā)射裝置吊艙16，該吊艙16從一種標準外部燃料副油箱，如標準的370加侖燃料油箱轉變而來并大體上與之共形，該吊艙16上載到F-16戰(zhàn)斗機的預定的武器站。根據(jù)本發(fā)明的第四個優(yōu)選實施例，所述大容量發(fā)射裝置吊艙16容納有微型飛行器(MAV)多彈射組件252。在現(xiàn)有技術中，已知微型飛行器是能夠負擔得起的、全功能性、遠距離駕駛、能夠應用于軍事的小型飛行器或空中機器人，其機動性能向遠距離或其它有危險的地點布置有使用價值的微型有效載荷，在這些遠距離或其它有危險的地點，它可以執(zhí)行各種各樣的任務，包括戰(zhàn)術性或小型單位偵察或監(jiān)視、對城市地形中的軍事行動的支持、在放棄地區(qū)對高價值目標的確定和跟蹤、對生物化學制劑的探測、搜索和救援以及其它任務。MAV的小型化有效載荷包括推進、遠距離和現(xiàn)場飛行控制和導航系統(tǒng)、小型攝像機、輻射傳感器、化學傳感器、GPS、簡單的航空電子設備以及足以完成任務所需的通信線路。MAV一般從地面炮筒發(fā)射武器或飛行器中發(fā)射。
再參看圖5，所述大容量MAV發(fā)射裝置吊艙16固定到外掛架21上，該外掛架21固定到所述飛行器11的機翼下側上的特定硬點上。所述吊艙16包括一個外殼，該外殼實際上與370加侖的外部燃料副油箱的外殼相同，該外部燃料副油箱轉變成所述大容量MAV發(fā)射裝置吊艙16。對所述外殼進行特別的加固以將所述MAV運載組件252并入所述吊艙16內，還為所述外殼提供一對向外和向下開啟的MAV門254以使所述MAV 256從所述吊艙16中出去。所述吊艙16包括一個電氣機械門傳動裝置，如一個或多個電動機，以及一個MAV運載組件252，該MAV運載組件暫時固定在所述外殼的內表面上。所述MAV運載裝置252由運載裝置保護組件、三個繩索線組件、三個支架組件和機械鎖定懸掛鉤組成，所述三個支架組件用于攜帶所述三個MAV 256，而所述三個MAV 256通過安裝在所述外殼內的懸掛凸緣懸掛在所述機械鎖定懸掛鉤上。MAV基本上是無人駕駛的飛行器。因此，其機身設計成具有空氣動力學結構并具有適當?shù)娘w行控制界面，如機翼是可折疊的，以使MAV 256儲存在所述大容量武器吊艙16之中。所述MAV 256的內部部件包括航空電子設備系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、現(xiàn)場飛行控制系統(tǒng)、如圖像搜索組件這樣的與用途有關的功能性系統(tǒng)、傳感器組合以及類似的裝置。所述MAV 256通過操縱纜與運載飛機11的內部控制系統(tǒng)連接，所述操縱纜通過所述MAV運載裝置252、所述外掛架21和所述外掛架-機身界面而延伸。所述MAV 256的監(jiān)測、控制和發(fā)射由所述運載飛機11的計算機完成，在所述計算機中輸入了來自所述飛機11的駕駛員座艙40中的適當HOTAS/SCC部件的控制和發(fā)射數(shù)據(jù)。所述SCC能夠合并特別設計的MAV控制面板，該控制面板包括數(shù)字顯示器、照明按鍵、旋鈕開關和類似的部件。所述MAV控制面板的元件顯示給機組人員并由機組人員啟動。所述MAV 256通過繩索線與所述MAV運載裝置252進行機械和電氣連接，所述繩索線合并了包括在繩索組件中的數(shù)據(jù)傳輸器。所述數(shù)據(jù)傳輸器優(yōu)選光纖電纜，該光纖電纜與所述運載飛機11的計算機相互連接。當運載飛機11到達適于發(fā)射MAV的位置、飛行高度和空速時，特定的MAV 256就會被選擇發(fā)射，并且發(fā)射前試驗的自動順序會由機組人員啟動。所述試驗順序可以包括MAV通信系統(tǒng)試驗、MAV航空電子設備試驗、MAV電源試驗、MAV發(fā)射系統(tǒng)試驗以及類似的試驗。所述試驗一般通過預先編制的例行程序或者適當?shù)念愃祁A先編制的子例行程序來進行，這些預先編制的例行程序在所述飛機11的計算機中實現(xiàn)，而這些適當?shù)念愃祁A先編制的子例行程序在所述MAV 256的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實現(xiàn)。MAV一側的子例行程序在獨立飛行期間還會用到，這種獨立的飛行是用來進行定期自身試驗的，自動啟動或由控制臺(地面、空中或軌道)的命令啟動。試驗的結果通過數(shù)據(jù)總線以電信號的形式傳輸，并由機組人員解碼且顯示給機組人員。如果整套試驗產生了表明所檢測的MAV系統(tǒng)的全部功能性的回應，那么機組人員通過對適當?shù)目刂圃M行適當?shù)牟僮鳎詮乃鯩AV控制板啟動所述MAV 256發(fā)射的初級階段，所述適當?shù)牟僮髟谒鯩AV控制面板中實現(xiàn)，所述控制面板完成控制數(shù)據(jù)向飛機計算機的發(fā)送。所述計算機會反過來將數(shù)據(jù)信號傳送到所述MAV運載裝置252，所述數(shù)據(jù)信號表示所選擇的MAV發(fā)射。所選擇的MAV 256發(fā)射的初級階段由開啟所述大容量武器吊艙16的MAV門254和從所述MAV運載裝置252釋放所述MAV 256組成，從所述MAV運載裝置252釋放所述MAV 256通過將所述機械鎖定懸掛鉤解鎖和打開來進行。所述MAV 256從所述MAV運載裝置252分離，完成重力輔助降落并將方向調整為相對于所述運載飛機11向下和向機尾的方向，這種重力輔助降落會使所述MAV從所述吊艙16中出來(在此過程中，所述操縱纜斷開)，在調整方向時，所述MAV256會拉動并延伸鎖連接的繩索裝置，該繩索裝置由其內部的放出調節(jié)裝置所控制。所述繩索線包括光纖數(shù)據(jù)連接電纜，該光纖數(shù)據(jù)連接電纜用于對所述MAV 256從所述運載飛機11發(fā)射的次要階段進行控制。當所述MAV到達相對于所述運載飛機的適當位置時，所述次要階段既可以由機組人員人工啟動，也可以由飛機計算機自動啟動。因此，所述MAV的控制和通信系統(tǒng)啟動、所述MAV 256的飛行控制表面展開、所述推進裝置啟動、所述繩索線從所述MAV 256斷開并且所述MAV 256開始獨立飛行，該獨立飛行以預先編制的程序的方式離開所述運載飛機11的飛行路徑。然后，通過旋轉繩索線軸或其它適當?shù)难b置將所述繩索線抽回到所述MAV的運載裝置252的外殼內，并且所述大容量MAV發(fā)射裝置吊艙16的MAV門254也關上。所述MAV發(fā)射系統(tǒng)還包括用于冗余的次級控制系統(tǒng)和用于在危機情況之中的MAV 256的緊急釋放的緊急系統(tǒng)。為了在、通過并從所述大容量發(fā)射裝置吊艙16內儲存、輸送和彈出所述MAV 256，應對所述標準外部油箱進行適當?shù)膬炔扛难b而并不改變其空氣動力學特征。對所述HOTAS/SCC部件以人體功率學上適當?shù)姆绞竭M行另外的改變和升級，對在飛機的計算機中所實現(xiàn)的適當?shù)腟MS例行程序進行進一步的修改。
本領域具有一般技能的技術人員會很容易地認識到，前面所述的操作系統(tǒng)和方法僅僅是示范性的，而并不是限制性的。所述MAV的彈射和發(fā)射可以用基本上不同的方式來進行，并且所述MAV運載裝置和所述內部控制系統(tǒng)可以包括更多的部件。此外，還可以加上更多的部件，可以分配功能給一些部件，或者一些部件可以組合起來以分擔功能性。例如，所述的這些MAV可通過適當結構的機械臂而從所述發(fā)射裝置吊艙取下。與所述繩索線有關的光纖數(shù)據(jù)傳輸器可以省去并且所述發(fā)射的所述次要階段既可以自動啟動也可以通過無線傳播的命令啟動。在所述吊艙中所攜帶的MAV的數(shù)量以及這些MAV相互之間的布置可以是不同的，并可視運載飛機的尺寸和所述大容量MAV發(fā)射裝置吊艙的尺寸而定。例如，在不同形式的實施例中，在所述MAV發(fā)射裝置吊艙內可攜帶6枚或8枚MAV，這些MAV懸掛在適當配置的多MAV運載裝置上。
參看圖6，該圖示出大容量微型衛(wèi)星(MicroSAT)發(fā)射裝置吊艙16，該吊艙16從一種普通外部副油箱，如標準的600加侖油箱轉變而來并大體上與之共形，該吊艙16上載到F-16戰(zhàn)斗機的預定的武器站。根據(jù)本發(fā)明的第五個優(yōu)選實施例，所述大容量發(fā)射裝置吊艙16容納一個微型衛(wèi)星發(fā)射裝置262。在現(xiàn)有技術中已知微型衛(wèi)星是小型、靈活、緊湊、成本低而且重量在100磅以下的衛(wèi)星，這種衛(wèi)星可在軍事、民用和科研的不同用途中使用。微型衛(wèi)星一般配有機載航空電子設備、通訊系統(tǒng)、推進和圖像捕獲系統(tǒng)。因此，微型衛(wèi)星能夠攜帶高分辨率攝像機、UHF、UHF和短波以及長波發(fā)射機、數(shù)據(jù)存儲和輸送系統(tǒng)、機載遙測和計算系統(tǒng)，其中的這些系統(tǒng)由充電電池、燃料電池和太陽能電池提供動力。微型衛(wèi)星的用途包括通訊、監(jiān)視、和數(shù)據(jù)傳輸，如監(jiān)測環(huán)境敏感區(qū)域、為天氣預報提供幫助以及傳遞來自戰(zhàn)場的重要監(jiān)視和戰(zhàn)術信息。通過從不同的平臺發(fā)射微型衛(wèi)星來將微型衛(wèi)星發(fā)送到近地軌道，所述平臺包括傳統(tǒng)地面火箭發(fā)射裝置(如由麥道三角洲II型火箭所攜帶的)、大炮、水面艦艇、潛艇以及不同的飛行器，如高空氣球和高空飛機。另外，微型衛(wèi)星還可以通過從沿著軌道飛行的母艦衛(wèi)星中彈出而進入軌道。將高空飛行器，如飛機用作微型衛(wèi)星發(fā)射平臺的好處是能夠提供非常迅速、非常有成本效益和非常隱秘的配置。飛行器，如攜帶一個或更多軌道輸送飛行器的飛機，爬升到約40,000英尺的高度，啟動發(fā)射系統(tǒng)、輸送飛行器狀態(tài)和微型衛(wèi)星的功能性發(fā)射前檢驗，并發(fā)射攜帶微型衛(wèi)星的輸送飛行器，所述一個或更多軌道輸送飛行器包括容納一個或多個微型衛(wèi)星的特別編程的火箭。所述火箭的發(fā)動機點火，并且所述輸送飛行器根據(jù)預先編程的飛行路徑爬升到400英里的高度。隨后，所述微型衛(wèi)星以現(xiàn)有技術中已知的方式從所述輸送飛行器中彈出并進入近地軌道。在通過地面控制臺(GCS)或軌道控制臺(OCS)與微型衛(wèi)星建立了通訊路徑之后，在所述微型衛(wèi)星中所實現(xiàn)的預先設計的用途和功能就會根據(jù)預先編制的程序和/或根據(jù)由所述GCS或OCS特定傳輸?shù)拿疃鴨印?br> 再參看圖6，所述大容量MicroSAT發(fā)射裝置吊艙16固定到外掛架21上，該外掛架21固定到所述飛行器11的機翼下方的特定硬點上。所述吊艙16包括一個外殼，該外殼實際上與600加侖的外部副油箱的外殼相同，該外部副油箱轉變成所述大容量MicroSAT發(fā)射裝置吊艙16。對所述外殼進行特別的加固以將所述MicroSAT發(fā)射裝置262并入所述吊艙16內，還為所述外殼提供一個或多個位置相對的向外和向下開啟的MicroSAT彈射門270，以使所述微型衛(wèi)星輸送火箭(MSDR)從所述吊艙16中出去。所述吊艙16包括一個電氣機械門傳動裝置，如一個或多個電動機，以及一個MSDR發(fā)射裝置262，該MSDR發(fā)射裝置262暫時固定在所述外殼的內表面上。所述MSDR發(fā)射裝置262由發(fā)射裝置保護組件和兩個發(fā)射裝置軌道組成，所述兩個發(fā)射裝置軌道用于攜帶所述兩個單獨的MSDR 264。所述MSDR 264包括火箭外殼、推進系統(tǒng)、機載導航控制系統(tǒng)和適當?shù)毓潭ê碗[蔽的MicroSAT 268，所述MicroSAT 268一般位于所述火箭的前面部分。所述MicroSAT 268包括航空電子設備系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)和與用途有關的功能性系統(tǒng)，如EO傳感器組件以及類似的裝置。所述MSDR 264通過操縱纜與運載飛機11的內部儲備管理和控制系統(tǒng)連接，所述操縱纜通過所述MicroSAT發(fā)射裝置262、所述外掛架21和所述外掛架-機身界面而延伸。所述MSDR 264的監(jiān)測、控制和發(fā)射由所述運載飛機11的計算機完成，在所述計算機中輸入了來自所述飛機11的駕駛員座艙40中的適當HOTAS/SCC部件的控制和發(fā)射數(shù)據(jù)。所述SCC能夠合并特別設計的MSDR控制面板，該控制面板包括數(shù)字顯示器、照明按鍵、旋鈕開關和類似的部件。所述MSDR控制面板的元件顯示給機組人員并由機組人員啟動。當運載飛機11到達適于發(fā)射MicroSAT的飛行高度，如40,000英尺時，特定的MicroSAT 268就會被選擇發(fā)射，并且發(fā)射前試驗的自動順序會由機組人員啟動。所述試驗順序可以包括MicroSAT通信系統(tǒng)試驗、MicroSAT航空電子設備試驗、MicroSAT電源試驗、MicroSAT發(fā)射系統(tǒng)試驗以及類似的試驗。所述試驗一般通過預先編制的例行程序或者適當?shù)念愃祁A先編制的子例行程序來進行，這些預先編制的例行程序在所述飛機11的計算機中實現(xiàn)，而這些適當?shù)念愃祁A先編制的子例行程序在所述MicroSAT 268的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實現(xiàn)。衛(wèi)星一側的子例行程序在獨立空氣中飛行和太空中飛行期間還會用到，這種獨立的飛行是用來進行定期自身試驗的，自動啟動或根據(jù)GCS或OCS的命令啟動。試驗的結果通過數(shù)據(jù)總線以電信號的形式傳輸，并由機組人員解碼且顯示給機組人員。如果試驗產生了表明所檢測的MicroSAT 268系統(tǒng)的全部功能性的回應，那么機組人員通過對適當?shù)腍OTAS/SCC部件進行操作，來啟動所述MSDR 264的發(fā)射，所述操作完成控制數(shù)據(jù)向飛機計算機的發(fā)送。所述計算機會反過來將數(shù)據(jù)信號傳送到所述MicroSAT發(fā)射裝置262，所述數(shù)據(jù)信號表示所選擇的MicroSAT 268發(fā)射。所選擇的MSDR 264的發(fā)射由開啟所述大容量發(fā)射裝置吊艙16的門270和啟動所述MSDR 264的推進裝置組成。
由所述MSDR 264的推進裝置所施加的力使所述MSDR 264從所述MicroSAT發(fā)射裝置軌道分離。所述MSDR離開所述吊艙16(在此期間所述操縱纜斷開)、加速并在達到與所述運載飛機的預定的安全距離之后沿著預先編程的飛行路徑爬升到約400英里的高度。因此，根據(jù)預先編制的MicroSAT輸送程序，固定在所述MSDR 264的機尾部分的所述MicroSAT 268彈出并以現(xiàn)有技術中已知的方式進入預定的近地軌道。成功發(fā)射之后，所述大容量MicroSAT發(fā)射裝置吊艙16的MicroSAT門270也關上。所述MicroSAT發(fā)射系統(tǒng)還包括用于冗余的次級控制系統(tǒng)和用于在危機情況之中的吊艙16的投棄的緊急系統(tǒng)。為了在、通過并從所述大容量MicroSAT發(fā)射裝置吊艙16內儲存、運載和彈出所述MicroSAT 268，應對所述標準外部油箱進行適當?shù)膬炔扛难b而并不改變其空氣動力學特征。對所述HOTAS/SCC部件以人體功率學上最佳的方式進行另外的改變和升級，對在飛機計算機中實現(xiàn)的適當?shù)腟MS例行程序進行進一步的修改。
本領域具有一般技能的技術人員會很容易地認識到，前面所述的操作系統(tǒng)和方法僅僅是示范性的，而并不是限制性的。所述MSDR的發(fā)射可以用基本上不同的方式來進行，并且所述MicroSAT發(fā)射裝置吊艙、所述MicroSAT發(fā)射裝置和所述內部儲備管理和控制系統(tǒng)可以包括更多的部件。此外，還可以加上更多的部件，可以分配功能給一些部件，或者一些部件可以組合起來以分擔功能性。例如，所述MSDR可通過重力輔助或適當結構的機械臂和其它類似的方式從所述MicroSAT發(fā)射裝置吊艙彈出。在重力輔助降落的情況下，可以使用與對所述MAV的描述中的繩索線類似的繩索線。MicroSAT發(fā)射裝置吊艙所攜帶的MSDR的數(shù)量可以是不同的，并可視MicroSAT的尺寸、與之相關的MSDR的尺寸和所述MicroSAT的發(fā)射裝置吊艙的尺寸而定。
參看圖7，該圖示出了大容量多載荷吊艙，該吊艙從一種標準外部副油箱，如標準的600加侖油箱轉變而來并大體上與之共形，該吊艙上載到F-16戰(zhàn)斗機的預定的武器站。根據(jù)本發(fā)明的第六個優(yōu)選實施例，所述大容量多載荷吊艙容納一個多載荷儲備綜合體。本實施例中的大容量多載荷吊艙16在存在可能的雷達引導和/或紅外引導的威脅的戰(zhàn)區(qū)完成戰(zhàn)術控制偵察任務時起作用。所述多載荷儲備綜合體包括易耗電子對抗裝置(EECMA)291、紅外誘騙閃光分配器282和戰(zhàn)術空中偵察裝置(TARA)290，所述EECMA 291包括用于防止雷達引導的威脅的大容量干擾絲分配器39，所述紅外誘騙閃光分配器282用于防止飛機受到紅外制導炸彈的威脅，所述TARA290，如用于收集可視信息的一個或多個EO傳感器，和一個相關的數(shù)字成像系統(tǒng)，用于向地面指揮中心、機載指揮中心或通訊繼電器傳輸實時影像。
所述大容量多載荷吊艙16包括一個外殼，該外殼具有等同于標準的外部副油箱的外殼形狀的部件結構。對所述外殼進行了特定的功能性改裝，如加上了用于日常維護的服務面板24、加上了干擾絲/閃光信號分散門288，用于分散干擾絲/紅外誘騙閃光信號，以及具有選擇功能來重新移動所述外殼的位于機尾的模塊區(qū)67，以進行日常維護、干擾絲/閃光信號卸載和重載步驟。還對所述外殼進行了特別的加固，以處理與在其中容納所述組合EECMA 284和所述TARA 290有關的負荷。所述標準的外部副油箱的內部結構也進行了實質上的重新構造，以為所述EECMA/TARA組件284和290提供空間。所述EECMA 284暫時固定到所述吊艙外殼的內表面并包括旋轉架286、大容量干擾絲分配裝置39、紅外誘騙閃光信號分配裝置282和電控盒294。所述大容量干擾絲分配裝置39和所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282機械耦合到所述旋轉架286，以使所述旋轉架286以特定方向進行180°的旋轉運動，使得與所述干擾絲/閃光信號分散門288相對的所述干擾絲分配裝置39或所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282進行重新定位。所述旋轉架286的運動還涉及，將所述干擾絲分配裝置39和所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282根據(jù)所述分配裝置39和282的位置來設定成待命/非待命狀態(tài)。因此，在所述旋轉架286的旋轉運動之后，與所述門288相對的干擾絲分配裝置39被重新定位，通過啟動向所述電控盒294發(fā)送指示性信號的一個或多個定位傳感器，使所述干擾絲分配裝置39處于待命狀態(tài)，而使所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282處于非待命狀態(tài)。相反，在所述旋轉架286的旋轉運動之后，與所述門288相對的所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282被重新定位，通過啟動向所述電控盒294發(fā)送指示性信號的一個或多個定位傳感器，使所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282處于待命狀態(tài)，而使所述所述干擾絲分配裝置39處于非待命狀態(tài)。
所述旋轉架286的運動，從所述干擾絲分配裝置39發(fā)射任何一個或多個干擾絲包，或從所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282發(fā)射任何一個或多個紅外誘騙閃光信號，是由機組人員在識別出雷達引導或紅外引導的威脅之后，通過所述飛機11的駕駛座艙40內的干擾絲/閃光信號控制面板來進行控制的。所述旋轉架286的運動也可由飛機11的計算機在指示特定的威脅信號之后而自動控制，所述指示特定的威脅信號從圖1中所示的適當?shù)腅CM吊艙接收。在所述旋轉架286的運動中起作用的所述控制數(shù)據(jù)信號由所述飛機的計算機通過適當?shù)臄?shù)據(jù)總線分別傳輸?shù)剿鐾鈷旒?機身界面、所述外掛架21、所述多載荷吊艙16、所述控制盒294、所述旋轉架286的傳動裝置、所述干擾絲分配裝置39和所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282。指示所述武器吊艙16、所述EECMA 284和所述TARA 290的狀態(tài)的信號，如所述閃光信號分散門288的狀態(tài)、干擾絲/閃光信號的數(shù)量和類似的情況，通過所述數(shù)據(jù)總線，并通過所述飛機的計算機，以相反的方向從所述吊艙16傳輸?shù)剿鯯CC。
所述大容量干擾絲分配裝置39的結構、功能性和操作在本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施例中進行了描述，因此不再在下文中進行描述。所述紅外誘騙閃光信號分配裝置282的結構、功能性和操作大體上等同于現(xiàn)有技術中已知的紅外誘騙閃光信號分配裝置。
所述TARA 290暫時固定到所述EECMA 284的獨立外殼的內表面上。所述TARA 290包括一個或多個EO傳感器，如用于收集可視信息，如戰(zhàn)斗破壞評估(BDA)的高分辨率照相機和攝像機(靜止幀和視頻)292；相關的信號編碼器/解碼器，用于將從所述照相機和攝像機292接收的模擬數(shù)據(jù)轉換成數(shù)字格式；圖像存儲和處理裝置296，如微處理器，該裝置帶有適當?shù)膬炔繄?zhí)行軟件，用于通過特定的通往所述運載飛機11的計算機的數(shù)據(jù)傳輸連接器，來存儲、處理和傳輸所述圖像，所述運載飛機11的計算機是準備來向地面指揮中心、機載指揮平臺或適當?shù)耐ㄓ嵗^電器進行傳輸?shù)摹Ｔ趩雍完P閉所述EO傳感器292時起作用的命令，和在啟動和關閉所述圖像處理系統(tǒng)296時起作用的命令，以及在將所述經過處理的圖像傳輸?shù)剿鲲w機的計算機時起作用的上載過程的開始或結束，也從操作所述控制元件的機組人員傳送到所述大容量多載荷吊艙16，所述控制元件在特定的，與所述飛機11的駕駛座艙40中的SCC有關的TARA控制面板中實現(xiàn)。根據(jù)特定控制部件的設置，這些程序中的一部分也可以是自動的，如選擇器開關，這種開關在與所述飛機11的駕駛座艙40中的SCC有關的TARA控制面板中實現(xiàn)。
為了在多載荷吊艙16中儲存、輸送和操作所述多載荷武器組件，所述多載荷吊艙16被設計用來對抗雷達引導和紅外引導的威脅、管理戰(zhàn)術偵察和戰(zhàn)術信息處理和實時傳輸，應對所述標準外部油箱進行適當?shù)膬炔扛难b，而并不在實質上改變其空氣動力學形狀。還要對相關的HOTAS/SCC部件，對在飛機計算機中執(zhí)行的適當?shù)腟MS例行程序，并對與不同的與武器站有關的控制系統(tǒng)單元，如多路復用器、多路信號分離器、編碼器、解碼器以及類似的裝置，進行另外的改變和升級。
本領域具有一般技能的技術人員會很容易地認識到，前面所述的操作系統(tǒng)和方法僅僅是示范性的，而并不是限制性的。所述多載荷儲備綜合體的結構性安排可以用實質上不同的方式來進行，并且所述多載荷吊艙、所述EECMA系統(tǒng)和所述TARA系統(tǒng)可以包括更多的部件，如紅外線(IR，靜止幀)、合成孔徑雷達(SAR)、和機載記錄器功能，以捕捉廣泛區(qū)域的搜索影像。此外，還可以加上更多的部件，可以分配功能給一些部件，或者一些部件可以組合起來以分擔功能性。例如，所述TARA可以包括設計用來探測處于監(jiān)視之下的地面上的生物或化學威脅的特定傳感器組件、由超高頻/Ku波段衛(wèi)星通信連接裝置組成的自激數(shù)據(jù)通訊組件、發(fā)射器/接收機、編碼器/解碼器、天線和類似的裝置，這些裝置可以加入到所述TARA中，以將高度精確的實時信息傳輸?shù)揭粋€或多個地面控制臺(GCS)，或獨立于飛機計算機的機載命令和控制平臺，以及類似的設備。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所提出的大容量儲備吊艙利用了飛機外表面上的現(xiàn)有硬點。應注意到適于附著攜帶大容量儲備吊艙的外掛架的現(xiàn)有硬點保持其原有的選擇性功能，如支持普通的外部燃料油箱綜合體。因此，仍可保證有這樣的選擇，可以在所述特定的硬點另外懸掛外部燃料儲備，并保持懸掛的外部燃料儲備與飛機的發(fā)動機之間的燃料流通。
本發(fā)明所提出的系統(tǒng)和方法的內在的優(yōu)點在前面的六個優(yōu)選實施例中做了詳細的描述。本領域具有一般技能的技術人員會很容易地認識到所有的這些實施例僅僅是示范性的。將普通的外部副油箱轉變成大體上共形的大容量外部儲備吊艙的系統(tǒng)和方法，使得內部和外部構成、選擇、形式、配置、排列和用途有了很多選擇。前面所做的描述僅僅為了更容易地理解作為本發(fā)明的基礎的概念，不應理解為是限制性的。
因此，本領域具有一般技能的技術人員會理解本發(fā)明并不限制在此處所示出的和所描述的范圍。本發(fā)明的范圍僅由下面所附的權利要求書限定。
權利要求
1.一種用于將可安裝在飛行器外部的燃料油箱轉變成機載儲備組件的系統(tǒng)，所述機載儲備組件適于儲存、懸掛、運載和釋放一個或多個機載儲備，所述系統(tǒng)包括以下元件一個根據(jù)空氣動力學形成的結構，該結構基本上包覆在所述至少一個機載儲備上，以提供提高的體積效率，最佳的飛行性能特征，和最佳的雷達和紅外截面；至少一個內部機載儲備安裝裝置，所述內部機載儲備安裝裝置附在所述根據(jù)空氣動力學形成的外殼的內表面上，以向所述至少一個機載儲備提供穩(wěn)定性；至少一個機載儲備操作控制裝置，所述機載儲備操作控制裝置連接到所述至少一個機載儲備上，以監(jiān)測和控制所述至少一個機載儲備的操作；至少一個機載儲備操作支持裝置，以提供所述至少一個機載儲備的維護、裝載、卸載和釋放；至少一個機載儲備，該機載儲備在完成飛行器可執(zhí)行的空中任務的目標、作用和目的時可以被操作。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述根據(jù)空氣動力學形成的結構是一個能夠附在飛行器外部的經過改裝的燃料油箱。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述經過改裝的燃料油箱在結構上被加固，以保持其在飛行期間的空氣動力學形狀和特征，以管理與所述至少一個機載儲備安裝裝置、所述至少一個機載儲備控制裝置、所述至少一個機載儲備支持裝置和所述至少一個機載儲備的懸掛、儲存、運載和釋放有關的負載。
4.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述經過改裝的燃料油箱是模塊式(modular)結構。
5.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述經過改裝的燃料油箱是標準的外部副燃料油箱。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標準的外部副燃料油箱是600加侖油箱。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標準的外部副燃料油箱是370加侖燃料油箱。
8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備安裝裝置是一個易耗電子對抗盒。
9.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備安裝裝置是多導彈發(fā)射裝置。
10.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備支持裝置是多炸彈彈出裝置。
11.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備安裝裝置是多微型飛行器發(fā)射裝置。
12.如權利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備安裝裝置是多微型衛(wèi)星發(fā)射裝置。
13.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載操作控制裝置包括通訊介質，該通訊介質將所述至少一個機載儲備與所述飛行器的儲備管理和控制系統(tǒng)相互連接起來。
14.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備操作支持裝置包括以下元件至少一個機載儲備裝載和重載通道門；至少一個機載儲備釋放門。
15.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備是易耗電子對抗裝置。
16.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述易耗電子對抗裝置是干擾絲。
17.如權利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備是空氣動力學導彈。
18.如權利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備是空投炸彈。
19.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備是微型飛行器。
20.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備是微型衛(wèi)星。
21.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個機載儲備是多載荷機載儲備，所述多載荷機載儲備包括以下元件易耗電子對抗分配裝置；和戰(zhàn)術偵察組件。
22.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行器是多用途軍事戰(zhàn)斗機。
23.如權利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行器是多用途軍事戰(zhàn)斗直升機。
24.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行器是無人駕駛飛行器。
25.如權利要求1所述的系統(tǒng)，還包括次級控制、監(jiān)測和緊急釋放裝置。
26.一種將可安裝在飛行器外部的燃料油箱轉變成機載儲備組件的方法，所述機載儲備組件適于儲存、懸掛、運載和釋放一個或多個機載儲備，所述方法包括以下步驟從所述燃料油箱的內部空間將燃料儲備支持裝置卸下，以使至少一個機載儲備的元件插入并附著；對所述燃料油箱的結構進行加固，以保持其空氣動力學形狀和特征，并處理與加入所述至少一個機載儲備的元件有關的負載；將機載儲備安裝裝置附在所述經過加固的燃料油箱的內部空間；將機載儲備控制和監(jiān)測裝置加入所述經過改裝的燃料油箱的內部空間；向所述經過改裝的燃料油箱提供機載儲備支持裝置；將所述機載儲備安裝裝置與所述機載儲備控制裝置功能性連接。
27.如權利要求25所述的方法，還包括將所述機載控制和監(jiān)測裝置與所述飛行器的機載儲備控制和管理系統(tǒng)相互連接。
28.如權利要求25所述的方法，還包括向所述至少一個機載儲備提供次級控制和監(jiān)測裝置。
29.如權利要求25所述的方法，還包括向所述至少一個機載儲備提供緊急釋放裝置。
30.如權利要求25所述的方法，還包括在所述經過改裝的燃料油箱的內部空間裝載至少一個機載儲備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種系統(tǒng)和方法，能夠將可拆卸地安裝在飛行器外部的燃料油箱轉變成高體積、高容量、多功能和空氣動力方面有效率的機載儲備。將傳統(tǒng)的外部燃料副油箱改裝，以使其基本保持燃料油箱的外部形狀，同時對燃料油箱的內部進行適當?shù)闹匦聵嬙?，以放入不同的機載儲備、相關的機載儲備安裝裝置、控制和監(jiān)測裝置以及其中的支持裝置，這些裝置替代了燃料儲備。所述機載儲備與所述飛行器的儲備控制系統(tǒng)間和管理系統(tǒng)間有適當?shù)慕缑?。所述機載儲備并入新的外部儲備配置當中。經過改進的機載儲備具有與原先的外部燃料油箱基本上類似的空氣動力學特征，同時其有效載荷得到了實質上的提高。
文檔編號B64D1/00GK1628053SQ02829002
公開日2005年6月15日 申請日期2002年11月21日 優(yōu)先權日2002年5月21日
發(fā)明者尼爾·派丹 申請人:尼爾·派丹