爆炸冲击波与杀伤破片对飞机目标相关毁伤效应的研究

本文以小型导弹战斗部为研究对象,研究了破片杀伤作用和爆破作用对飞机目标的相关毁伤效应问题,并依据实验结果,应用数理统计方法给出了“杀爆相关毁伤准则”的工程计算式。计算式可用来评价和计算有关战斗部的威力效应,可供战斗部设计时应用。     

破片式战斗部作用下固定翼飞机的易损性评估

为提高固定翼飞机的战斗生存能力,提出了一种飞机易损性评估的计算机仿真方法.建立了破片式战斗部作用下的飞机易损性评估模型,该模型主要包括飞机目标描述、毁伤场模型分析、弹目交汇分析、飞机关键部件分析、部件毁伤评估、毁伤树模型等内容.该模型具有以下优点:在弹目交汇过程中考虑了战斗部和目标的速度及方位的影响;在关键部件分析中考虑了部件冗余对易损性评估的影响.以上两方面使易损性评估更能反映实际情况.以此模型为基础,运用VC+ +开发了飞机易损性评估仿真软件(ATVASS).并以某固定翼飞机目标为例,用ATVASS软件进行了易损性评估,得到了该飞机在破片式战斗部作用下的易损性规律及改进意见,对飞机防护和生存力的设计具有指导意义.     

线列式结构毁伤在弯曲载荷下的增益

为了提高破片杀伤战斗部在防空反导任务上的毁伤威力,研究了在弯曲载荷下线列式结构毁伤相较于聚焦式结构毁伤的毁伤效果增益。基于应力集中效应进行了理论分析,设计了模拟飞机外壳受这两种毁伤模式的结构等效靶标并对其在弯曲载荷下的应力分布进行了数值模拟计算和静力学实验验证。研究结果表明,相比于聚焦式结构毁伤,在相同载荷下线列式结构毁伤使目标结构内最大应力平均提高16%,达到屈服破坏所需的载荷平均减少18%。     

线性聚焦式杀伤战斗部设计及破片飞散特性

为进一步提升杀伤战斗部破片聚焦效应，开展了线性聚焦式杀伤战斗部设计及破片飞散特性研究. 基于破片线性聚焦原理，研究了破片排布方法. 引入装药长度修正系数，建立了等冲量装药曲线理论模型，掌握了线性聚焦式杀伤战斗部破片驱动及速度分布特征，揭示了战斗部装药长度及其修正系数对破片平均飞散速度、速度分布幅值、速度分布标准差等飞散特性参数影响规律. 结果表明，装药长度一定时，随修正系数增加，破片平均速度增大，速度分布幅值、标准偏差均降低，修正系数一定时，随装药长度增加，破片平均速度、速度分布幅值和标准偏差均增加. 研究结果可为聚焦杀伤战斗部设计提供新的技术途径.      

不同起爆方式下对圆弧形聚焦战斗部模拟仿真

基于产生聚焦式杀伤破片的目的,利用爆轰波传播理论和数值仿真方法,分析了起爆方式对圆弧形聚焦战斗部破片飞散规律的影响. 理论计算和模拟仿真的结果表明:起爆方式对圆弧形聚焦战斗部的破片飞散规律有很大影响. 起爆方式不同引起爆轰波对壳体的入射角不同,从而影响破片的偏转角和破片飞散初速,最终影响破片的聚焦效果,其中以中心轴线起爆的破片更集中.     

基于终端毁伤的可瞄准战斗部优化设计

为对付多种不同的空中目标,实现战斗部破片的可控飞散,根据可瞄准战斗部的结构特点建立了弹体坐标系,基于引制一体化技术提出了可瞄准战斗部侧向攻击和前向拦截目标的单发杀伤概率计算模型. 根据可瞄准战斗部在导弹内的装配特点,初步优化了战斗部的设计参数,在此基础上,选择不同的典型目标,采用蒙特卡洛法分别研究了可瞄准战斗部的破片初速、破片飞散角和破片有效数量等主要性能参数对导弹终端毁伤效能的影响,基于终端毁伤效能的研究对可瞄准战斗部进行了优化设计,该优化过程对可瞄准战斗部的设计具有一定的参考价值.      

离散杆式战斗部对飞机的毁伤工程计算

离散杆式战斗部是一种特殊的预制破片战斗部,该文通过对典型空中目标的选取及易损性分析,建立离散杆式战斗部对目标的毁伤计算模型。该计算模型包括离散杆坐标系和离散杆杀伤元素场的建立、动态交汇分析计算、侵彻计算、部件毁伤概率和目标毁伤概率计算。在该计算模型的基础上,以某歼击机为例,编制计算程序进行分析计算,结果表明,离散杆式战斗部对目标有较好的毁伤能力。     

活性破片战斗部威力评价方法

针对活性破片战斗部设计和威力指标论证,从活性破片毁伤机理和毁伤模式出发,提出了一种活性破片战斗部威力评价方法,并建立了相应的威力评价模型.算例分析表明,以燃油箱为打击目标,同口径活性破片战斗部威力半径比钢破片战斗部提高2.8倍.活性破片密度、单枚活性破片质量和杀伤动能等对活性破片战斗部威力半径有显著影响.增加活性破片密度、采用高格尼常数炸药,有利于进一步增大活性破片战斗部的威力半径.     

防空导弹战斗部破片飞散特性分析

以某型防空导弹的破片杀伤式战斗部为例 ,分析了在不同坐标系中的破片动态飞散特性 ,分别计算出在地面坐标系和弹体坐标系中破片的动态飞散密度函数 ,指出在不同的坐标系中战斗部的飞散区和飞散密度不同     

起爆方式对双聚焦战斗部性能的影响

为了分析起爆点数量和位置对双聚焦式战斗部破片飞散特性的影响,对某型号的双聚焦式破片战斗部进行了数值仿真,仿真结果与试验值具有较好的一致性,对比分析了采用不同起爆方式时破片的飞散特性. 研究结果表明,轴向起爆时改变起爆点的位置和数量对破片初速影响小,对聚焦效果影响大;采用偏心起爆时,破片初速与起爆半径成正比关系,起爆点的周向夹角对破片飞散特性影响小,偏心轴向上起爆点数量和位置影响较大. 适当改变起爆点位置和数量能优化破片飞散,增强聚焦带对目标的毁伤作用.      

机载自卫压制干扰和箔条干扰下飞机生存力研究

针对电子对抗技术在现代空战广泛应用的特点,研究了机载自卫压制干扰和箔条干扰下飞机生存力的计算方法.根据机载自卫压制干扰和箔条干扰的原理得到了雷达探测概率和导弹击中概率的计算式,结合导弹的脱靶量,利用等动能杀伤准则分析了飞机易损性计算方法,进而得到飞机生存力的计算方法,进行了某飞机模型生存力实际计算与分析.结果表明,合理使用机载自卫压制干扰和箔条干扰可以有效提高飞机的生存力.      

基于区间数的飞机生存力评估方法

针对飞机生存力评估的必要性以及生存力评估中存在的模糊性和不确定性,提出了一种基于区间数的飞机生存力评估方法。从敏感性、易损性和作战能力3个方面构建了飞机生存力评估指标体系,基于区间层次分析法和信息熵法得到了飞机生存力的区间数形式的指标权重,利用权重系数法建立了飞机生存力的评估模型,最后进行了实例计算。结果表明,该方法能够较好地解决生存力评估中存在的模糊性和不确定性问题,从而使评估结果更客观。     

基于区间数的飞机生存力评估方法

针对飞机生存力评估的必要性以及生存力评估中存在的模糊性和不确定性,提出了一种基于区间数的飞机生存力评估方法。从敏感性、易损性和作战能力3个方面构建了飞机生存力评估指标体系,基于区间层次分析法和信息熵法得到了飞机生存力的区间数形式的指标权重,利用权重系数法建立了飞机生存力的评估模型,最后进行了实例计算。结果表明,该方法能够较好地解决生存力评估中存在的模糊性和不确定性问题,从而使评估结果更客观。     

飞机综合模块化航电系统总体设计研究

从飞机总体设计的角度,研究了航电系统的可靠性和易损性计算问题;建立了综合模块化航电系统模型及联合式航电系统模型;找到一个适于总体设计阶段的可靠性算法,对两模型进行了可靠性和易损性计算;通过对计算结果的对比分析,比较了综合模块化航电系统和联合式航电系统的特点,计算结果显示综合模块化航电系统与联合式航电系统相比,可提高航空电子系统的可靠性,减小系统的重量和体积,提高飞机生存力.     

Calculation model of military aircraft survivability to a missile

Since missiles are main threat against aircrafts in air war, a model is proposed for calculating the aircraft survivability to a missile. The hit characteristic of aircraft to a missile is analyzed, and then Monte Carlo method is applied to generate missile detonation location according to its distribution rule. In addition, based on the analysis of fragment trajectory and critical components, the in- tersection point of these two is determined. Then the kill probability of critical component to a fragment can be calculated, and the aircraft survivability to a missile is obtained accordingly. Finally, the feasibility of the proposed method is demonstrated. Simulation results show that this method captures the basic effects of missile detonation locations on aircraft survivability, which may provide an effective reference to aircraft survivability research.     

考虑主动自主防御能力的飞机生存力模型

针对现有模型在计算飞机主动自主防御下的生存力时存在不足的问题,提出了一种新的飞机生存力计算模型.从作战使用中攻防结合的角度对飞机生存力进行分析,根据飞机和威胁之间的相互制约联系,定义了飞机作为武器平台的主动自主防御能力,在主动自主防御能力与武器自身生存状态正相关的条件下,建立了与主动自主防御能力有关的生存力计算模型;用算例验证了该模型的正确性和合理性,并分析了该模型中生存力的影响因素.结果表明在威胁系统一定的情况下,考虑飞机主动自主防御能力影响之后,飞机生存力得到了明显提高,而且提高的趋势和程度与飞机主动自主防御能力及威胁目标的易损性有关.     

部件重叠和二次杀伤条件下飞机多击中易损性评估方法

针对实际作战中飞机部件重叠和二次杀伤效应广泛存在的特点,提出了部件重叠和二次杀伤条件下的飞机多击中易损性评估方法.根据非余度部件和余度部件的性质,提出了非余度部件和余度部件在非重叠区域和重叠的二次杀伤效应计算方法,基于该方法计算飞机的广义致命性部件以及独立存在状态,利用马尔可夫链法建立飞机的多击中易损性评估模型,利用建立的模型对某飞机模型进行易损性评估仿真实验.仿真实验结果表明,二次杀伤使飞机易损性增大,增大的范围与致命性部件的二次杀伤概率、暴露面积、余度特性及重叠特性有关.     

电力信息物理系统易损性分析方法

针对电力信息物理系统（CPS）体系复杂、网络耦合、易损性分析困难这一现状,以近年来国内外电力系统毁伤相关研究成果为基础,构建了电力CPS的毁伤树模型.根据电力CPS节点重要性与故障级联毁伤特性,提出了一种基于节点重要性的电力CPS易损性分析方法,构建了易损性评估模型,并结合实例进行了分析说明.结果表明,该模型可用于电力信息物理系统的生存力研究,为目标抗毁伤结构设计提升提供支撑.