集束箭弹命中概率分析的Monte-Carlo方法

研究集束箭弹命中概率的分析与计算方法.讨论了集束箭弹小箭分布特性,构造了小箭分布规律的数学模型,提出了分析集束箭弹命中概率的Monte-Carlo模拟方法.编写了采用Monte-Carlo模拟方法的集束箭弹命中概率计算程序并对实例进行了计算,得到了集束箭弹的命中概率及其与小箭散布参数的关系.研究结果具有工程应用价值,并证明了Monte-Carlo方法是分析集束箭弹命中概率的有效方法.     

初速可调下的新型舰炮对海作战能力需求生成

为实现新型舰炮对海作战中由任务向能力的转化,建立了作战能力需求框架模型,从对海作战流程出发,分析对海作战子任务与能力指标之间的映射关系,建立新型舰炮在对海作战过程中的探测概率、最大发现距离、反应时间、单发命中概率等数学模型,仿真验证新型舰炮在不同初速下,以要达到指定单发命中概率射击20 km处目标时的火控系统精度为标准,分析在不同射击距离下对新型舰炮的能力指标要求,以及不同初速下能力指标的变化趋势.结果表明,火控系统精度越高,单发命中概率越大;对近距离目标,初速越大,单发命中概率越好,而距离较远时,初速的优势体现得不明显.      

水下目标敷设吸声材料对抗鱼雷作战效果仿真研究

研究水下目标敷设吸声材料对抗鱼雷作战效果对鱼雷和消声瓦技术的研究具有重要意义.本文从对抗角度出发,建立了水下目标敷设吸声材料对抗鱼雷效果的仿真模型和评估方法,对水下目标敷设吸声材料后对抗来袭鱼雷的作战效果以及水下目标敷设吸声材料后目标强度最佳预期降低值问题进行了仿真研究.仿真结果表明:水下目标敷设吸声材料后可使来袭鱼雷的命中概率下降,但对自导性能先进的鱼雷而言对抗效果并不明显,因此需采用软硬结合的综合对抗方法,而不能单纯依靠采用吸声材料的软对抗方式.最后基于仿真结果,本文提出了消声瓦技术的发展建议.     

AHEAD弹毁伤武装直升机所需平均命中弹数研究

为了研究AHEAD弹对目标的毁伤效能及毁伤目标所需的平均命中弹数,该文以某典型武装直升机为例,建立了目标的易损性及毁伤评估模型,得到了命中情况下AHEAD弹对武装直升机的单发毁伤概率及毁伤目标所需平均命中弹数。研究结果表明,毁伤目标所需平均命中弹数受弹丸速度、脱靶距离、弹丸俯仰角等因素影响。对于常见的AHEAD弹发射参数,弹丸速度越大,脱靶距离越小,毁伤目标所需平均命中弹数越大。AHEAD弹俯仰角为60°时,毁伤目标所需平均命中弹数最小; AHEAD弹速度为600 m/s、700 m/s和800 m/s时,所需平均命中弹数分别为4.597、4.018和3.59。     

自适应Sage滤波在GPS/SINS组合导航中的应用

为了提高导弹命中目标的精度,研究了GPS/SINS组合导航系统。以组合导航系统为应用背景,在常规Kalman数学模型的基础上,提出了改进的自适应Sage-Husa滤波方法。试验结果证明:在噪声的统计特性不能确定时,改进的自适应Sage-Husa滤波与常规Kalman滤波相比,导弹命中目标的圆概率误差(CEP)由原来的62m提高到21m。改进的自适应Sage-Husa滤波方法对提高GPS/SINS组合导航系统的制导精度和可靠性是十分有效的。     

高速脱壳穿甲弹三维图象的识别与处理

该文提出了一种新的高速脱壳穿甲弹三维图象的识别与处理方法，通过对ＩＢ－１２中间弹道靶道拍摄的照片进行处理，获得了脱壳过程的三维立体图形。它实现了从不同位置、不同角度来观察、分析和研究弹托的分离过程和干扰因素；实现了用计算机模拟高速脱壳穿甲弹的飞行姿态和脱壳全过程；解决了目前数值模拟技术尚未能解决的问题。该方法形象、直观，能全面、动态、连续地重现高速脱壳穿甲弹的空间飞行姿态及脱壳全过程。     

小口径动能弹丸对飞机的毁伤计算模型

该文从小口径动能弹对直升机的毁伤出发，提出较为完整的概念体系，包括毁伤级别、目标功能失效框图及部件失效准则等。应用计算机目标描述系统，对目标进行描述，在此基础上建立相应的毁伤模型，根据此模型可计算单发随机命中飞机时的毁伤概率，或给出达到某种毁伤级别所需平均命中弹丸数，并叙述具体的分析步骤，最后对飞机的易损性进行分析，提出降低易损性的主要方法和措施。     

高速脱壳穿甲弹的中间弹道研究

该文以研究脱壳穿甲弹的中间弹道问题为主线,较详细地综述了高速脱壳穿甲弹穿越膛口中间弹道区时所受到的各种扰动因素、以及脱壳穿甲弹飞行姿态的测试技术和观察手段。扰动因素包括脱壳穿甲弹膛内运动时形成的起始偏角、在射流区受到的气动力干扰、脱壳过程的机械干扰及膛口装置的干扰。文末介绍了脱壳穿甲弹弹托的优化设计问题。     

一种对圆柱形空中目标着靶参数算法的研究

能否准确有效地计算毁伤元对空中目标的着靶参数是评价弹药对空中目标毁伤概率的重要环节,也是评估导弹武器系统作战效能的重要指标.在分析毁伤元运动模型和目标元模型的基础上,提出了将圆柱形目标离散成多个小矩形并根据交会点到矩形四边的距离之和与周长关系作为命中目标的判定方法,推导出了着靶速度方向和目标轴截面、横截面夹角及着靶角和着速参数计算方法,并通过实例验证了该算法的正确性与准确性,为进一步研究毁伤元对目标的毁伤计算奠定了基础.     

基于混沌退火粒子群优化算法的路径测试数据生成

为实现指定路径的软件测试数据自动生成,提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法的演化测试方法.利用分支函数插装和强制路径执行策略,得到用于优化搜索的路径适应值.通过引入混沌搜索、模拟退火和早熟收敛判断机制,克服了标准PSO算法易陷入局部最优而无法找到测试数据的缺陷.三角形判断程序的测试数据自动生成实验表明:在最大迭代次数Tmax为500时,混沌退火粒子群优化(CAPSO)算法的命中概率为99%,标准PSO的命中概率为95%;在Tmax为2 000时,CAPSO算法的命中概率为100%,标准PSO算法的命中概率为95%左右;继续增大Tmax不能使标准PSO算法的命中概率提高,而CAPSO算法总能摆脱局部极值找到满足要求的测试数据.     

典型相似结构柱壳装药殉爆响应数值模拟

为了研究相似结构柱壳装药殉爆响应的差异,选用常用于考核炸药殉爆不敏感性能的两种具有几何相似特性的典型柱壳装药结构,并采用数值模拟方法对φ60 mm和φ120 mm两种弹体的殉爆过程进行了分析.结果 表明,两种弹体壳体破裂形成的自然破片长宽比约为3.5:1,破裂前壳体壁厚与破片厚度的比值在1.5～1.75;φ60 mm弹体主发弹壳体破裂后形成尺寸较小的自然破片,被发弹发生殉爆是由于相邻多枚小破片撞击后压力叠加的结果,单枚小破片由于撞击后侧向压力波稀疏效应明显而无法起爆被发弹,增加弹间距降低了多枚小破片同时击中被发弹同一区域的概率;对于φ120 mm弹体,随着壳体厚度的增加,主发弹壳体破裂后形成尺寸较大的自然破片,单枚较大质量的破片撞击被发弹壳体的压力波汇聚效应较强,侧向稀疏区域较小,因此可以冲击起爆被发弹,增加弹间距只是降低较大质量破片击中被发弹的概率.研究结果为不敏感炸药殉爆考核的试验方法设计及结果分析提供参考.     

壳体材料对破片穿甲威力的影响

对某型战斗部分别使用铝合金和钛合金壳体时破片穿甲能力进行了研究,发现破片相同时,钛合金壳体降低了其破片穿甲率。根据破片穿甲理论,提出对破片进行优化,提高其打击比动能,即提高破片存速并降低其打击面积的方法来解决钛合金壳体对破片穿甲率的影响,并通过数值模拟和靶场试验对其可行性进行研究。结果表明,优化后破片的极限穿深得到了提高,有效地解决了钛合金壳体对破片穿甲率影响的问题。     

反舰导弹战斗部动能穿甲花瓣型破坏模型

为预测半穿甲反舰导弹战斗部穿透船体防护结构外板进入内部爆炸的位置,以进一步对防护结构进行优化设计.根据尖头反舰导弹战斗部动能穿透薄靶板过程的特点,提出了一种简单有效的薄板花瓣型破坏模型,并根据能量守恒原理推导了靶板吸能、弹道极限以及弹体剩余速度公式.由于考虑了靶板材料应变率效应,使得计算结果比现有的花瓣穿甲公式更合理,与实验数据更吻合.     

直接碰撞杀伤动能拦截器末端遭遇分析模型

针对直接碰撞杀伤动能拦截器反弹道导弹问题,建立了一种考虑动能拦截器几何尺寸影响的末端遭遇分析模型. 基于射击线跟踪技术,提出了一种可准确判定动能拦截器末端遭遇的方法,并通过引入瞄准点网格射击线和随机命中点生成技术,实现动能拦截器末端遭遇命中概率分布分析. 算例分析表明,利用该模型可有效分析末端遭遇条件、再入弹头几何参数、动能拦截器几何参数及制导精度、瞄准点选取等因素对命中概率的影响.     

激光半主动末制导炮弹捕获概率研究

为了分析激光半主动末制导炮弹的捕获概率,建立了含有简易惯性制导段的末制导炮弹飞行仿真模型以及判断末制导炮弹捕获目标的标准.研究了末制导炮弹全弹道的干扰因素及其对末制导炮弹纵向和横向散布的影响.利用蒙特卡洛法计算出激光半主动末制导炮弹捕获目标的概率.提出了提高捕获概率的改进策略,并通过仿真得到验证.结果表明,这种改进策略提高了末制导炮弹的捕获概率.     

武器弹药立靶密集度试验方法研究

为减少试验用弹量，根据弹道理论、统计原理和大量试验结果，通过加权处理高低和方向中间误差，得出了温度对立靶密集度没有显著性影响的结论，提出了以常温考核为主，高低温考核为辅的试验方法。与现有试验方法相比，在保证对产品客观评价的基础上，该方法可减少试验用弹量50％以上，为形成减少试验用弹量试验方法提供了技术支撑。     

YAG透明陶瓷复合靶抗弹机理研究

透明陶瓷是兼具较好的力学和光学性能的新一代透明防护材料，在低面密度、高透过率、高防护能力的透明装甲方面有重要的应用前景. 为探究YAG透明陶瓷复合靶抗弹机理，本文基于弹道枪测试平台与高速摄影技术，获得了12.7 mm穿甲燃烧弹冲击YAG透明陶瓷复合靶的弹靶冲击瞬态作用过程，确定了透明陶瓷复合靶各层损伤特征与弹体的破坏形态，测定了背板背凸量. 在此基础上，利用AUTODYN动力学有限元模拟软件，建立了YAG透明陶瓷复合靶抗制式弹过程的有限元模拟方法，探究了典型结构透明陶瓷复合靶的抗弹机理，并分析了透明陶瓷与聚碳酸酯层厚度变化对其抗弹性能的影响规律. 研究结果表明，透明陶瓷复合靶依靠透明陶瓷面板的高强度破碎弹体以有效消耗弹体冲击动能，玻璃层消耗陶瓷锥的冲击能量，背板吸收残余动能，从而实现低面密度的透明防护；透明陶瓷面板的增加能够更为有效地破坏弹体，从而实现提高装甲防护能力的目的；聚碳酸酯在一定的厚度范围区间能实现复合靶较低面密度的高效防护作用.      

空空和空地导弹命中精度整体推断方法

由于空空和空地导弹难以在相同发射条件下进行重复射击试验,因而无法得到成组试验数据。为对其命中精度进行评定,提出一种空空和空地导弹命中精度整体推断方法,该方法通过空空和空地导弹仿真结果与靶场试验数据的有机结合,能够将多种不同发射条件下的脱靶量试验数据作为一个整体进行统计推断,给出脱靶量的均值、方差和落入概率的整体估计和置信区间估计。与现行方法相比,空空和空地导弹命中精度整体推断方法具有信息量大,精度高的特点,解决了一种发射条件下只有一个脱靶量试验数据时导弹射击准确度、射击密集度和落入概率评定的难题,并给出检验点以及整个杀伤区域内的命中概率,为空空和空地导弹鉴定及其作战效能评估提供科学依据。