飞机单击中易损性的杀伤概率图谱分析法

飞机在威胁单次打击下的易损性通常是以杀伤概率或易损面积形式给出的,这种评估方法往往是在宏观上对飞机及其部件易损性进行评估,然而具体的某一飞机位置的易损性很难直观给出.提出了一种飞机单击中易损性评估的杀伤概率图谱分析法.该方法以飞机及部件的有限元模型作为输入数据,考虑了部件的引燃、引爆、穿透及其组合杀伤模式,通过计算每一条射击线打击下飞机各个位置的杀伤概率值,最后可以提供飞机的杀伤概率云图.应用中表明:杀伤概率图谱分析法可以直观的显示飞机杀伤概率的区域分布,可以作为易损面积评估的有益补充,对于生存力增强/易损性减缩设计具有指导意义.     

破片式战斗部对预警机毁伤评估研究

建立了一种考虑任务系统易损性模型和近炸引信探测起爆过程的毁伤效果分析方法,用于破片式战斗部对预警机的毁伤评估. 根据预警机任务系统特点构建了毁伤树模型;基于扫描线法计算引信探测位置,在相对速度坐标系下,考虑目标外形计算最佳起爆位置,并采用蒙特卡洛方法计算毁伤概率,分析了交会条件、起爆延迟、制导精度和瞄准中心对毁伤概率的影响. 结果表明:自适应延迟起爆能大幅提高毁伤概率,并减小交会条件的影响,且制导精度越高,交会条件影响越小;采用自适应延迟起爆时,毁伤概率主要受暴露面积和瞄准中心影响,以几何中心为瞄准中心的毁伤概率较高.      

基于ABMS的飞机拦截作战效能评估方法

研究了采用基于agent的建模与仿真(agent based modeling and simulation, ABMS)进行飞机拦截作战效能评估的方法。针对拦截作战的特点,提出了一种基于信息过程、以任务状态机为核心的agent模型结构。在此结构下,提出了信息域映射agent的概念以及基于此概念进行传感器探测与跟踪建模的方法,并给出了雷达探测与跟踪的通用模型。针对两类典型拦截作战情形进行了仿真和参数影响分析,验证了方法的合理性和有效性。分析结果表明,在单机作战、多机平台中心战和多机网络化作战3种不同作战模式下,飞机性能对效能的影响方式存在一定差异。     

光纤端面光学检测非球面物镜系统设计

针对传统的基于球面显微成像的光纤连接器端面检测系统结构和像差的问题,将制作工艺日趋成熟的非球面模压玻璃透镜引入到检测系统中。介绍了非球面透镜设计的基本原理和非球面光学玻璃透镜模压成型的基本工艺,分别设计了球面透镜和非球面模压透镜检测系统,给出了系统的结构参数,评价了系统的成像质量。在系统分辨率相同的情况下,得到了结构简单、共轭距更短,有利于工程应用的非球面检测系统。给出了检测系统的机械结构图,并将非球面系统应用到实际生产和在线检测中,达到了设计的要求。     

非对称变后掠柔性后缘飞机滚转控制分配研究

以往研究已经证明机翼后掠角和后缘弯度的单独改变均可增强飞行器的机动性,探究将后掠角作为冗余控制器后飞机滚转运动收敛特性问题。首先利用计算流体力学方法,探讨了后掠角非对称变化对气动特性的影响规律,建立了不同工况下研究对象飞机后掠角、柔性后缘两种广义操纵面的操纵效能函数。其次综合Kane方法建立的稳定滚转子系统动力学模型,在考虑飞机阻尼力矩影响下,确定了监督控制器-主控制器控制架构下系统主、从控制器控制律。最后将后掠角非对称偏转作为系统冗余控制输入,以操纵面偏转速率为特征量,分析了不同工况下后掠角非对称变化对飞行器稳定滚转运动收敛特性的影响。通过分析可知,采用冗余操纵面设计,可有效增大滚转控制力矩,避免操纵面进入饱和状态,提升飞机整体控制效能。通过两种工况下的仿真结果可知,后掠角操纵面可增强系统容错能力、提升高升力下飞机操纵性能,但会增大系统达到稳定所需的时间。     

导弹喷射碎片威胁下的飞机易损性评估方法

提出了一种飞机在导弹喷射碎片威胁下的易损性计算方法.该方法采用飞机及部件的有限元模型作为输入,首先以‘射击线扫描法’对飞机在单枚碎片打击下的易损性进行计算,然后以马尔可夫链法计算喷射碎片打击下的易损性.算例给出了飞机周围典型爆炸点位置引爆导弹战斗部的杀伤概率分布,并对导弹与飞机的交会区域进行了分析,验证了所提出方法的可行性与正确性.应用中表明,所提出的方法通用性强,易于实现;方法中考虑了导弹飞行速度、引爆点位置、装药质量比、碎片形状、空气阻力、飞机飞行高度及速度等因素,易损性计算结果具有一定的客观性;导弹碎片威胁下的易损性评估对于飞机生存力增强设计、导弹杀伤效能评估与引信优化设计具有指导意义.     

基于Agent建模的机载激光武器系统作战效能影响因素分析

为了研究机载激光武器的安装对轰炸机作战效能的影响，提出了基于功能组件的模块化作战仿真框架。采用基于Agent的建模与仿真方法,基于感知、通信、决策、运动、执行的功能对Agent模块进行划分,提出了基于功能组件的模块化作战仿真体系。在此模型框架下,设计机载激光武器系统、雷达系统、导弹等模块的状态机,并建立考虑相对位置变化的详细数学模型,以分析在战斗每一时刻影响作战效能的指标参数变化情况。最后通过对典型突防作战算例的仿真,研究了在动态作战过程中激光武器的发射镜直径和发射功率与目标表面光斑大小和能量密度随相对距离的变化关系,分析了在载机为高速小雷达散射截面积(radar cross section, RCS)和低速大RCS两种情况下,机载激光武器的发射镜直径和发射功率对轰炸机突防效能的影响。分析结果表明,提高机载激光武器的发射功率和发射镜直径对作战效能提升显著,尤其是在载机为低速大RCS的情况下对效能的提升非常显著。     

基于航程的方向舵卡死飞机任务放弃杀伤判定方法

为研究导弹打击引起的方向舵卡死对飞机执行任务能力的影响,提出了一种基于航程的任务放弃杀伤判定方法. 考虑方向舵卡死引起的纵横向气动耦合,论述飞机配平过程;基于受损飞机配平解,计算剩余飞行航程;根据任务剖面确定航程阈值,对比飞机剩余航程与阈值判定是否造成任务放弃杀伤. 设置仿真算例,求解不同卡死角下飞机的航程损失,验证了所提任务放弃判定方法的可行性. 研究结果表明,小角度卡死引起的航程损失较小,随着卡死角度增大航程损失迅速增加并最终导致任务放弃杀伤,且航程损失能够高达50%.      

基于有限元的飞机易损性建模方法研究

提出了一种用于飞机易损性分析的输入模型建立方法,所提供的模型包括飞机外形易损性模型及部件易损性模型。对于飞机外形模型,主要提供几何尺寸参数及材料参数。对于部件模型,主要提供几何尺寸参数、材料参数、杀伤模式、致命性标识,以及部件杀伤与飞机杀伤的逻辑关系等数据。应用中表明,所提出的方法具有以下特点：（1）飞机及部件外形的几何形状均采用有限元逼近,可以真实的反映实际情况;（2）模型考虑了液体模型的建立方法;（3）致命部件及非致命性部件单独建模,可以减少人为因素影响;（4）与有限元建模软件结合紧密,可以减少重复性的工作。