防空作战中多边形责任区预警机空域配置方法

针对防空作战中不规则多边形责任区预警机空域配置问题,基于预警机巡逻航线最短直飞距离和最小转弯直径所形成的实时探测区,通过寻优算法确定预警机责任子区和相应的预警机巡逻可用空域,再基于预警机稳定覆盖度评估准则,对其空域配置进一步寻优,得到预警机空域配置优化方案。通过算例仿真验证了此种方法在不规则多边形责任区中规划预警机空域配置的可行性和提升作战效能的有效性,其方法具有较强的实用价值和军事价值。

基于改进支持向量回归的空战飞行动作识别

针对空战中飞机的飞行动作愈发复杂导致识别准确率低的问题,提出了改进支持向量回归的空战飞行动作识别方法,该方法采用高斯核函数作为线性核函数,利用混沌初始化和反向学习策略改进麻雀搜索算法,利用改进后的麻雀算法优化支持向量回归算法,具体表现为对支持向量回归算法中高斯核函数的参数进行优化,通过优化后的支持向量回归算法进行飞机动作识别。采用了五种基本的飞行动作和几种复杂的飞行动作验证该方法的识别准确率。仿真表明,优化后的支持向量回归算法与传统的支持向量回归算法、模糊支持向量机算法、传统聚类算法、神经网络算法相比,对基本飞行动作的平均识别率至少提升了2.2%,对复杂飞行动作的平均识别率至少提升了3.7%。

雷达抗前门耦合攻击防护能力对比分析

针对雷达遭受高功率微波武器攻击时容易损伤的问题,理论分析了雷达最远防护边界和雷达天线增益及接收机限幅器能力的关系,从空间滤波的角度,对比了反射面雷达和有源相控阵雷达抗前门耦合攻击的能力。分析得出只有高功率微波武器处于反射面雷达天线的主瓣范围附近时,对其前门耦合攻击效果才强于有源相控阵雷达;反之,要弱于有源相控阵雷达。由于反射面天线雷达主波束很窄,造成攻击的时机很短,所以反射面雷达在面对高功率微波武器时防护能力更强。

基于博弈论的弹目攻防决策方法研究

针对空战环境中弹目攻防双方的对抗特性,提出了一种基于博弈论的弹目攻防决策方法。基于导弹目标运动数学关系得到状态方程,根据弹目攻防对抗机理建立“一对一导弹-目标”动态博弈模型,确定弹目双方策略集与收益矩阵,提出混合策略纳什均衡求解方法,并结合模型滚动预测方法获得该策略空间的纳什均衡点。算例仿真结果表明,基于混合策略下导弹制导律为该策略空间的纳什均衡点,且该方法可以减小导弹对目标的脱靶量,提高导弹的命中精度,为导弹攻防作战提供了依据。

多功能海军导弹运输车技术研究

针对海军舰载导弹转运及装舰过程中,运输车功能单一、通用性差,且装舰操作流程繁琐、时间长的问题,提出一种多功能导弹运输车的技术方案,该方案以通用化和结构功能一体化为设计理念,对运输车的运输功能与辅助起竖功能进行一体化设计,在满足海通各型导弹公路运输功能的前提下,集成导弹水平、垂直姿态转换的功能,突破筒弹在舰面装填方式的限制,解决筒弹装舰过程中吊装流程繁琐的问题,实现在运输车上直接起竖筒弹的功能,缩短筒弹装舰时间。该方案使得舰载导弹转运、装舰的流程得以简化,提升了装备的使用效能。

PFMEA在导弹发射箱端盖产品关键工序确定中的应用

本文通过对导弹发射箱端盖产品支撑机构成型与安装过程进行PFMEA(过程潜在失效模式及后果分析)分析,组织专家对各工序的严酷度等级(S)、频度等级(O)和探测度等级(D)进行打分,然后计算各工序的风险顺序数值(RPN)值,再根据关键工序RPN接收准则确定了支撑机构的成型与安装过程的关键工序,并且在工艺设备发生变更后及时更新了关键工序清单,实现了定量化确定关键工序在端盖产品上的应用。

基于任务要地防空导弹作战试验指标体系构建

针对要地防空导弹武器系统作战试验,提出了基于任务的作战试验指标体系构建方法、流程和步骤;基于典型作战任务,综合运用层次分析法和专家咨询法对要地防空导弹武器系统的作战试验指标体系进行分析分解,以满足装备能力可定性、定量检验和评估的目的;最后,以某型要地防空导弹武器系统作战试验的指标体系构建为例,按照基本构建流程,给出了构建的具体过程和结果,检验了方法的可行性,范例只针对系统的几类主要指标进行了构建分解,完整的指标体系还需依据文中的方法继续完善。

基于ADC法装备试验多指标评估方法研究

针对军民融合装备试验评估,以模拟构建的某装备系统为研究对象,提出了基于ADC法的多指标试验评估方法;文章首先对装备试验主要评估指标进行了分析,再对ADC法特点、数学模型和参数矩阵设置进行了研究;最后以虚拟构建的某装备为例,对试验评估方法的具体运用进行详细论述,通过构建装备体系,解析体系作战逻辑模型,给出了基于ADC法作战效能评估的具体过程和方法,给出了作战适用性、体系适用性评估的具体模型和方法;文中示例重点对评估模型、过程和方法进行了详细论述,省略了过程数据和结果数据演示计算;该评估方法在多型装备试验中得到了初步的应用和检验,取得较好的效果。

低信息条件下的机载拦截武器目标分类轨迹预报方法研究

在三体博弈场景中,为了提升防御弹的拦截能力,需要对来袭目标的轨迹进行预报。受限于数据链的传输速率,目标信息的更新频率较低,基于卡尔曼滤波和轨迹拟合的弹道预报方法不再适用。为此,本文提出了一种在低信息支撑条件下的具备分类能力的目标轨迹预报方法。先根据载机对来袭目标的探测能力建立来袭目标的轨迹库,后使用轨迹库数据训练分类神经网络和轨迹预测神经网络;在线根据数据链传输的目标信息确定来袭目标类型,再通过最小二乘法解算来袭目标初始状态的最优估计,并实现轨迹预测。仿真试验表明本文提出的方法在低信息支撑条件下可以实现高精度的轨迹预报。

红外成像导引头对隐身飞机探测性能提升途径分析

隐身飞机的出现对现有雷达和红外制导空空导弹的目标探测能力都提出了挑战。由于隐身飞机对雷达隐身的效果优于红外,相对而言,红外制导空空导弹具有反隐身的优势。但红外导引头仍需采取一定的措施以提高其对隐身目标的探测识别能力。本文针对红外成像导引头探测隐身目标能力提升需求,首先梳理了隐身飞机的红外辐射特征,之后根据红外成像导引头探测性能的影响因素,提出了采用双色/多波段成像探测、优化系统工作参数设计、提高成像质量和场景自适应性、采用低信杂比目标检测截获等技术以提高系统对隐身飞机的探测识别能力。

基于多种群遗传算法的航天复杂系统测试任务调度

针对航天复杂系统型号较多,传统测试流程与调度设计只能人工定制化排布,效率较低且未有效优化,同时,考虑到航天复杂系统快速测试的迫切需求,提出一种基于多目标遗传算法的航天测试流程自动生成方法。该方法在测试项集合明确的前提下,将测试项抽象为离散事件,以测试总时间和测试资源均衡度为优化目标,充分考虑航天器测试的诸多约束,将其作为遗传算法执行过程中交叉或变异的禁忌项。在初始种群确定后,对测试流程和调度方案进行自动生成和优化。对算例的仿真结果表明,该方法相对于同实验条件下的传统半串行测试方法和单目标优化方法,测试总时间或资源均衡度得到了较大提升。在进一步扩展优化目标和约束项后,该方法可有效提高航天复杂系统测试过程的快速响应能力和可靠性。

卫星互联网支撑跨域无人集群作战

跨域无人集群作为一种颠覆性的未来全新作战模式,其作战效能的发挥极大地受限于通信组网能力。近年来,卫星互联网凭借其广覆盖、低延时、高宽带及低成本等技术优势,在全球快速发展,是进一步发展跨域无人集群作战模式的关键。文中针对未来水下无人系统的发展趋势和现实需求,介绍了卫星互联网的发展、技术优势以及跨域无人集群的作战概念,深入分析了卫星互联网支撑跨域无人集群作战的优势,提出了结合卫星互联网技术与空域、海面、水下作战域无人集群相结合的空海跨域无人集群作战网络,并综合分析给出了技术架构,可为未来跨域无人集群作战研究提供参考。

有限视场下的攻击时间和角度多约束制导律

针对精确打击任务存在导引头视场受限这一过程约束的制导问题,提出了一种考虑视场限制以及攻击角度和时间多种约束的制导律.首先,在以比例导引项实现精确命中的基础上,利用最优控制理论,采用弹目距离加权控制能耗形式的指标函数,设计了攻击角度控制项,并推导了相应的剩余飞行时间解析预测表达式.其次,基于最优误差动力学方法,设计了攻击时间相关的控制项,保证了攻击时间误差的有限时间收敛.同时,针对导引头视场有限的问题,分析了各控制项对前置角收敛性的影响,利用特定的限制函数确保前置角在整个制导过程中始终处于有效视场内,并给出了前置角的有界性及收敛性证明.数学仿真结果验证了所提出制导律对多约束制导问题的有效性.

三体对抗中的主动防御鲁棒最优预测制导律研究

考虑防御导弹和我方目标控制系统内部扰动和未准确建模动态特性等因素造成的不确定性影响,设计了鲁棒最优预测制导律(robust optimal predictive guidance law,ROPGL)和鲁棒协同最优预测制导律(robust cooperative optimal predictive guidance law,RCOPGL)拦截来袭寻的导弹.首先,通过对非线性运动学方程线性化和降阶得到简化后的标称系统的状态方程;其次,考虑控制系统的不确定性,建立鲁棒制导问题的模型;再次,基于动态规划方法得到最优制导问题的制导指令关系式,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了最优制导问题的制导指令能够使鲁棒制导问题稳定;然后,引入界值函数得到线性二次型最优制导问题,通过求解黎卡提矩阵微分方程得到制导指令;最后,对设计的制导律的性能进行仿真验证.仿真结果表明,相比于其他制导律,设计的制导律能够抑制不确定性的影响,实现防御导弹对寻的导弹的拦截.

基于深度强化学习的舰船导弹目标分配方法

针对对抗环境下的海上舰船防空反导导弹目标分配问题,本文提出了一种融合注意力机制的深度强化学习算法.首先,构建了舰船多类型导弹目标分配模型,并结合目标多波次拦截特点将问题建模为马尔可夫决策过程.接着,基于编码器–解码器框架搭建强化学习策略网络,融合多头注意力机制对目标进行编码,并在解码中结合整体目标和单个目标编码信息实现舰船可靠的导弹目标分配.最后,对导弹目标分配收益、分配时效以及策略网络训练过程进行了仿真实验.实验结果表明,本文方法能生成高收益的导弹目标分配方案,相较于对比算法的大规模决策计算速度提高10%~94%,同时其策略网络能够快速稳定收敛.

基于相依网络的无人机集群通信系统鲁棒性分析

作为地震灾害救援和侦察战场等的主力设备,无人机集群通信系统的鲁棒性是抗毁性的重要指标,本文借助复杂相依网络理论建模无人机集群通信系统,引入相对网络效能比作为通信系统网络整体鲁棒性的指标,准确地反映节点之间的相互依赖关系,为评估通信系统在目标攻击下的鲁棒性提供了一种全新的视角。基于经典M-L模型和动态信息的负载重分配策略,建立相依同构ER-ER和异构ER-BA网络模型,考虑两层网络中相依节点度数的特性进行目标攻击,分析其在攻击下的级联失效动态过程,以及任意两节点的连边概率、平均度数和容量系数等特征参数,对通信网络整体鲁棒性的影响。研究表明,网络鲁棒性和网络相依强度负相关,在级联失效过程中可考虑降低52.09%~72.9%相依强度,以抵抗更严重的通信网络崩塌;对同构网络来说,相依模式的不同,RL、AL较DL整体鲁棒性分别降低了9.25%和15.95%。

反舰导弹大前置角下三维剩余飞行时间估计方法

为解决导弹开启末制导时初始前置角过大或前置角变化幅度较大的问题,设计适用于多种导弹制导律的前置角三维剩余飞行时间估计方法。将导弹速度和目标速度投影分解,在地面坐标系的Oxy面和Oxz面上建立弹目相对运动关系方程,以此为基础建立三维弹目相对运动模型。利用弹目相对运动关系方程和比例导引控制方程,建立1阶非线性微分方程,解析弹目距离与前置角的关系,并利用麦克劳林展开式求解方程。根据视线角速度变化选择合适的内框角,对前置角进行补偿,同时使用中位值平均滤波法降低前置角波动造成的误差。利用已建立的三维弹目相对运动模型进行仿真实验。仿真结果表明,在小角度假设不能成立时,尤其是因制导律进行角度控制而导致前置角变化较大时,前置角剩余飞行时间(Time-to-go,TGO)估计方法的估计值误差收敛时间和最大误差值要小于其他TGO估计方法,估计效果最佳。

梯度风场滑翔仿生飞行器设计与仿真

将信天翁从梯度风场中获取能量滑翔数千英里的飞行策略应用在飞行器上是突破飞行器续航瓶颈的重要方法之一。本文结合信天翁身体特性和飞行策略,设计了一种具有信天翁仿生外形、气动布局和控制方式的仿信天翁飞行器,巡航时升阻比为梯形翼飞行器的1.13倍,最大可达梯形翼飞行器升阻比的1.31倍,通过翼尖变形阻力最高可减小12%,翼根载荷减小35%。根据信天翁在滑翔时不时扑动翅膀的行为提出了间歇动力梯度风滑翔方法,对仿信天翁飞行器进行了风梯度滑翔操控性能仿真。结果表明实际飞行路径与风梯度滑翔路径的误差小于5%,能量消耗为匀速飞行的51.5%,验证了间歇动力梯度风滑翔策略的合理性。

2023年国外空空导弹发展动态研究

全面介绍了2023年国外空空导弹最新发展情况,重点论述了美国的AIM-9X、AIM-120、AIM-260、“远射”项目、模块化先进导弹、“突变”项目,欧洲的ASRAAM、IRIS-T、“流星”导弹和创新导弹技术,以及俄罗斯的RVV-MD2,日本的JNAAM,以色列的“天空之矛”,印度的“阿斯特拉”等空空导弹最新研制进展和试验情况,最后总结空空导弹的最新发展特点。

全尺寸圆锥-球缺组合药型罩聚能战斗部毁伤试验

为提升聚能战斗部毁伤性能,基于圆锥-球缺组合药型罩战斗部的起爆机理,设计并加工一种全尺寸圆锥-球缺组合药型罩聚能战斗部及含水夹层结构靶板,进行战斗部对靶板的水下爆炸毁伤试验。试验结果表明:该聚能战斗部能够完全穿透10 mm非耐压壳体+1000 mm中间水层+40 mm耐压壳体靶板的含水夹层结构靶板,并对后效靶板的穿甲深度达到130 mm以上。该组合药型罩结构有利于提升战斗部对含水夹层目标的毁伤效果,对于提升战斗部威力提供了有效的途径。