国外末端防空火炮发展新动态与启示

防空火炮具有战场快速响应、低成本持续作战、抗饱和攻击能力强等特点,在末端反无人机及其蜂群目标具有较大的优势。分析了末端防空火炮所要具备的能力,梳理了美国、俄罗斯以及德国等军事强国在防空火炮领域的新发展及装备的研制情况,总结出了国外末端防空火炮的发展趋势;根据我国末端防空火炮的发展现状提出了几点建议,旨在提高我国防空火炮末端防御能力,以便更好应对日益复杂的末端防御作战需求。

基于单神经元自适应PID控制的高炮随动系统扰动补偿

为提升自行高炮随动系统的抗干扰能力以及自行高炮行进间射击精度,采用了一种基于单神经元自适应PID的控制方法,利用神经元的自学习及自校正能力对控制效果进行改善,以提升随动系统的扰动补偿能力。仿真结果表明:当高炮在B级、D级以及F级路面下行驶时,采用该方法的随动系统输出曲线的波动范围分别减小了0.14%、0.65%和4.72%,在突加扰动的情况下,再次跟踪到目标信号的时间分别缩短了0.04 s、0.03 s和0.02 s,根据实验数据可知在单神经元自适应PID控制器的作用下,当系统受到干扰后能够更快地跟踪到目标信号,且稳态精度更高。

某高射速自动炮多体瞬态传热及应力研究

为提高拦截概率,提高发射速率是高炮武器系统的重点发展方向之一,以期单位时间内发射较多的弹丸至目标区域。然而,高射速发射造成的热效应反过来又会影响火炮自动机中多体关键件的工作效率,最终影响火炮射击安全性。为提高高射速自动机射击速率和射击安全性,解决影响其关键件寿命的热效应问题,需对高射速自动炮自动机多体关键件瞬态传热及应力变化进行研究。以某转膛型高射速自动炮为研究对象,采用瞬态传热学理论,建立了自动机关键件传热模型,采用有限元分析软件ANSYS Workbench进行了多体瞬态传热及应力变化仿真研究,仿真结果表明:随着射击频次的增加,关键件形变、温度急剧增加,最终会引起多体部件运动干涉影响射击安全性。仿真结果能够为自动机的设计、使用和维护保养提供理论支撑。

基于显著性检验理论的地面密集度检验方法研究

在地面密集度检验中存在两个问题,一是依据统计理论将受保护的结论作为零假设却不能得到具有说服力的地面密集度检验合格结论,二是检验的枢轴量不明确。对这两个问题进行分析探讨,提出采用逆向零假设,同时对地面密集度的两种表述方式应分别采用非中心t分布和X^(2)分布的检验方法。实例证明检验结论具有较好的可信性。其中,逆向零假设的观点可推广应用于鉴定试验中的诸如飞行可靠性等单边检验问题中。

基于可拦截因子和HGAPSO算法的火力分配模型研究

火力分配作为集群目标来袭防御任务规划的关键环节,对提高防御效果具有重要意义。针对高炮反无人机的火力分配问题,将高炮性能指标约束和转火时间约束转化为可拦截因子,提出一种基于可拦截因子的高炮反无人机火力分配模型,减小非线性约束转化为惩罚函数带来的计算量及误差,进而提升整体效能。基于此模型,针对来袭目标与火力节点之间的火力优化匹配问题,采用改进混合遗传粒子群算法(Hybrid GA and PSO,HGAPSO)优化算法对模型进行最优值求解。仿真试验结果表明该模型合理有效,HGAPSO算法有较高的收敛精度和较快的收敛速率。

对海作战无人机指挥控制系统及协同模式研究

无人机成功完成任务离不开地面指挥控制系统的支持。在对海作战场景下,无人机面临与其他兵力协同作战的要求,其指挥控制系统除了实现对无人机的操纵,还需与其他指挥控制系统链接。以我国目前面临的主要军事威胁与无人机的主要作战样式为背景,提出对海作战无人机指挥控制系统的功能需求,分析指挥控制系统的体系结构,探讨指挥控制系统在无人机与舰艇配合、与有人机协同、集群作战等作战样式中发挥的作用,展望无人机在未来海战场的应用。

基于GM(1,1)-BP组合模型在炮口初速预测的应用

炮口初速是影响火炮射击精度的重要因素,如何能够准确预测出炮口初速,把握短暂战机精确打击目标,成为研究的重要方向。以往对炮口初速的预测大多采用单一的预测模型进行预测,虽运算过程简单但是预测精度并不理想。为提高模型预测精度,提出在GM(1,1)、BP神经网络预测模型基础上,利用误差平方和最小原则建立组合预测模型,对炮口初速进行预测。预测结果表明组合模型预测结果精度高于其他两个单项模型。

基于某自动步枪的平衡式导气装置研究

针对普通枪械后坐力大影响射击精度的问题,设计一种新型平衡式导气装置。该装置采用活塞长行程工作原理,可有效减小步枪后坐力。对该装置的导气室、平衡活塞、后坐活塞以及身管等主要部件进行设计并建模,将模型导入UG运动仿真模块中,对该装置的后坐过程进行动力学仿真。通过对仿真结果位移-时间曲线和速度-时间曲线分析,证明总体设计是可行的,对于减小枪械后坐力,提高射击稳定性有重要意义,对减小火炮后坐力有重要参考价值。

基于AHP-TOPSIS的控制电气机箱电磁防护方案评估方法

针对复杂电磁环境中控制电气机箱电磁防护方案评价准则多且评价指标繁杂的特征,提出了一种AHP与TOPSIS相结合的方法。分析了机箱可能产生电磁耦合或电磁干扰的要素,提出箱体面板、机箱材料、机箱内外交互、机箱加工工艺、机箱接地与搭接5个评价准则及与之相关的11个评价指标。使用层次分析法(AHP)确定各评价指标的权重,通过理想点排序法(TOPSIS)构造判断矩阵,结合各指标的权重建立加权评价模型,计算评价指标的理想解、负理想解及方案中指标与理想解、负理想解的欧几里德距离,通过相对贴近系数的计算进行设计方案排序,贴近系数最大为最优方案。通过具体案例的分析,证明了方法的可行性。

基于目标点投影的高炮着发射击毁歼概率计算方法

毁歼概率是衡量武器系统作战性能的重要指标之一。针对目前高炮着发射击毁歼概率计算方法存在的计算复杂、误差较大等问题,提出了基于目标点投影的高炮着发射击毁歼概率计算方法,该方法根据目标各部件易损性差异,划分目标轮廓点在炮目垂面的投影区域,利用蒙特卡罗法依次计算弹丸落在各区域的概率,进而得到弹丸对各部件的毁歼概率,最后通过各部件的毁歼概率计算高炮一次点射对目标的毁歼概率。该方法有效解决了传统方法求得毁歼概率误差较大的问题,仿真计算结果表明,该方法能够有效提升毁歼概率计算准确度。

基于不同路面谱的行进间高炮瞄准线两轴稳定性能研究

随着目标机动性增强,行进间射击成为自行高炮的一种重要发射方式。针对行进间高炮跟踪和瞄准目标能力较差的问题,采用了两轴稳定法对稳定性能进行研究。通过建立瞄准线稳定补偿量的数学模型,以不同路面谱和不同车速下车体姿态振动作为扰动量,构建了两轴稳定的控制模型并进行仿真分析。结果表明两轴稳定法在B和D级路面下误差抑制效果达到97%,F级路面达到92%,稳定效果大幅改善。验证了该方法对提高行进间射击精度效果显著。

防空兵电子防空和火力防空结合问题分析

针对防空兵配属电子防空力量后提高体系作战能力的需求,分析防空兵电子防空和火力防空结合问题。分析电子防空和火力防空结合的概念、内涵、特点,提出电子防空和火力防空结合的5条原则及原则运用要领。结果表明,该分析可为防空兵开展电子防空和火力防空结合作战运用提供参考。

一种沟槽式制退机结构设计及优化研究

为了减小某炮在射击过程中的受力,依据火炮相关要求,设计一种沟槽式制退机并给出其主要结构尺寸及流液孔面积的计算方法,在满足使用要求的前提下,为使火炮总体布局更加紧凑,以减小制退机的径向尺寸为优化目标,兼顾制退液温升与密封装置的可靠性,基于ISIGHT平台,结合智能优化算法进行寻优计算。结果表明:优化后的制退机各部件径向尺寸均有所减小,在降低后坐力的同时减轻了全炮质量。

基于Unity 3D技术的某装备便携式虚拟训练系统研究

针对现阶段虚拟现实引擎平台通用性不强、虚拟训练系统过于复杂而导致的训练系统应用环境受限的问题,提出了基于3D小游戏理念的虚拟操作训练系统,该系统利用跨平台开发引擎Unity 3D进行开发,以达到简化设计,增强趣味性,提高系统移植性的目的。从经济性和使用效果的角度考虑,提出了在便携式平台上采用手势触摸技术实现虚拟操作训练的新途径。重点研究了系统实现的关键技术,包括利用C#开发系统通用体系结构,以及利用Finger Getures插件实现多任务手势交互操作,进一步通过装备模型对象处理,场景驱动编程,实现了系统运行。实际应用结果表明,该系统不仅能满足虚拟训练的需求,同时也为在便携式平台上尝试手势触摸技术实现虚拟操作训练提供了一定的借鉴。

基于参数优化的炮塔轻量化设计

根据火炮炮塔三维实体模型和有限元网格划分的基本原则,建立了炮塔的有限元模型并进行了静态刚强度分析。参照分析结果,以炮塔护板的厚度为设计变量,两耳轴中心的位移为约束条件,进行尺寸优化,得到护板厚度的优化解;然后选取护板为优化区域,每个单元的伪密度为优化设计变量,两耳轴中心的位移为约束条件,进行拓扑优化,依据拓扑优化结果在护板薄弱处设置加强筋,以保证炮塔的刚强度和安全性。最后建立了优化后炮塔的三维实体模型,并与优化前的结构进行了对比分析,结果表明本文的分析方法对工程设计具有一定的参考价值。

基于共有分量分解的速射火炮毁伤概率计算模型

对速射火炮,将平稳正态的射击误差序列分解为共有分量和非共有分量,将共有分量进一步分解为预测值和预测误差;基于上述分解,给出了确定的强相关误差和弱相关误差初值下射击过程的平均毁伤概率表达式;在上述初值未确定时,给出了武器系统毁伤概率的表达式;与包括国军标在内的现行毁伤概率计算模型相比,文中给出模型更准确。

未来空域窗弹丸散布中心配置方法

为对付机动目标,未来空域窗射击体制应运而生。未来空域窗的设计构造,是通过对弹丸散布中心进行合理配置实现的。提出了一种新的弹丸散布中心配置方法:散布角均分法,并提出了一种修正的空域窗半径计算公式,解决现有公式计算精度不高的问题。运用仿真算例对其效果进行验证,仿真结果表明,散布角均分法改善了空域窗内的平坦性、扩大了空域窗的有效面积,适于配置未来空域窗内的弹丸散布中心。

自行高炮光电火控半实物仿真系统技术实现途径分析

介绍了自行高炮光电火控系统半实物仿真试验的基本原理和技术实现途径,提出了光电火控系统仿真试验的技术实现途径主要取决于目标模拟方式的观点。描述了图像注入式、屏幕反射式和准直投射式等3种目标模拟方式的功能、组成和工作原理。针对光电火控系统性能指标鉴定试验的特点,深入分析了3种方式的优缺点,认为屏幕反射式和准直投射式适用于鉴定试验,根据目前的技术发展水平,可优先发展准直投射式。

典型小口径高炮弹药反导毁伤效能评估

以典型的双35小口径高炮为背景,研究不同类型弹药的反导毁伤效能评估方法。针对典型巡航导弹目标,基于Monte-Carlo方法分别建立了脱壳穿甲弹、AHEAD弹和集束穿甲弹毁伤效能评估的数学模型。对典型目标进行了毁伤概率计算,得到毁伤概率及随射击距离的变化规律。计算结果表明,所给出的小口径高炮弹药反导毁伤效能评估方法及数学模型具有实用性,能够定量反映不同弹药、不同毁伤级别的毁伤效能差别,并揭示射击参数对毁伤效能的影响规律。

转管武器总体技术的若干问题

对涉及转管武器总体技术的发射平台,驱动方式,供弹方式,击发方式及转管武器相关的射速、后坐力和寿命等问题作了分析,提出了一些看法。