防空压制装备发展及作战体系研究

现代空中战场环境愈发呈现高复杂、高对抗的态势,防空压制作战之于制空权的重要性不言而喻。首先,梳理美俄两国先进防空系统中的装备构成,根据观察—判断—决策—行动环理论,对美军防空压制装备体系进行分解。其次,详细介绍世界各国的反辐射导弹、反辐射无人机、电子战飞机等先进防空压制武器装备,借鉴现代战争中防空压制作战案例,总结出典型的作战样式和战术策略。最后,针对防空压制武器装备所面临的技术难点和作战策略发展趋势,从武器平台研制、协同组网技术、体系化作战等方面提出发展建议。本文分析结果对我国防空压制作战体系建设具有一定借鉴意义。

2023年美俄典型机载导弹发展动态与趋势分析

2023年,世界范围内机载导弹加速发展。本文对2023年美国和俄罗斯机载导弹领域的重大事件进行了梳理和分析,包括空空导弹、空面导弹、高超声速导弹和反辐射导弹等。美俄持续改进升级现役空空导弹并加速推进新型空空导弹发展,“突变”(MUTANT)新概念导弹项目引发广泛关注。美国系列化发展空面导弹并持续拓展挂装平台,F-35战斗机将集成AGM-158C空面导弹。俄罗斯推进机载高超声速武器实战应用,俄乌战争中“匕首”导弹战果显著。美国加速发展新型反辐射能力,AGM-88G导弹连续多次成功完成飞行试验,并将匹配集成P-8A和F-35等作战飞机。

基于Dueling DQN的临近空间飞行器再入轨迹规划

针对临近空间飞行器再入段禁飞区规避制导问题,构建了临近空间飞行器再入过程横侧向制导的马尔可夫决策过程(Markov decision process,MDP)模型。基于竞争深度Q网络(dueling deep Q network,Dueling DQN),设计了横侧向制导律及满足射程需求与禁飞区规避需求的再入过程奖励函数。经仿真验证,该横侧向制导律能够通过改变倾侧角符号实现禁飞区规避,并导引飞行器到达目标区域,具备较高精度,验证了方法的有效性。

基于组合优化算法的空面导弹全空域弹道优化

针对空面导弹全空域弹道优化问题,提出基于多岛遗传算法和序列二次规划法的组合优化算法,充分发挥多岛遗传算法对初值不敏感、全局收敛性强及序列二次规划法收敛速度快、精度高等特点。采用代理模型技术,在保证拟合精度的前提下,极大的降低了全空域弹道优化的计算量。算例结果表明:组合优化算法收敛速度较快,可以得到高精度的全局最优解;代理模型拟合精度较高,可以满足工程要求;且优化结果和所建立的代理模型可以为全空域制导律设计提供有力的支撑。

菱形翼布局太阳能无人机螺旋桨滑流影响研究

为了探究螺旋桨滑流对低雷诺数菱形翼布局太阳能无人机气动特性的影响,采用动量源方法(MSM)与k-k_L-ω转捩模型求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程对不同转速状态下菱形翼布局太阳能无人机的气动特性进行了准确模拟。并通过对比机翼表面流场结构与压力分布,分析了不同迎角下螺旋桨转速变化对菱形翼布局前后翼气动干扰的机理。研究表明:随着螺旋桨转速增大,小迎角下增升减阻效果明显,最大升阻比在3 000 r/min时提升了18.4%。在小迎角时,前翼气流受到抽吸作用,升力增加,后翼受螺旋桨旋转气流影响,前缘出现大范围吸力区,压差阻力减小。在大迎角时,前翼影响不变,后翼前缘下表面吸力区范围及强度均减弱,前缘负升力区消失,增升效果改善,压差阻力增加。由于在不同迎角时,升力增量的主要贡献部件不同,导致无人机纵向静稳定裕度随着转速的提升而增大。菱形翼布局太阳能无人机通过合理设置螺旋桨位置与转速,可有效利用螺旋桨滑流提升气动性能。

巡航导弹高度跟踪制导律研究

针对巡航导弹弹道对飞行高度的控制需求,提出了两种实现导弹高度跟踪的制导律模型,一种将高度控制回路转化为经典控制理论中的二阶无静差系统,通过调节系统稳定性实现高度跟踪;另一种引入速度补偿项,构建了期望高度规律与期望过载之间的非线性关系,实现高度跟踪。建立了导弹运动模型,利用典型高度规律,对所设计制导律进行数值仿真,对比分析了各自的特点。所设计的制导律已得到工程应用验证。

基于固液动力空空导弹的协同制导律建模与仿真

针对多导弹协同拦截同一目标的问题,以固液动力空空导弹为研究对象,首先,建立了二维协同制导模型。然后,基于图论设计了有限时间协同的制导律,并根据固液发动机可多次启停的特点,将连续的速度控制指令模型转化为脉冲形式的发动机点火策略模型。最后,分别对3枚导弹同时打击静止、直线飞行和盘旋飞行3种目标运动场景进行了仿真试验。仿真结果表明,所设计的协同制导律和发动机点火策略能有效实现协同作战,使3枚导弹到达目标的时间差缩短80%左右。

美军新型反辐射导弹AARGM-ER性能分析与研究

增程型先进反辐射导弹(AARGM-ER)是美军AGM-88系列反辐射导弹的最新改进型,具备载机内埋弹射、防区外打击等先进作战能力,是美军尖端精确制导武器的典范。梳理总结了AARGM-ER导弹三个阶段的研制历程,详细介绍了导弹的三种作战使用模式,分析了导弹气动布局方案及制导控制系统、动力系统、引战系统等主要分系统方案,得出了导弹具有飞行速度快、射程远、抗诱饵和抗关机能力强等技术特点。借鉴美AARGM-ER导弹研制经验,总结出反辐射导弹发展应立足实战需求牵引,聚焦先进技术突破,推动模块化、系列化升级,以支撑武器装备实战能力的快速构建与提升。分析结果可为后续反辐射导弹的研制提供一定参考。

耦合滑流太阳能无人机阵风响应特性研究

针对太阳能无人机因追求极致的飞行效率,使得翼载荷越来越小、导致突风敏感的问题,采用多重参考坐标系法和网格速度法,对时变风场中耦合螺旋桨滑流影响的低雷诺数菱形翼布局太阳能无人机阵风响应特性进行了研究。首先,对多重参考坐标系法、网格速度法及低雷诺数数值模拟法进行了数值验证;接着,对菱形翼布局太阳能无人机时变风场中三个不同迎角下有无动力构型的阵风响应进行了数值模拟。研究表明:带动力构型升力系数阵风响应增量在各个迎角下均大于干净构型;随着阵风干扰幅值的增大,机翼的有效迎角逐步增大,带动力构型螺旋桨滑流影响逐步增强,桨后层流分离泡逐步消失;在滑流下洗区域,前缘负压力峰值逐步消失,上洗区域最大压力系数幅值相比干净构型大幅增加。