激光成像引信在空空导弹中的应用

针对激光成像引信在空空导弹中的应用要解决引信前倾角和引信探测距离的设计问题,在分析激光成像引信推扫成像原理的基础上,建立了激光引信脚印尺寸模型和引信前倾角与探测距离模型,通过仿真得到了最佳引信前倾角和探测距离的设计指标:最佳引信前倾角为15°～40°,相应最佳引信探测距离为70～24m。

基于混合策略的UCAV攻击轨迹在线规划方法

针对无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)在线轨迹规划问题,提出了一种基于混合策略的方法。首先,针对动态不确定环境,设计了基于事件触发的轨迹滚动规划方案;其次,基于UCAV飞行性能约束对数字地形进行平滑处理,生成安全可飞行曲面;再次,提出了利用函数表征重规划段轨迹的方法,分析了轨迹函数特性和端点约束处理方法,进而将轨迹规划问题转化为轨迹函数寻优问题,减少了轨迹寻优参数数量;最后,引入平均速度和FUCH混沌映射对粒子群算法进行改进,并利用其对轨迹函数进行寻优。数字仿真结果表明,利用该方法完成一次轨迹在线重规划只需0.2 s,表明了该方法具有较好的实时性,能满足轨迹在线规划要求。

UCAV近距作战雷达规避轨迹规划研究

研究了无人作战飞机(UCAV)自主对地攻击轨迹规划问题。首先,建立了考虑发动机燃油消耗、飞行约束和武器投射终端约束的多约束模型,研究了UCAV动态雷达威胁问题,建立了随姿态和距离变化的精确雷达探测概率模型;其次,详细分析了HP伪谱法基本理论及其求解最优控制问题策略,利用HP伪谱法并结合对地近距作战实战背景,分别以时间最短、威胁代价最小和定时飞行为目标函数进行雷达规避轨迹规划仿真研究,得到了期望的攻击轨迹并对3条轨迹进行了深入对比分析;最后,对仿真结果进行了精度分析,分析计算表明仿真误差在允许范围内,再次验证了方法的可行性。

基于PCGPS算法的UCAV自主攻击可投放区快速解算

无人作战飞机(UCAV)可投放区解算的实时性和精确性直接制约着UCAV自主攻击水平。针对传统可投放区求解过程中存在求解速度慢、实用性受限等缺点,提出了一种基于并行混沌模式搜索(PCGPS)策略的快速算法。该算法综合了并行混沌搜索算法的全局最优搜索能力和广义模式搜索算法的局部精确搜索能力,将混沌变量映射到可投放区边界范围内,并利用并行混沌搜索算法搜索初步最优值作为广义模式搜索的初值,再利用广义模式搜索算法进行局部精确搜索,得到全局最优可投放区边界值。在此基础上,研究了UCAV投弹方式、投弹速度和投弹高度对可投放区边界的影响。数字仿真表明,该算法搜索精度高、速度快,具有快速解算自主攻击可投放区能力。

采用改进粒子群算法的无人机协同航迹规划

为合理解决多无人机协同航迹规划问题,提出了两种解决方法。针对提出的空间直接法,将多无人机三维协同航迹规划问题简化为具有时间约束的二维航迹规划,并对传统协同变量和协同函数进行新的构建,最后结合一种改进的粒子群算法作了进一步的仿真实验,并取得了比较理想的结果。

一种空地导弹攻击区快速解算方法

在充分考虑空地导弹发动机推力、气动力、燃料消耗、风场、视线角、过载和舵机延时等实际约束影响的基础上,建立了多条件约束下空地导弹攻击区计算模型;采用预估初始距离、高精度拟合导弹气动参数、自适应变步长法积分导弹运动方程、黄金分割法对距离进行寻优等措施提高解算速度;对该算法进行了数字仿真,结果表明:1随着目标进入角的增加,攻击区远界先增加后减少,并在180°时最大,0°时最小;2随着初速的增加,攻击区远界有所增加,但增幅不大;3随着高度的降低,攻击远界缩短了。

无人机地形预处理低空突防轨迹规划技术

针对无人机低空突防飞行问题,提出了一种基于飞行器最大过载约束、爬升角约束和速度约束的数字地形直接平滑技术,设计了多步判断逻辑和山峰保护逻辑以提高平滑收敛速度和对山峰的保护,生成满足无人机飞行性能约束的安全可飞行曲面;在此曲面上进行轨迹规划,避免了复杂的轨迹可飞性和安全性处理工作,提高了轨迹规划效率;利用正交配点法将无人机轨迹规划问题进行离散化,转化为非线性规划问题,并利用序列二次规划方法进行攻击轨迹求解。仿真表明,该技术能快速生成可飞行的攻击轨迹。

多巡飞弹协同攻击目标优化分配研究

作为多巡飞弹协同对地攻击任务的一项关键技术,任务分配是一个多维离散变量的优化求解问题。针对当前算法在优化问题求解中的求解速率与易实现性不太理想的问题,提出一种基于仿生物的群智能算法来对其进行求解。首先对多巡飞弹协同攻击问题进行分析,采用线性加权法构造分配优化模型,然后利用粒子群优化算法寻优速率快和易实现性的特点对分配优化模型进行求解,最后通过具体算例来验证模型的合理性和算法的优越性。数值仿真结果表明,粒子群优化算法可以比较容易地并且快速地寻找到优化模型的最优解,高效率地实现了多巡飞弹的协同攻击任务分配问题。

UCAV自主空战战术机动动作建模与轨迹生成

针对战术机动动作建模与轨迹生成问题,构建了实现UCAV空战机动动作的模型结构;综合考虑飞行包线、状态参量等实际约束条件,建立了精细的UCAV质点运动动力学模型;以控制量变化率为优化对象,对机动轨迹最优控制问题进行了建模;运用基于自适应策略的遗传改进算法对最优控制问题进行快速求解,得到了优化的控制量变化率,并根据运动动力学模型求解得到机动轨迹及具体飞行参数。最后以斤斗机动动作为例进行了仿真验证,结果表明:建立的模型可以准确而完备地表征多约束条件下的机动动作特征,改进的最优控制问题求解策略能够快速计算得到优化的控制量变化率,生成的轨迹符合机动动作的几何形态与状态特性。

美军无人空战装备智能化发展动态及启示

美军无人机在军事行动中发挥了巨大作用,且数量规模和智能化水平在不断攀升。为抢占无人智能化作战新的制高点,美军开展了一系列新的研究试验。从美军现役无人机装备出发,分析了其主要作战运用特点以及优缺点。针对美军装备无人智能化发展新动态,重点分析了自主空中加油“、忠诚僚机”、弹群协同、算法战、先进作战管理等软硬件方面取得的重大进展,并总结了其无人智能化发展呈现出的新规律、新特点。从空战理论、能力技术和装备体系3个方面,提出了应对无人智能化装备发展的思考建议。

美国天军发展动态浅析

自美国天军(USSF)成立以来,不断加速太空军事力量的调整优化,推进太空高精装备的发展,进一步将军事航天力量整合到作战行动中,强化与盟友、伙伴、工业界和国家政府部门深度合作,多措并举,积极打造太空的全面优势。1引言2019年12月20日,美国《2020年国防授权法案》生效,标志着美国第六军种——天军正式成立。

基于目标机动预估的空空导弹可发射区建模及仿真分析

为适应空战中目标逃逸机动的剧烈态势变化,提出了基于目标机动预估的空空导弹可发射区问题,并进行了概念定义;设计了机动预估模型,根据导弹与目标的相对方位信息,从战术层面对目标逃逸机动方式进行一步预估;基于多种实际约束,建立了导弹、目标和相对运动模型;针对黄金分割法在对可发射区解算时存在搜索范围不完备的问题,提出了初始搜索空间自适应动态修正的改进办法;利用改进的黄金分割搜索策略,实现对可发射区边界值的快速精确搜索。仿真结果表明,基于目标机动预估的可发射区简化了不可逃逸问题的搜索时间,扩大了导弹的攻击范围,有利于导弹战术使用性能的充分发挥。

基于RBF网络的UCAV战术机动轨迹快速生成方法

针对无人作战飞机(unmanned combat aerial vehicle,UCAV)战术机动动作数学表征困难,机动生成的计算实时性要求高的主要问题,分析了战术机动轨迹建模的基本原理;提出了战术机动轨迹建模的基本思路;设计了基于UCAV运动动力学模型的机动轨迹最优控制方案;建立了基于遗传算法的飞行操控量求解策略。针对操控量求解的实时性问题,基于径向基核函数神经网络,提出了以适应度函数为预测和评判标准的机动飞行操控量快速求解方法,从而建立了初始状态、性能指标与机动飞行操控量的非线性映射模型,实现了机动轨迹的快速生成和机动曲线的精度控制,并通过仿真验证了该方法的有效性。

基于卷积神经网络的结冰翼型气动特性建模

提出了基于卷积神经网络(CNN)的结冰翼型气动特性预测方法,设计了输入层结冰翼型图像规范,克服了复杂冰形在翼面同一位置法线方向存在多值,单值函数难以描述的问题。预测模型可同时预测多个迎角对应的升阻力系数,实现了直接从冰形图像到气动特性的快速预测,对升力系数和阻力系数预测结果的平均相对误差均可控制在8%以内。重点研究了不同卷积层数量、卷积核数量、卷积核尺寸对模型性能的影响规律:CNN的不同层次特征对应不同滤波频率,卷积层数增加会捕获更多高频特征量;增加卷积核数量可提取更多冰形特征,提升模型性能,但数量过多会增加冗余特征,降低模型泛化性能;阻力系数预测模型对卷积核数量的最低要求大于升力系数,其原因在于,相较升力系数,阻力系数不仅受翼面压差影响,还受摩阻特性影响,其建模所需的关键特征数量多于升力系数;增大卷积核尺寸,可扩大卷积操作“视野”,增强对冰形整体特征信息的提取,有利于提升模型泛化性能。相关结论为飞机结冰气动特性实时动态预测与监测提供了新的思路和方法支撑。

基于深度学习的翼型反设计方法

建立了一种基于深度学习的翼型反设计方法,将翼型曲线及其对应的压力分布图像作为训练学习对象,建立其内在联系的模型,实现通过卷积神经网络提取压力分布图像的特征,计算获得翼型曲线。该方法直接将压力分布图像作为模型输入,更加直观简洁,同时避免了传统方法中耗时的数值计算过程。模型测试中,6 000组压力分布图像和翼型曲线用于模型训练,另外561组用于模型验证,验证耗时仅6.7 s,预测的翼型曲线与CFD计算结果的平均相对误差为0.55%。对比实验中,通过对压力分布曲线添加噪声、改变输出层尺寸等方式,进一步验证和分析了预测模型性能。结果表明该翼型反设计方法具有较高预测精度和较强鲁棒性,能在保证精度的情况下降低计算时间,提高设计效率。

球磨机轴瓦“QX”修刮法简介

<正> “QX”刮瓦法是一种全新的大瓦修刮法,是作者在86年7月提出并实施后而白行命名的。87年7月,我厂~#2炉甲磨(捷克270/400型)进口轴瓦烧掉,本拟报废,后在领导的支持下,同意让我们在此瓦上做设想已久的“QX”刮瓦法的试验。使此磨煤机已连续安全运行一年左右。由此看来,“QX”法已初步取得了成功。经“QX”