应用差分进化-神经网络模型的杀爆弹瞄准点分配方法

为在不增加计算时耗的前提下提升多枚杀爆弹对面目标打击毁伤效能,建立融入动爆威力计算的多瞄准点规划方法.对面目标采用结构化网格划分方法实现多枚杀爆弹对目标毁伤区域的精确计算,并进行计算结果验证,基于多次计算结果采用神经网络方法建立单枚弹药对面目标毁伤区域的计算代理模型,在同样计算条件下,比非代理模型计算时间缩短1000倍;据此,通过差分进化算法实现多枚杀爆弹对面目标打击瞄准点及末端弹道参数的规划.通过实例对比分析表明:该瞄准点规划方法形成的打击方案比传统以毁伤半径为输入的方法毁伤效果大幅提升,最低提升25.5%,且单次规划时间不超过3 s,解决了瞄准点规划中毁伤效能模型复杂度与计算耗时之间的矛盾.

封闭空间内活性毁伤元战斗部爆炸载荷特性研究

为探明活性毁伤元战斗部封闭空间爆炸载荷特性,开展了活性毁伤元战斗部、惰性战斗部和裸装药的舱内爆炸对比试验,结合高速数据采集系统和三维扫描技术,分析了不同类型战斗部的舱内爆炸压力、温度、受载结构的变形响应和活性材料的能量释放特性,结果表明活性毁伤元战斗部大幅度提高了舱内的准静态压力、温度峰值和受载结构的残余变形,相较于惰性战斗部和裸装药,爆炸压力、温度和结构残余变形最大提高了79.7%、93.6%和62.1%。此外,活性材料能量释放速率、能量释放量与爆轰能量之间呈现正相关关系,其中能量释放量随着爆轰能量的增大出现收敛现象。最后基于活性毁伤元战斗部载荷特性以及金属薄板的爆炸响应规律,发现活性材料的持续释能现象导致舱内准静态压力和结构在1 ms内所受冲量大幅度增加,两者共同影响结构的残余变形。

基于Unity3D的杀爆战斗部对相控阵雷达毁伤评估可视化设计与实现

为提高战斗部的设计迭代与毁伤评估效率,引入典型相控阵雷达的目标易损性模型,构建了杀爆战斗部威力场计算模型、弹目交会模型以及典型相控阵雷达的毁伤概率计算模型,并基于Unity3D引擎搭建了杀爆战斗部对相控阵雷达的毁伤评估系统。系统能够实现杀爆战斗部的参数化设计、威力场计算以及杀爆战斗部对典型相控阵雷达毁伤概率的计算及毁伤效果的可视化。针对某杀爆战斗部进行试算,系统直观显示了战斗部威力以及对典型相控阵雷达的毁伤效果,设置战斗部落速为100 m/s, CEP为1 m,计算得到了落高为4~7 m,落角在30°~90°的弹目交会条件下战斗部对典型相控阵雷达的毁伤概率。所设计的系统功能完备,可以为杀爆战斗部方案设计及对相控阵雷达的毁伤评估提供支撑,系统开发的思路可以为战斗部威力计算及毁伤评估软件的设计提供参考。

基于ALE算法的爆破战斗部爆炸效应数值模拟研究

采用Arib itrary Lagrange-Eu ler(ALE)算法对爆破战斗部在空气中的爆炸效应进行了数值模拟研究。在建模过程中,炸药采用ALE单元,壳体采用Lagrange单元,空气采用Eu ler单元,同时建立炸药产物在其中流动的ALE初始空间网格,炸药和初始空间网格之间采用共用节点连接,炸药、壳体与空气网格之间定义耦合。计算得到了爆炸产物的飞散特性、压力场的分布规律和距爆心不同距离处的爆炸超压值。进行了地面试验验证,通过对比分析表明,模拟结果与试验结果之间的相对误差小于10%。

杀爆战斗部对地面目标毁伤威力的评估方法及应用

研究一种实现杀爆战斗部威力场数值仿真的综合性能分析系统。按照战斗部仿真的功能要求,设计了系统总体框架、接口和模块功能。该系统实现了基于LS-DYNA计算结果的动态破片场生成,用射击迹线仿真模型确定了破片的飞行弹道。以某战斗部为例进行了算例分析,并与试验结果进行了对比。分析结果表明,仿真与试验结果基本吻合。该系统可为战斗部总体结构设计和威力评估提供帮助。

再入式大面积杀爆战斗部威力评定方法研究

介绍了一种新型的破片威力描述方法——射击迹线仿真理论 .以此为基础 ,对再入式大面积杀爆战斗部作战威力作了系统的模型描述 .给出了仿真算例 .

杀爆战斗部对导弹阵地的毁伤效能研究

为评价战斗部对目标的毁伤能力,根据防空导弹阵地的功能和结构特性,建立了目标等效模型,确定了破片和冲击波对目标的毁伤判据.利用Monte-Carlo方法建立了导弹战斗部的单发毁伤概率模型,计算分析了终点弹道参数对毁伤概率的影响规律.结果表明,随圆概率偏差(CEP)和爆高的增加,毁伤概率下降.研究结果可为战斗部设计及作战使用提供参考.

反辐射导弹爆破式战斗部引战配合

为提高爆破式空地反辐射导弹的毁伤效能,提出了一种大弹道倾角触发起爆,小弹道倾角近炸的引战配合方式;通过分析弹目交会过程中导弹与典型雷达目标距离变化的统计特性,确定了最佳炸高与弹道倾角的对应关系;建立了采用触发起爆或近炸起爆方式的判定准则;采用蒙特卡洛方法进行了实例仿真.结果表明:该方法可以根据目标特性及弹目交会条件选择恰当的起爆时机,提高引战配合效率;与单纯的触发起爆或测高近炸等引战配合方式相比较,该方法能较好地提高导弹的单发毁伤概率.

杀爆战斗部杀伤面积的数值计算

文中通过分析战斗部破片在空气中的飞行特性及空间分布规律,对杀爆战斗部的杀伤威力进行了数值计算,绘制了战斗部的等概率曲线及等分布密度曲线,并得到了不同落角、爆高情况下杀伤面积值。结果表明:不同落角都有一个杀伤面积峰值,且最大杀伤面积随落角的减小而减小。

火箭杀爆弹动爆毁伤幅员计算方法与可视化仿真实现

研究火箭杀爆弹动爆下毁伤幅员计算模型和可视化仿真的实现技术,基于火箭弹实战打击过程,对弹药发射及终端作用过程进行数学建模。据此,采用C++编程语言建立可视化仿真平台,数据驱动显示作用过程和计算结果。针对具体案例进行全过程仿真演示,实时计算输出杀爆弹动爆毁伤幅员。该仿真平台的实现为火箭杀爆弹动爆毁伤评估提供工具,为实战运用和武器系统设计提供支撑。

杀爆战斗部破片对地面目标杀伤概率的工程算法

分析了破片场空间分布规律,介绍了一种空爆型杀爆战斗部杀伤概率的工程计算方法。计算得到了战斗部杀伤概率、破片分布密度图像,及不同杀伤概率下毁伤区域面积随爆高的变化曲线。结果表明,vc=700m·s-1、θc=70°时,杀伤概率为0.5或0.8时,毁伤区域面积存在峰值,其对应的最佳爆高为8m;战斗部不同方向上的破片分布密度曲线与实验结果吻合,证明该算法的有效性。

大面积杀爆战斗部最佳爆高的工程算法

文中通过分析破片的飞行特性及空间分布规律,建立了杀爆战斗部杀伤威力计算模型,并对某预制破片战斗部进行了计算,得出了破片场的破片密度及杀伤概率分布规律,得到了不同落角情况下杀伤面积随爆高的变化曲线,并确定了不同落角情况下的最佳爆高值。

杀爆战斗部对地面电子对抗装备的毁伤标准研究

针对杀爆战斗部对地面电子对抗装备的毁伤标准进行了研究,基于对杀爆战斗部的分析,并结合目标易损性,分别建立了适用于地面电子对抗装备的冲击波毁伤标准和破片毁伤标准,并通过分析与仿真,证明了所选标准的合理性和实用性。研究结果对于装备战损评估以及反辐射战斗部设计具有重要的理论意义。

战斗部远场水下爆炸对舰船冲击损伤评估

利用128核并行计算版ABAQUS软件对爆破型战斗部由远至近攻击舰船的5个工况进行数值模拟，给出主甲板、内底和底龙骨等重要部位的加速度响应，分析冲击因子为0.24-0.78时加速度响应的变化规律。利用实船爆炸试验测量结果对所用仿真算法进行对比验证，并提出采用相对加速度冲击因子的表征参数来评价战斗部远场水下爆炸对靶船的冲击损伤效果。研究成果可为爆破型战斗部毁伤能力评估及舰船结构抗冲击性能评估提供参考。

识别定高起爆战斗部对舰船目标毁伤评估研究

利用激光探测装置可以实现导弹落点对海面和舰船舰面的识别定高起爆,通过毁伤覆盖面积评估和破片着靶数统计评估,并考虑导弹落点精度,对采用识别定高技术的某型杀爆战斗部对舰船目标的毁伤效能进行了分析研究。分析结果表明:采用识别定高技术能够有效提升杀爆战斗部对舰船目标的毁伤覆盖面积和着靶数,提升效果随着导弹精度误差的增大而提高,在一定程度上可以弥补导弹精度误差造成的毁伤效能降低。

动爆杀爆战斗部破片场计算

针对杀爆战斗部动爆试验破片场毁伤威力考核,为了找出最佳终点弹道参数,采用射击迹线法结合破片运动过程的方法计算了动爆时破片在地面的分布场,统计试验靶板上的破片数目,依据目标毁伤准则,筛选出能够有效毁伤的最远及最近靶板位置,以平滑连接方式将其围成大圈和小圈,两圈内的面积即为有效杀伤面积,计算出等效杀伤半径。通过该计算方法可计算不同终点弹道参数下的等效杀伤半径,并寻优找出最佳终点弹道参数,为战斗部动爆试验提供数据支撑。

破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的耦合作用

为探讨破片式战斗部空中爆炸下冲击波与破片的耦合作用机制,通过分析冲击波和破片在空气中的运动规律,在考虑壳体对冲击波强度的影响下,建立了冲击波与破片耦合作用区间的理论计算模型,并采用相关文献试验结果进行了对比。在此基础上,结合实例讨论了耦合作用区间随各影响因素的变化规律。结果表明,战斗部装填系数、装药爆速、壳体厚度以及能量分配对耦合作用区间的影响较大,而装药爆热、破片质量及破片形状对耦合作用区间的影响较小;随着装填系数、装药爆热和爆速、破片质量及冲击波能量与破片动能的比值的增大,耦合作用区间均减小;而随着壳体厚度和破片形状不规则度的提高,耦合作用区间增大。

起爆方式对LEFP成型及侵彻影响的数值模拟研究

为获得在大炸高条件下具有良好飞行形态的线性爆炸成型弹丸(LEFP),该文主要利用通用有限元软件LS-DYNA3D,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)算法,对在多棱和单棱线性起爆方式下的药型罩成型过程进行了数值模拟。对比两种起爆方式下LEFP头部和尾部的速度-时间曲线、药型罩各微元的速度梯度及断面形态,并且在5倍装药口径炸高下,进行了两种起爆方式的侵彻威力仿真。结果发现在多棱线性起爆方式下LEFP具有良好的外形和更强的侵彻威力,多棱线性起爆形成的LEFP侵彻威力相对单棱线性起爆的增益为5.2%以上。

基于并行计算的某战斗部中近场毁伤能力仿真研究

以高性能集群系统为并行计算平台和并行版ABAQUS软件为研究手段,对某战斗部中近场毁伤能力进行数值模拟。分析了不同水深情况下船底正下方爆炸和舷侧爆炸对靶船的毁伤效果,得出了不同的毁伤特点。根据靶船毁伤结果,总结出舰船结构的薄弱部位。本研究可为水中兵器毁伤能力考核和舰船抗毁伤设计提供参考。

一种爆破型战斗部近场非接触爆炸威力分析方法研究

选取鱼雷战斗部装药量为修正变量,以实测和仿真计算得到的多个测点的加速度峰值为依据构建目标函数,基于水下爆炸理论和声固耦合方法建立鱼雷战斗部对舰船的近场水下非接触爆炸毁伤模型。通过迭代计算得到与舰船实际毁伤情况较为接近的鱼雷战斗部装药量,进而反映该鱼雷的爆炸威力。该分析方法结合试验数据,综合考虑了舰船结构特征与鱼雷战斗部特征,提高了结果的准确性及可靠性。