舰艇编队协同防空连续射击次数仿真分析

为解决舰艇编队协同防空中的射击次数计算问题,提出了受杀伤区纵深、航路捷径和舰艇间隔距离约束的计算模型。利用导弹发射时刻至弹目遭遇时间内弹目之间的几何关系,经过归纳递推得到单艘舰艇零航路捷径和非零航路捷径时的舰空导弹射击次数模型。将编队协同防空的射击次数计算分解为被攻击舰和邻舰的射击次数之和,依据编队协同防空的几何关系得到邻舰掩护杀伤区纵深,得到了该纵深的远界和近界约束,进而得到邻舰的舰空导弹掩护射击次数模型。结合实例,研究了编队连续射击次数对目标速度、舷角和舰艇间隔距离等关键参数的敏感度,表明了模型的可行性和实用性。

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。

防空反导一体化指挥协同效能评估

针对当前防空反导一体化指挥协同缺乏科学效能评估方法问题,构建了效能评估指标体系,构造了一个差值平方根直觉模糊熵,以此来确定评估指标权重和评估专家权重,运用改进的TOPSIS方法进行效能评估,并通过与传统的模糊综合评价方法对比分析,验证改进评估方法的科学性和可靠性,评估结果可为指战员提供作战辅助决策。

美国定向能机动近程防空计划进展分析

美国定向能机动近程防空(directed energy maneuver-short range air defense,DE M-SHORAD)计划通过击伤、摧毁或压制旋转翼无人机、固定翼无人机以及火箭弹、火炮炮弹、迫击炮弹(rockets,artillery and mortar,RAM)等威胁目标,为机动部队提供伴随防空,对抗新兴威胁,属于美国陆军防空反导现代化的优先项目之一。首先介绍了DE M-SHORAD研制计划;其次详细分析了系统结构,并由系统参数评估了系统的作战性能;最后梳理了系统的研制进展。通过综合分析可知,DE M-SHORAD系统采用最佳组件,通过快速原型方法实现激光武器系统在装甲车上的集成;为降低技术风险,该计划在发展方式上分为两个阶段,首先集成、测试2 kW~5 kW机动实验型高能激光器(mobile experimental high-energy laser,MEHEL),然后再研制50 kW级的多任务高能激光器(multi-mission high-energy laser,MMHEL)。经计算可得:MEHEL和MMHEL对无人机的最大射程分别约为0.77 km、4.8 km。

小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟及开舱距离研究

针对现有小口径定距空爆弹末端防空拦截及开舱距离模拟中,无法体现开舱后子弹云团与目标的动态交会过程,并忽略了定距空爆引信实际启动规律,导致毁伤效能评估不准确的问题,开展小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟及开舱距离进行研究。通过建立多束定向预制破片战斗部、弹目交会及以巡航导弹为拦截目标的等效目标数值模型,搭建小口径定距空爆弹末端防空拦截实时模拟平台。基于实时模拟平台,引入武器系统误差与定距空爆引信实测启动规律,分析炮弹在不同射击距离下开舱距离与毁伤效能的关系,并对小口径定距空爆弹引信技术发展方向进行展望。研究结果表明,引信实际启动规律使得最优毁伤效能随射击距离的增加而减少的幅度增大,在射击远距离目标时,0~20 m的开舱距离内都存在着较高的完全脱靶率。

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。

美军防区内防空压制装备作战运用研究

当前,美军正借鉴俄乌冲突实战经验,大力开发防区内防空压制作战装备,并通过作战试验检验开发其战术战法,预计美军将在2027年前形成体系化的防区内防空压制作战能力。分析了美军开发防区内防空压制电子干扰装备的动因,对美军典型防区内防空压制作战装备进行了介绍,归纳了美军防区内防空压制作战装备体系的特点,最后总结了美军防区内防空压制作战装备的战法。

地下防空洞充水后塌陷引起上部建筑受损后的加固方法探讨

老旧防空洞的塌陷,对地表建筑影响巨大,想要彻底消除防空洞的影响就要密实回填封堵。当地表上存在房屋的时候,现场不具备大开挖条件,且随着地下水位的升高,防空洞内外水压力平衡,直接抽水会导致坍塌,所以在有限的空间里进行空间置换和灌浆封堵,成了此类型防空洞处理的一个手段。文中以某办公楼为例,分析加固思路,确定加固方式,为此类问题寻找到一个比较合理的处理办法。

基于改进差分进化算法的动态防空资源分配优化

面对动态防空资源分配问题中存在的空袭目标突现和雷达、发射车等资源受干扰现象,在综合考虑雷达、发射车和导弹等武器装备性能的基础上,基于目标集、资源集建立了最小化目标总拦截价值与生存概率的混合整数决策模型。提出了一种新的改进差分进化算法进行求解,采用反向学习策略生成初始解,确保初始种群的质量,设计了一种快速修复与重构的启发式规则作用于多阶段,以提升算法的搜索能力。仿真实验验证了该算法具有求解时间和求解精度上的优越性。该研究能使武器系统在动态事件的随机影响下,保持高效的作战能力和决策效果。

基于拉格朗日乘子法的防空武器编组方法

针对舰艇防空作战中各型防空武器分组配置及协同运用问题,提出了基于拉格朗日待定乘子法求解被拦截目标数学期望的方法,归纳构建了舰艇防空武器协同作战的数学模型,推导了舰艇防空武器数学期望计算过程,给出了不同类型防空武器作战效能计算方法,基于改进的拉格朗日乘子法求解了拦截来袭目标的数学期望。结合典型舰艇防空作战想定进行仿真计算,得出了不同类型舰艇防空武器的最佳配置,仿真结果表明提出的方法正确可行。

基于节点重要性和改进效能环的防空反导预警体系能力评估

针对防空反导预警体系能力评估中存在的现实性较弱、考虑异质特性较少和能力计算不够全面等问题,提出基于节点重要性和改进效能环的体系能力评估方法。依托超网络模型对体系结构进行抽象建模,给出具有现实意义的效能环模型。从网络全局和局部节点的重要性出发,根据节点之间相互影响关系对效能边进行分析,并结合节点的重要性和可靠性提出体系的能力期望,从而改进基于效能环的体系能力评估方法。反导预警作战的案例仿真分析结果表明:新方法具有可行性与合理性,充分考虑了防空反导预警体系的现实特性和装备的异质特征,能够较全面地评估体系作战能力,为体系的能力评估和结构优化提供理论支撑。

基于简化人工蜂群算法的地面防空火力拦截设备部署方法

针对地面防空火力拦截设备部署问题中部署方案产生速度慢、不符合战场实际环境问题,提出了一种基于简化人工蜂群算法的地面防空火力拦截设备部署方法。本方法在地面防空火力拦截设备部署方案制定过程中,将人工蜂群算法分为初始化阶段和优化阶段。从专家知识辅助的视角出发,初始化阶段利用专家知识对可部署位置进行了寻优处理并结合随机初始化,优化阶段利用简化型邻域优化对初始化阶段产生的方案进行优化。2个阶段均对产生的部署方案进行校验,若方案达到给定突防概率指标则直接保存输出,大大提高了收敛速度,且产生的部署方案符合实际。仿真结果表明:提出的方法相比于传统蜂群算法在收敛速度方面具有明显优势。

基于多目标进化算法的防空导弹武器目标分配

有效的武器目标分配(weapon-target assignment,WTA)方法对减少作战损失,提高防御效果具有重要意义。针对防空资源分配问题建立合理的数学模型,以最大化目标毁伤效能和最小化雷达资源消耗为优化目标,同时考虑雷达通道数上限等多个约束,在基于分解的多目标进化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)基础上进行改进,种群进化过程中自适应调整交叉与变异的概率以提高个体的质量,最终得到一组可供决策者使用的最优解集。实验结果表明:与其他多目标进化算法相比,该算法能得到适应度更高且分布性良好的结果,能够为防空导弹武器目标分配问题提供可行方案。

基于OODA环的网络化防空体系作战效能评估

以网络化防空体系作战效能评估为对象开展研究,针对效能评估过程中概念梳理不清、指标体系不科学、指标权重不合理等问题,系统梳理网络化防空体系OODA环模型,分析网络化防空体系作战流程。运用德尔菲法制定动态的效能评估指标体系,采用层次分析法确定评估指标体系指标权重。构建灰色模糊评估模型,对网络化防空体系作战效能进行综合评估,并用实例验证该方法和模型的有效性。该方法可为构建网络化防空体系,评估防空体系作战效能提供方法和参考。

基于复杂网络的防空反导体系拓扑特性

信息技术和军用物联网技术的发展不断推动着作战样式的变革,网络复杂性正逐渐成为研究的重要问题之一。基于复杂网络理论,构建防空反导网络模型,并对网络模型的拓扑特性进行仿真分析。结果表明,防空反导网络模型具有较大的平均集群系数和较小的平均路径长度,符合小世界特性,且网络效能系数与网络模型结构有较大关系。仿真结果对防空反导网络模型的建立并揭示其内部机理具有一定的理论意义。

一种防空服务质量模型下的集中式多输入多输出雷达三维机动跟踪功率分配方法

针对防空作战中现有多功能雷达功率资源利用率低的问题,提出一种基于服务质量(Quanlity of Service,QoS)模型的三维机动跟踪功率分配方法以差异化标准提升多目标跟踪性能。将目标三维机动模型建立为自适应当前统计模型,通过将加速度协方差与估计误差协方差矩阵相关联以实现自适应调整。在此基础上,对三维跟踪下的贝叶斯克拉美罗下界进行推导,并将其作为跟踪误差衡量指标。通过构建关于目标威胁度与期望跟踪精度的函数关系,建立防空QoS模型下的闭环功率优化分配机制。证明所构建功率优化分配模型是凸优化问题,并进一步转化为半正定规划问题进行求解。仿真结果表明,相对于传统功率分配方法,所提方法能显著提高全局跟踪效能。

基于大指令变化率下的防空导弹姿态控制方法

针对防空导弹的目标机动性较强带来的姿态控制品质变差的问题,提出一种事件触发控制方法。首先分析了由于目标机动性过强导致的指令变化率未知,以及指令变化率过大导致稳态误差较大的原因。针对此问题引入非线性最速跟踪微分器获取指令变化率,研究指令变化率与姿态角误差之间关系,定义稳态效应指标,并在该指标基础上设计了基于事件触发的新增控制量。采用滑模控制和扰动观测器使系统在指令变化率较大条件下的稳态误差被抑制在5%误差带之内。在工程实践的背景下,数值仿真考虑了气动参数拉偏以及执行机构限幅,仿真结果验证了设计的控制系统的有效性。

自行防空武器校轴装备构型与力学分析

校轴装备用于检验防空武器轴系间距尺寸与理论设计尺寸的一致性,其性能对防空武器的火力打击精度影响巨大。某自行防空武器具有轴系繁多、轴系间距尺寸大的特点,现有装备无法满足其校轴需求,故结合主支板配置、连接结构方式等提出了一种新型校轴装备构型。对该校轴装备建立系统整体有限元计算模型,基于真实使用场景下的受力条件对其依次开展静力学、屈曲及振动模态仿真分析,获得了校轴装备的力学与外激励响应特征。新型校轴装备在使用条件下具有良好的刚强度特性,装备构型稳定性能好,能避免运输环境下的振动损伤,满足校轴指标要求,对校轴装备的构型设计与力学分析具有一定的参考意义。

美国海军一体化防空火控系统发展研究

美国海军一体化防空火控系统(Naval Integrated Fire Control-Counter Air,NIFC-CA)是一种分布式、网络化的编队防空反导指挥控制系统,其目的是实现超视距远程拦截。随着美军“分布式杀伤”作战思想的不断深入,NIFC-CA能力建设也随之不断完善发展。本文首先对NIFC-CA系统的概念、背景及意义进行深入分析;在此基础上,研究美国海军NIFC-CA系统的作战运用样式;最后,从扩展性、全域性、感知性3个方面,对我军一体化防空提出一些发展建议,为我军海上一体化协同防空作战提供借鉴意义。

基于深度强化学习的防空反导智能任务分配

随着作战双方不断采用新技术,信息时代的战争呈现出强博弈对抗性。在分析防空反导任务分配过程和决策的本质基础上,从敌我两个角度深入探讨了强博弈对抗环境下防空反导任务分配所面临的挑战。讨论了基于深度强化学习的防空反导智能任务分配方法的优势,提出了其实际应用所面临的问题,有望解决相关问题的技术途径和方法评价指标,为防空反导智能任务分配提供新思路。