美俄空间攻防武器装备的发展趋势

未来战争是陆、海、空、天一体化的战争 ,制天权将成为决定未来战争胜负的关键。就这一问题主要对美国和俄罗斯的空间攻防武器装备的发展现状和发展趋势进行了分析和研究。

轨道武器战斗舱再入制导技术研究

对轨道武器战斗舱再入制导进行探讨,针对战斗舱再入的特点,在深入分析标准轨道法制导的基础上,采用标准轨道与预测落点法相结合的混合制导方法弥补了标准轨道法对初始误差较敏感的缺点。分析研究和仿真结果表明, 混合制导方法既具有对付较大初始误差和过程干扰的优点,又减少了计算量,具有良好的制导和落点精度,是一种有效的制导方法,具有一定的工程应用价值。

国外动能轨道武器概念与发展动向

空间即将成为下一个战场,国外正在空间迅猛发展与应用日趋成熟的动能武器。介绍了国外动能轨道武器的基本概念、组成与发展现状,讨论了动能轨道武器的地位与作用,分析了国外动能轨道武器发展需求、能对付的目标威胁及其关键技术。

美国“快速全球打击”计划探讨与启示

美国＂快速全球打击（prompt global strike,PGS）＂计划是美国为适应其新时期军事转型,提高其远程打击能力,在本土从空间或通过空间（包括临近空间）对全球实施快速常规打击而开展的。介绍了＂快速全球打击＂计划由来、武器系统的现状和整个计划的趋势,并针对美国发展该计划所引发的思考,以及对我国发展军事航天研究的启示进行了阐述。

美国空间态势感知能力的过去和现状

空间态势感知能力是空间资源开发,保护本国空间资产以及掌握空间控制权,实施空间军事行动的关键。美国政府和军事部门的决策者深知空间态势感知能力建设的重要性。从冷战时期就开始了空间监视系统的构建。随着科学技术的发展,他们的空间监视系统更趋先进和完备,发展成为系统完整的空间态势感知能力。本文根据目前美国国防部、美国空军及其下属机构和有关军火商公布的资料,对上世纪50年代以来美国在空间态势感知能力情况进行了简单梳理。为我国的空间态势感知能力今后发展抛砖引玉。

天基对地打击武器最优过渡轨道研究

天基对地打击武器(SGKW)用于从太空对地面战略目标和高价值目标进行快速、准确地打击,是未来空间威慑和一体化作战的重要手段。对SGKW的作战轨道进行了建模分析,研究了SGKW的最优过渡轨道。采用遗传算法与经典优化方法相结合的组合优化策略求解轨道优化问题,结果表明,组合优化方法可以很好地克服传统优化方法的初值敏感问题,能够搜索到全局最优的轨道。

天基动能武器拦截轨道的确定方法研究

针对天基动能武器速度增量大、拦截时间小的特性,提出了一种新的确定预测拦截点的方法。对已有的拦截轨道确定方法进行了改进,首先从已知的椭圆轨道上选取两点及其间隔时间,再用两种不同的迭代算法来求解半通径以获得轨道参数。然后通过仿真对比,分析了改进方法与原有方法的优缺点和适用性。验证表明改进方法迭代次数较少,耗时较短,特别是在所求椭圆轨道偏心率较大和已知点的位置与所要求的半通径相差较大时,迭代次数更小,能够较好地适用于天基动能武器拦截轨道的确定。

太空安全的“公地悲剧”及其对策

太空的重要性不言而喻,越来越多的国家进入太空。但是太空越来越遭受到哈丁所说的"公地悲剧"的危险。越来越多的"牧羊人"(行为体)在太空公地上放牧更多的"羊群"(功能各异的航天器),导致"草地"退化,即太空轨道越来越拥挤,卫星有可能相互碰撞;卫星频率变得稀缺;太空碎片越来越增加了撞击航天器的几率。为获得最大收益,美国还增加武装的"羊群",即采取太空武器化政策,进一步导致太空安全环境的恶化,影响着人类持续利用太空。在目前无法签署禁止太空武器化条约的前提下,解决太空安全的公地悲剧的途径,似乎只有曼瑟尔.奥尔森提出的小集团提供公共物品的方式。目前,有三种小集团方式可提供太空安全:欧洲集体太空安全;中国发起的亚太空间合作组织;中国与欧洲、俄罗斯开展太空合作,迫使美国在太空安全问题上采取合作态度。

基于燃料最省的SGKW共面打击轨道优化设计

天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击.针对燃料最省要求,研究了SGKW共面打击轨道优化设计方法,建立了SGKW的无量纲化平面运动模型,利用庞特里亚金极大值原理将燃料最省共面打击轨道的最优控制问题转化为两点边值问题.由于约束条件中存在优化参数,一种基于"遗传算法+序列二次规划"的组合优化算法被用于求解未知参数.仿真结果表明,该方法可有效克服传统优化方法的初值敏感问题,且在过渡段轨道中加入无动力滑行段可以有效降低飞行器的燃料消耗.

“猎鹰”计划中“2h内全球可达”的可行性分析

21世纪初,美国国防高级研究计划局(DARPA)制定了"猎鹰"(FALCON)计划,提出了"从美国本土发射,并在2 h内将负载送达全球任意地点"这一作战指标,并明确了与之相关的武器平台的研制计划。面向计划中列举的武器平台,设计一种包括亚轨道发射段、空间在轨运行段、离轨下降段和再入大气段在内的全球快速可达轨道,计算得到到达全球最远点所需要的时间,论证了"猎鹰"计划中所提"2 h内全球可达"作战指标的可行性。

SBSW系统作战过程建模仿真

天基对地打击武器（space—based strike weapon，SBSW）是一种新概念武器，用于从太空对地面战略目标和高价值目标进行快速、准确的打击；在分析作战运用的基础上，依据轨道动力学，对SBSW作战飞行过程分轨道运行、过渡机动、再入打击3个阶段进行动力学分析；利用建模仿真的方法验证了SBSW作战迅速、打击时间短的特性，表明其未来具有潜在的军事应用价值。

天基对地打击武器空间机动过程分析

天基对地打击武器是一种新的战略威慑力量,与地基发射的武器相比具有自己独特的优势。首先通过对天基武器作战过程的分析,得出在轨机动是实现天基快速对地打击的关键的结论;而后建立了天基平台的轨道面机动与相位机动的数学模型。在上述研究的基础上,通过数学仿真分析了轨道机动对打击时间的影响,得到了一些有用的基本结论。

天基对地打击动能武器最大横程分析

天基对地打击动能武器(SGKW)用于从太空对地面高价值战略目标进行快速、准确的打击。针对最大横程要求,研究了SGKW打击轨道的优化设计方法。首先建立了SGKW的无量纲化空间运动模型,然后利用庞特里亚金极大值原理将横程最大打击轨道的最优控制问题转化为两点边值问题。由于约束条件中存在优化参数,一种基于"遗传算法+序列二次规划"的组合优化算法被用于求解未知参数。仿真结果验证了上述方法的有效性。最后,对SGKW的打击覆盖范围也进行了简要分析。

小型寻的拦截器和它的轨控微型固体火箭综述

较详细的介绍了美国小型寻的反卫星拦截器和它的轨控微型固体火箭。该武器属于常规反卫星系统,是当前必须研究的方向,它的设计思想、方案构成、材料选择等具有独特的新颖性,值得借鉴。

多个多弹头在轨武器平台的目标分配优化

为了解决多个多弹头在轨武器平台目标分配优化计算量较大的问题,提出了一种离散粒子群算法与禁忌搜索相结合的目标分配(discrete particle swarm optimization-taboo search,DPSO-TS)算法进行局部操作。首先建立了基于遗传算法的单个多弹头在轨武器平台拦截轨道优化模型,确定了拦截所需的速度增量和消耗燃料的质量;其次提出了以打击目标数目和单个多弹头在轨武器平台剩余燃料的最小值作为优化指标,建立了基于DPSO-TS算法的目标分配优化模型;最后仿真结果表明DPSO-TS算法在保持DPSO算法收敛精度的前提下,收敛速度更快,该方法能够快速有效地解决多个多弹头在轨武器平台的目标分配优化问题。

发射轨道冷却流道设计与仿真研究

该文围绕大能量武器系统连续发射的热管理需求,开展轨道内部流道的优化设计研究。该文基于结构拓扑优化方法,以最小化轨道膛内表面温度为优化目标,同时约束轨道在发射力作用下的应力与形变,构建冷却流道的拓扑优化数学模型。以典型发射结构为研究对象开展流道拓扑优化设计,优化冷却流道呈椭圆形截面,并集中分布在轨道膛内表面和底面附近。与具有常规圆柱形流道的基准轨道相比,在保持轨道形变和应力基本一致的情况下,优化轨道的截面最高温度降低13%、截面平均温度降低9%,验证该文提出的武器系统轨道冷却流道拓扑优化设计方法的正确性和有效性。

空间武器平台潜伏轨道分布模型研究

从敌方空间目标出发,提出了空间武器平台潜伏轨道的概念,分析了空间武器平台潜伏轨道的分类以及影响潜伏轨道选择的因素;进而提出选择空间武器平台潜伏轨道的原则;建立了多目标、多轨道情况下,潜伏轨道的分布模型;给出了目标威胁度及平时利用率约束下的优化模型,并通过算例对模型的可靠性进行了验证。

空间平台武器系统传递对准匹配方式

根据建立的传递对准模型和用于导航解算的轨道运动学模型,提出了速度匹配、比力匹配、角速率匹配和姿态匹配等空间平台武器系统传递对准的不同匹配方式,并对不同匹配方式及其组合的传递对准性能进行了仿真分析,研究了弹性变形的影响。结果表明:速度+角速率和比力+姿态等组合匹配方式的传递对准性能较优。

摆动辗压在兵器行业的应用

根据摆动辗压的工作原理及其在中国的发展历程,介绍了国内摆动辗压的理论研究成果和工艺实践;重点叙述了摆动辗压在兵器零件生产中的应用,其中,轴向齿圈、自锻破片药形罩、药筒底板件的摆辗成形具有很高的实用价值及优势;最后讨论了摆动辗压更复杂零件、摆动辗压粉末冶金件以及提高摆动辗压件精度的发展方向。

天基动能武器对地攻击模式研究

首先分析了天基动能武器对地攻击作战流程,其次研究了椭圆轨道二次变轨对地攻击模式,对第一次变轨操作、第二次变轨操作、落点误差等内容进行了建模分析,给出了动能武器打击目标所需时间的计算方法,最后利用STK对天基动能武器椭圆轨道二次变轨对地攻击模式进行了仿真,仿真数据分析结果表明了该方式对地攻击的有效性。