国外无人机空空打击作战典型样式及关键技术研究

无人机在现代战争中正发挥着日益重要的作用。本文针对国外无人机用于现代空空作战的研究进展、典型作战样式及其关键技术进行了分析,梳理分析了当前国外无人机用于空空打击作战的典型装备和技术发展现状,结合当前国外无人机装备发展现状分析了无人机直接应用于空空打击作战的优势和劣势;基于当前国外典型无人机平台性能特点,提出了无人机参与空空打击作战的三类潜在典型应用样式;针对无人机用于空空打击作战的实际需要,分析了无人机应用于未来空空作战的关键支撑性技术。

基于指数型累积毁伤律的武器目标分配问题快速寻优

针对联合火力打击背景,基于考虑毁伤累积效果的指数型累积毁伤律,建立了多发次武器对目标的毁伤能力量化函数,给出了相应武器目标分配问题的数学模型。为提高求解效率和性能,根据个体的适应度值,采用自适应调整交叉率和变异率策略的自适应遗传算法,解决标准遗传算法早熟、收敛速度慢的缺点。针对包括5种武器类型(共41发)和6个目标的具体实例,采用自适应遗传算法进行求解仿真,仿真结果表明:与标准遗传算法相比,自适应遗传算法能求解出更优、更收敛的近似最优解,能实现联合火力打击场景下考虑毁伤累积的武器目标分配问题的快速寻优。

基于改进模拟退火算法的防空武器集群打击目标动态分配

传统的防空武器集群打击目标动态分配方法由于设定的约束条件不够全面,导致该方法在分配效果上表现不佳;因此,文章提出了一种基于改进模拟退火算法的防空武器集群打击目标动态分配方法;该方法综合考虑作战效果、作战成本和作战效率等多个因素,确定了相应的目标函数,并设定了相应的约束条件;通过计算打击目标的状态转移概率,并对打击目标的状态准则进行判定,定义了打击目标的状态转移方程;在改进的模拟退火算法的指导下,确定了最优的打击目标分配方案;实验结果分析表明,与传统的防空武器集群打击目标动态分配方法相比,文章设计的基于改进模拟退火算法的方法在实际应用中表现出较低的资源损耗量,均不高于4%,且具有良好的分配效果。

基于加权窗口特征的多目标火力集中分配和动态调整算法

针对现有的火力打击规划方法在战前筹划时存在局部收敛性和全局优化能力差、缺乏对战中调整的临机处理和时效性考虑等问题,提出了基于加权窗口特征的火力集中分配和动态调整算法。首先,建立了基于加权窗口特征的分配模型以量化打击效益和资源代价,从而适应对不同作战需求的火力分配;然后,针对算法参数敏感和先验知识缺失的问题,提出了一种自适应参数的基于密度的聚类算法,可自适应寻优参数选择;最后,考虑到战中调整的实时性需求,提出了改进匈牙利算法以减少代价矩阵的迭代次数。试验表明,该算法能够有效解决战前规划和战中调整问题,且在大规模数据集上表现出比其他方法更加优越的性能,验证了该算法的有效性和灵活性。

近距空中支援作战对武器弹药的需求研究

近距空中支援作战在现代战争中的地位日益凸显,是各军种联合作战的基本战术。武器弹药是近距空中支援作战实施毁伤目标的核心环节。近距空中支援的实施对改变地面作战的战场态势具有重要作用。针对历次战争的作战效果及经验教训,分析了近距空中支援作战对武器弹药的应用情况,针对现代近距空中支援作战的需求,描述了武器弹药精确制导、低附带毁伤、智能协同打击的发展趋势,总结了武器弹药对近距空中支援作战的作用,为未来近距空中支援作战对武器弹药的选择提供了依据。

国外远距高动态对空精确打击发展现状综述

远距高动态对空精确打击是当前国外制空作战领域的重要发展方向。本文针对当前国外对超远程对空打击作战的装备、技术和应用概念等方面的发展情况进行了研究,分析了美国等国家在该领域的主要研究工作现状,从中梳理了作战概念、武器平台和杀伤链等方面的发展趋势,从制导信息如何供给和保障的层面提出了协同目标探测制导远距攻击、协同目标指示制导远距攻击、网络化接力制导远距攻击3种典型远距对空打击应用样式,结合国外发展情况总结论述了远距对空打击的关键性技术。

精确打击体系智能化的发展

近年来,为了适应作战方式向多域/全域联合作战方向发展,以及武器装备向协同化、体系化方向发展,提升精确打击体系在体系化联合作战及与强敌对抗条件下的打击能力,美国等军事强国基于近十几年来人工智能技术的迅速发展及其在商用、工业和科学等领域的成功应用经验,大力开展精确打击体系智能化研究和开发,并实现初步应用。本文综述了国外先进的精确打击体系智能化发展情况,分析了先进精确打击体系对智能化的需求,重点介绍了精确打击体系的信息支持系统智能化与精确交战环节智能化的整体发展情况,并简述了相关关键技术。

武器装备体系结构描述方法研究

分析了现代战场环境下武器装备体系结构的特点,提出了一种新的武器装备体系结构描述方法。该方法从总体描述、基于定义和面向应用三个方面对武器装备体系结构进行描述,以多视图产品的形式,描述武器装备体系的应用背景、组成元素、层次结构、通信关系以及对作战能力需求的满足程度等内容。以实现海上目标远程精确打击能力的武器装备体系为例,应用该方法进行体系结构描述并给出部分描述产品示例,结果表明,用该方法对武器装备体系结构进行描述是可行的。

基于遗传算法的联合火力WTA问题研究

研究联合火力优化分配问题。联合火力是多种作战力量参战条件下的多武器-多目标对抗。由于火力分配受到多种条件的限制,分配方案又决定作战效果,而武器-目标分配(Weapon Target Assignment,WTA)是多个装备同类型武器的作战单元联合抗击多个目标进行的分配方法。针对WTA问题求解规模大和精度高的特点,传统算法均不能满足速度和精度的要求,在基本遗传算法的基础上,采用精英选择和动态遗传算子的改进算法,避免了过早收敛。利用WTA的数学模型进行仿真。仿真结果验证了算法的有效性。

面向火力打击任务的压制武器弹药消耗预计模型

随着武器装备的发展和高新技术的应用,压制武器弹药品种日益增多,所承担的火力打击任务日益广泛,压制武器弹药消耗预计问题尤为凸显。从弹种与任务的匹配入手,以弹种任务匹配最佳、完成任务时间最短和完成任务费用最省为决策准则,运用目标规划理论,构建面向火力打击任务的压制武器弹药消耗预计模型,为提高弹药消耗预计的准确性奠定基础,为部队作战指挥机构和保障机构开展弹药消耗预计提供模型支持。

基于模糊综合评价法的遥控武器站火力打击能力评价

分析遥控武器站的火力打击能力,建立综合评价指标体系,运用多层次模糊综合评价方法,解决遥控武器站火力打击能力的评价问题。该评价不仅综合考虑多种因素影响,而且从模糊关系矩阵的形成,到权重向量的确定都充分重视各位专家的定性分析,通过将其量化并进行科学的计算,得出合理的判断结果。该方法不仅可用于单个系统作战性能的评价,而且可对多个系统作战性能进行比较。

天基对地打击武器飞行过程动力学分析与建模仿真

天基对地打击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。本文运用空间飞行器动力学,在特定条件下,对天基对地打击武器的作战飞行过程分大气层外和大气层内2个阶段进行动力学分析,并利用建模仿真的方法得出在不同再入角和不同运行轨道高度的情况下飞行过程的相关数据,验证了天基对地打击武器作战迅速、打击时间短的特性,表明其在未来潜在的军事应用价值。

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。

摧毁固定目标的空袭兵器需求量算法研究

在反空袭作战中,预先对敌空袭兵器的出动量的有效判断程度,关系到我防空兵器的兵力需求论证与战斗部署。以往这方面的研究成果中,定性多于定量,为提高准确性,加强定量研究有很大的必要。由于影响作战的因素很多,且需求量的计算分为多个方面,不可能一一作出研究。分析了敌空袭固定目标时兵力选择所依据的因素,分别用排队论与Lanchester方程理论进行了数学建模。

一种天基武器对地面固定目标的攻击过程仿真研究

提出了一种由升力式再入载体和末制导弹药组成的天基对地打击武器的概念,重点研究了该种天基对地打击武器在其离轨制动能量消耗最少的条件下对地面固定目标的攻击过程,并对整个攻击过程进行了建模仿真,验证了攻击过程的可行性,说明所提出的天基对地打击武器的概念是合理的。

天基对地打击武器作战能力分析

通过对再入点速度大小、航迹角的限定,给出了由大气层内、外机动构成的总横向最大机动距离的数值计算方法。在此基础上,引入了对地攻击区的概念,给出了目标是否位于攻击区的判断方法及战斗舱离轨时刻的确定方法,从对地打击范围和快速性两个方面分析了单个天基对地打击武器的作战能力。

即时全球打击(PGS)武器早期预警对光电探测器的需求分析

介绍了在近地空间环境的理想条件下,即时全球打击(prompt global strike,PGS)武器地球曲率限的最大可探测距离的计算方法。根据黑体辐射理论,估算了PGS在短波红外和日盲紫外波段的辐射量值。当PGS飞行速度高于5马赫数时,其辐射峰值波长位于短波红外波段,最适合使用短波红外探测器。虽然与短波红外能量相比,PGS的紫外辐射能量要小得非常多,但其紫外辐射光子个数仍然是一个巨量的值。具有单光子计数能力的短波红外和日盲紫外雪崩光电二极管或有实现PGS早期预警及最大可探测距离的潜力。

SGKW轨道在线生成技术研究

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。针对作战实时性要求,探讨了SGKW的轨道在线生成技术。首先,利用庞特里亚金极大值原理将时间最短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伴随变量初值和再入点参数。为了提高轨道生成的速度,在大量离线优化数据的基础上建立了BP神经网络预测模型,其预测值通过序列二次规划算法稍加修正,即可满足相应任务的落点精度要求。仿真结果验证了上述方案的有效性。

国外空空导弹派生武器系统发展研究

本文围绕国外空空导弹派生武器的发展,详细介绍了美国AMRAAM-ER、 ESSM,欧洲CAMM、 VL MICA派生面空武器的系统性能及发展情况,并概述了美国、欧洲、伊朗在AIM-9/9X、 IRIS-T、"流星"空空导弹基础上发展空地打击能力的情况,最后分析了空空导弹派生武器系统的发展特点。

四代火力打击体系的信息化特征

根据火力打击体系的信息化特征将其分为4代:第一代火力打击体系的信息化特征为"惯性打击"——按发射时初始条件确定的弹道、由惯性保持弹丸/炸弹飞行直至命中目标;第二代火力打击体系的信息化特征为"相对打击"——依靠目标与背景之间信号的对比度产生制导信号控制/修正弹道,使导弹/制导炸弹精确命中目标;第三代火力打击体系的信息化特征为"绝对打击"——依靠目标的地理坐标、用全球卫星定位系统的信息作为控制/修正弹道的信号实现精确打击;第四代火力打击体系的信息化特征为"绝对打击+相对打击+数据链+人在环路"——即依靠目标的地理坐标、用全球卫星定位系统的信息作为控制/修正弹道的信号完成导弹/制导炸弹的中段制导,再利用"相对打击"、双向数据链和"人在环路"实现末制导,不仅能精确命中目标,还具有主动选择打击位置、控制打击程度、评估毁伤效果的能力。