传统脊形乘波体设计中,设计型线参数调整复杂且设计直观性欠佳。为此,本文提出基于 B 样条曲线的脊形上表面设计方法,通过控制点直接调整设计型线,提升设计灵活性与便捷性。利用 Bezier 曲线构建底部型线,结合吻切锥理论确定前缘与下表面底部型线,采用三次和二次 B 样条曲线构建上表面型线。通过 CFD (Computational Fluid Dynamics)方法验证方法可靠性,分析脊形乘波体的气动性能。结果表明:随着攻角逐渐增大,脊形上表面对气动特性的影响逐渐减弱,最大升阻比出现在攻角4°至6°范围内。所提方法为乘波体设计提供了更直观的型线优化手段,对工程化设计具有参考价值。

巡飞弹集侦察、打击、评估等多功能于一体,使用成本低、作战部署灵活、探测拦截难,显著提升了对目标的打击精度与能力,成为俄乌冲突等局部战争中的重要武器,引起各军事强国的高度重视。文中总结了巡飞弹的特性,介绍了国内外主要巡飞弹的发展现状,包括美国“弹簧刀”系列、“战鹰”系列,俄罗斯“立方体”系列、“柳叶刀”系列,以色列“英雄”系列、“哈比”系列等具有实战应用的巡飞弹,对比分析了相关巡飞弹性能参数,梳理了巡飞弹发展的关键技术,包括动力技术、抗干扰技术、模块化技术、智能协同作战技术,总结了巡飞弹的发展趋势,在此基础上分析了巡飞弹的作战应用以及对巡飞弹采取的防御手段。

为了提高B₄C/Al复合靶抗EFP侵彻的能力,改变陶瓷板迎弹面的表面形态,针对7种弹着面有不同阵列凸起结构的B₄C/Al复合靶,利用LS-DYNA软件对EFP模拟弹丸分别以1.5、1.7和1.9km/s的速度对复合靶的侵彻过程进行数值模拟,分析了EFP弹丸的质量、速度和动能的变化规律。计算结果表明:迎弹面有凸起结构的B₄C/Al复合靶比平端面B₄C/Al复合靶对EFP弹丸有更良好的抗侵彻性能和降速性能,其中以弹着面有金字塔阵列凸起的复合靶对EFP的降速性能最佳;正侵彻时R3半圆靶防护性能最佳;斜侵彻时对阵列异性靶,弹体的侵彻方向影响异形复合靶的抗侵彻能力,正弦波形靶防护性能最佳。

针对高熵合金力学性能的研究,建立一个简单精准的高熵合金状态方程参数测试系统。基于波阻抗匹配原理,利用压力对比法设计了测试实验装置,获得了高熵合金材料的冲击绝热线,并通过自适应聚类检测法对获得的实验数据进行优化检测。经过优化将实验获取的冲击绝热线斜率与截距的置信区间分别由[1.66293,2.03332]、[4.01158,4.38089]缩小到[1.6461,1.92734] 、[4.15248,4.27542],将决定系数R²由0.9687提升到0.9849,并获得了高熵合金的Hugoniot状态方程参数为C₂=4.214km/s,λ₂=1.787。本文建立的Hugoniot状态方程适用的压力区间约为5.86~32.77GPa,若外推至更高压力区间需进一步实验验证以确保可靠性。结果表明,本系统通过数据优化算法与实验设计的结合,实现了高熵合金状态方程参数的高精度测试,为该类材料在动态力学环境下的性能评估与应用提供了关键技术支撑。

In order to investigate the blast resistance of a 316L stainless steel honeycomb sandwich structure, a honeycomb sandwich structure was designed and fabricated using 316L stainless steel powder by selective laser melting (SLM). Concurrently, solid panels of equivalent surface density were produced by this method and constituted the control group. The mechanical behavior of the structure under near-field static explosion load is obtained through static explosion experiments and LS-DYNA simulation experiments, and the propagation mode of the stress wave within it is investigated in order to elucidate the underlying anti-explosion principle. Moreover, optistruct is utilized to optimize the topology and structure of the structure, with the objective of enhancing its blast resistance. The findings indicate that the backplate deflection of the porous sandwich structure is diminished by 13.2% in comparison to that of the plate with isoplanar density, thereby enhancing blast resistance. The established numerical model of fluid-solid coupling is capable of describing the three phases of the static explosion experiment, namely the shock wave propagation phase, the fluid-solid coupling phase, and the inertia phase. The explosion experiment yielded definitive results at the center of the target plate, thereby demonstrating that the "川" crack is caused by residual core layer extrusion. Moreover, the core layer deformation failure mechanism for the honeycomb panel was observed to manifest as in-plane stretching and tearing. The optistruct optimization results demonstrate the formation of a triangular skeleton and circular holes, alternating with corrugated plates. The structure, optimized for a corrugated core target plate, displays enhanced resilience in comparison to the optimization of a traditional honeycomb sandwich panel. The explosion load backboard deflection exhibited a 25.4% reduction, the peak pressure behind the plate demonstrated a 17.6% reduction, and the blast resistance was significantly enhanced. In comparison to honeycomb panels, the circular hole structure has been demonstrated to reduce the backplane deflection by 38.1%, while the triangular hole structure has been shown to reduce the peak pressure behind the plate by 22.4%.

针对传统聚能战斗部水下侵彻单层靶孔径小的问题,提出了一种基于内锥角α和外锥角β的W型聚能装药结构设计方法,研究了药型罩结构对射流成型以及毁伤效能的影响规律。定义药型罩内外侧边长度的比值μ作为影响W型药型罩水下成型及毁伤的表征参数。通过数值模拟,分析比值μ及起爆点对环形射流成型与侵彻的影响规律。结果表明:当μ为0.22时,环形射流向轴线过度汇聚,形成爆炸成型弹丸(EFP);当0<μ<1时,随着μ值的增大,环形射流外扩趋势逐渐增大,头尾速度差减小,射流稳定性增加;当μ>1时,随着μ值增大,射流尾部杵体减少,头部射流扩张,头尾速度差增大以及受到外部水域作用,射流稳定性显著下降;随着起爆点数量增加引起环形射流头部颈缩,在小炸高情况下对侵彻开孔影响较小。通过优化药型罩内外锥角组合调整μ值及起爆点数量,可以实现环形射流对靶板的大面积毁伤。

为探究弹体对混凝土介质侵彻深度的尺寸效应,通过开展三种几何相似弹体(缩尺比为1/1、1/2与1/3)的侵彻试验,提出以弹径系数为变量的侵彻深度计算方法,建立考虑缩尺比的侵彻深度换算系数模型,并通过数值模拟对侵彻过程中弹靶接触区材料的动态应变率进行了定量分析,最终确定不同缩尺比下侵彻深度换算系数取值。结果表明:原型弹与模型弹的无量纲侵彻深度存在尺寸效应,其源于不同缩比试验中靶体平均应变率的差异,该应变率随侵彻速度增大而增大,随弹体直径减小而增大,且不满足几何相似缩比关系。所建立的侵彻深度换算系数与靶体应变率及缩尺比相关,该系数不仅量化了材料应变率对尺寸效应的影响,也从机理上阐明了混凝土介质中侵彻深度尺寸效应的成因。

为研究药型罩结构参数对聚能杆式射流(JPC)成型的影响以及成型后的JPC对陶瓷复合靶板的侵彻能力和后效作用,文中采用正交试验优化设计了一种等壁厚圆锥形药型罩的结构参数,利用LS-DYNA软件开展了战斗部结构参数(锥角、厚度、长径比)对JPC毁伤元特征参数的影响规律分析,通过极差分析得到JPC成型性能较好的结构参数组合,基于优化后的结构,研究了JPC毁伤元对陶瓷复合靶板的毁伤情况。结果表明: 药型罩锥角为90°,壁厚为2.5 mm,装药长径比为0.9时的侵彻效果较好。此时,漏斗坑直径提升了8.93%,漏斗坑深度提高了3.7%,开孔平均直径提高了8.29%,除去靶板间距后总侵彻厚度提高了9.88%。该研究能为杆式射流药型罩结构参数设计以及对陶瓷复合靶板侵彻能力的提升提供理论与技术基础。

为提高复杂背景下红外小目标的检测能力,提出了一种联合梯度判别与自适应匹配的红外小目标检测算法。通过多方向梯度特征在图像中首次筛选出疑似目标区域,利用区域内灰度信息生成自适应模型,进行再次判断。针对梯度判断与自适应模型匹配分别建立量化评价,通过加权方式引入置信度函数对不同疑似目标区域进行评估,筛除疑似目标。为使算法能在无人机等动载平台应用,搭建嵌入式系统,通过红外相机取景,实现探测系统对真实场景下小目标的检测。通过对不同的公共数据集测试,不同复杂场景下与加权增强局部对比度算法(weighted strengthened local contrast measure,WSLCM)、三层滤波窗口局部对比度算法(tri-layer local contrast measure,TLLCM)算法进行比对,所提算法有较好的适应能力,不同样本下的识别率在92%以上。该算法通过在嵌入式平台IP核的定制和软硬协同设计,进行了硬件加速处理,实时视频帧率>30 frame/s,验证了其有效性。

现代战争中,高速侵彻武器对地下掩体、加固工事等高强度目标的毁伤效能成为研究焦点。系统梳理了高速侵彻下弹体材料的动力学行为、本构模型及弹体结构响应的研究进展。分析了高温高应变率耦合作用下材料的应变硬化、热软化及绝热剪切变形机制,对比了Johnson-Cook等典型本构模型的适用性。重点分析了弹体在高速侵彻中的质量侵蚀、临界失稳速度及结构失效问题的影响因素及机制。最后探讨了通过材料优化和结构设计等提升侵彻能力的技术途径,为相关研究者提供参考。

动态炸点定位是毁伤评估的重要内容,爆炸声波由冲击波衰减产生,冲击波为超声速且有一定影响范围,因此炸点声定位的精度会受到爆炸冲击波的影响。为探究炸点定位过程中爆炸冲击波段对声定位结果的影响,基于爆炸冲击波压力衰减规律,构建了冲击波衰减为声波的波至时间-距离模型,并将该模型应用于基于时间到达差的定位方法中。以典型的布设方式为例,预设炸点和声传感器基阵位置,计算得到相应的波至时间。基于时间到达差(TDOA)的定位方式反演得到炸点相对于声传感器基阵的位置,比较反演位置与预设位置得到炸点的声定位误差。进一步通过调整预设的炸点位置以及装药质量,分析爆炸冲击波对声定位误差的影响。研究结果表明,装药质量和爆心距离是影响定位误差的主要影响因素;随比例距离增大,冲击波引起的定位误差呈现减小趋势,当比例距离大于18.45时,相对距离误差可降至1%以下。以期为炸点声定位的系统误差修正提供参考,提高炸点声定位的计算精度。

为研究铜-铝/聚四氟乙烯(Cu-Al/PTFE)含能复合药型罩的刻槽结构对其毁伤性能的影响。采用140°大锥角含能复合药型罩,通过数值模拟和实验相结合的方法,针对预制刻槽含能复合药型罩对混凝土靶毁伤效果进行研究。经对比,实验结果与模拟结果吻合良好;进一步分析刻槽宽度、深度和壁厚比等结构参数对射流毁伤效能的影响,结果表明:刻槽结构会影响射流能量在横向扩展与纵向侵彻之间的分配,较小宽度、浅深度及小间隔有利于射流横向扩孔,而较大宽度、深刻槽及大间隔则增强能量集中,提升穿深能力;同时刻槽份数与壁厚比对射流稳定性与活性材料随进能力影响显著,其中铜/活性材料药型罩壁厚比为1∶1时,射流成型与毁伤性能最较佳。

随着现代战争场景的不断复杂化,传统的、仅适用于单一工作环境的巡飞弹已无法满足实际作战需求。跨介质集群巡飞弹凭借其卓越的多情境作战能力,将为现代军事领域带来革命性的变革。文中从巡飞弹的基础设计、跨介质飞行器的独特性能以及集群技术的智能化管理三方面进行了全面分析, 深入探究了跨介质集群巡飞弹的核心理论和技术。最后基于现代战争中装备、指挥及人员的新特点,对未来跨介质集群巡飞弹的发展趋势进行了展望。

无人机集群技术的快速发展未来战场新的作战模式,主要分析了美国、俄罗斯、以色列、英国等军事强国正在发展的无人机集群作战系统的现状,包括“小精灵”、“郊狼”、“闪电”等无人机蜂群项目和“天空博格人”、“蚊子”、S-70“猎人”等“忠诚僚机”项目,另外还介绍了基于无人机集群技术的美国“金色部落”弹药蜂群项目,在此基础上,在无人机集群作战系统模块化设计、低成本化发展、多平台应用以及前沿技术探索等方面总结分析了未来的发展趋势。

受平台资源(重量、体积、布阵空间等)限制,制导测向系统在小孔径布阵约束下测向性能受限,阵型优化成为提升系统性能的关键环节。本文推导了标量阵列和极化敏感阵列的宽带二维波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计的克拉美罗界(Cramér-Rao Bound,CRB),提出了一种基于克拉美罗界的小孔径阵列性能评估和构型优化方法。首先,梳理了宽带信号波达方向估计的发展历程和典型的二维阵列结构,建立了基于频带分解的标量阵列及极化敏感阵列宽带信号模型;接着,针对标量阵列,给出了宽带二维波达方向估计克拉美罗界闭式表达式;随后,推导出极化敏感阵列宽带二维波达方向估计克拉美罗界的通用框架及闭式表达式,建立了极化敏感阵列二维测向性能评估准则;最后,结合制导系统平台对阵元数量和布阵孔径的限制,提出了基于所推导克拉美罗界的二维阵型优化方法,通过构建阵型优化集合和理论性能评估,实现阵列布局的定量优化。研究结果为小孔径制导测向系统的阵列构型设计与性能评估提供了理论支撑和技术指导。

为提高多爆炸成型弹丸(MEFP)对装甲目标的侵彻效能,基于端面MEFP的设计理念,构建了一种端面组合式环向双层MEFP装药结构,可以对装甲目标实现多点位毁伤。利用LS-DYNA软件研究了辅罩厚度、辅罩曲率半径和辅罩跨度对MEFP战斗部成型效果和侵彻性能的影响。研究结果表明:当辅罩壁厚增大时,辅罩弹丸速度逐渐减小,中间辅罩弹丸飞散角逐渐减小,外围辅罩弹丸飞散角逐渐增大;当辅罩曲率半径增大时,辅罩弹丸速度逐渐减小,中间辅罩弹丸飞散角逐渐增大,外围辅罩弹丸飞散角逐渐减小;当辅罩跨度增大时,辅罩弹丸速度逐渐增大,中间辅罩弹丸飞散角减小,外围辅罩弹丸飞散角增大;该MEFP可贯穿15 mm厚45#钢靶,从而有效提高毁伤元的数量和毁伤面积。

针对惯性导航系统对石英挠性加速度计大量程、动态飞行精度要求高的应用需求,提出新的石英挠性加速度计摆组件结构,提高加速度计的量程与二次项系数。对设计的摆组件进行数学建模,得到设计加速度计的标度因数,根据伺服电路的负载能力,理论计算得到加速度计的设计量程。分析加速度计二次项系数的优化方法,给出二次项系数的优化方案。通过数值仿真,得到设计摆组件的挠度与满量程下的应力满足设计要求。试验结果表明研制的石英挠性加速度计量程达到110g,二次项系数优于5μg/g²,提高了石英挠性加速度计在惯导系统的动态应用能力。

为了提高地下防护工程生存能力,需准确考虑侵彻和爆炸连续作用对结构的毁伤。通过SPH-FEM耦合数值模拟方法,模拟分析了地下结构侵彻爆炸全过程,有效解决了传统有限元方法侵爆近区高烈度、大变形模拟难题。根据经验公式验证了模型的有效性。研究结果表明:侵彻弹体对岩体具有封堵作用,增强了毁伤效应,SPH算法弥补了侵蚀算法对侵彻爆炸过程的侵彻孔卸荷缺陷,更准确模拟了侵彻爆炸的联合作用;结构中地板与直墙分离浇筑,可以减少结构损伤;拱顶、拱肩和拱脚为侵彻爆炸作用下直墙拱结构的薄弱部位。

针对当前空空导弹的发展趋势,对基于冲压发动机的第五代空空导弹战术特征进行了分析,给出了空空导弹飞行任务(对空作战和对地打击)。参考“流星”空空导弹,考虑未来内埋远程空空导弹小尺寸、远射程、高速度的基本特点,给定二元三波系进气道、旁侧进气凹腔燃烧室和轴对称拉瓦尔喷管,建立起冲压发动机整机计算模型,完成了冲压发动机(小尺寸,直径167 mm)在高马赫数(3.0~5.0)下的三维数值计算和分析,初步验证了冲压发动机作为未来内埋远程高速空空导弹的可行性。

　　航天发射技术是研究运载火箭、各类飞行器等的发射原理、发射方式和发射设施设计、制造、试验和使用的工程科学技术，是航天技术的一个分支和重要组成部分，是一门综合性、系统性极强的学科方向。航天发射技术的发展水平决定了一个国家航天活动和国防保障区域的范围，反映了一个国家工程科学和基础工业的综合水平。
　　近年来，为适应航天运载工具的快速发展，全球航天发射技术正朝着规模化、复杂化、自动化与国际化的方向迈进。我国航天发射技术也获得了长足的进步，取得了丰硕的成果，如海南发射场的建成有力保障了我国未来各类航天任务的开展；以“长征-11”运载火箭为代表的机动航天发射技术的出现为我国应急航天发射任务提供了多元化发射手段。这些进展不仅彰显了我国航天技术的创新实力，也为未来深空探测、商业发射和国防需求奠定了坚实基础。
　　当前，各航天大国均把发展先进的发射和运载技术作为保持其在航天领域领先地位的战略部署之一。无论是空间应用、科学探测、载人航天、国际商业发射与国际合作，还是国防建设，都对发射技术提出了新的要求，亟待发展规模更大、成本更低、兼容性更强、可靠性更高、发射周期更短、更加智能的大型航天发射场；随着航天发射任务的大幅增加和各类应急发射需求的大量涌现，提出了发展快速机动的低成本航天发射方式；面向低碳、绿色、高效、低成本发射的需求，提出了地面超高速发射一级直接入轨等新型发射概念；此外，深空探测任务的推进，使得地外天体发射技术成为前沿研究热点。
　　在此背景下，《弹箭与制导学报》编辑部联合北京理工大学姜毅教授团队，策划推出本期“火箭导弹发射技术”专刊，旨在汇聚领域内最新研究成果，推动学术交流与技术突破。本期专刊特邀姜毅教授(北京理工大学)、姚建勇教授(南京理工大学)担任编审，共收录18篇高质量论文，内容涵盖发射技术理论创新、工程实践及未来发展趋势，以期为国家航天事业发展提供有益参考。
　　我们谨向所有参与本专刊撰写的专家学者致以诚挚谢意，也期待本期专刊能为航天发射技术的进步注入新动力，助力我国迈向航天强国的宏伟目标。

火星上升器(Mars ascent vehicle, MAV)发射作为火星表面起飞进入环火轨道的第一步, 是火星采样返回任务中的关键。MAV倾斜热发射过程力热冲击严重, 燃气流动结构复杂, 因此设计火星上升器倾斜热发射系统时, 必须充分考虑发射过程中复杂的力热效应。采用计算流体力学方法, 对火星表面MAV倾斜热发射过程的力热冲击效应进行数值模拟研究, 并与地球表面环境发射过程对比。研究表明, 火星表面MAV斜热发射过程上升器表面最高温度达到2 868 K;发射平台最高温度为2 908 K;MAV出筒过程中, 发射平台抬头力矩逐渐增大, 在火星低重力环境下, 发射装置容易倾覆。火星、地球表面环境倾斜热发射过程差异大, 相比于地球表面热发射过程, 火星表面MAV发射过程更加稳定, 但对平台和上升器力热冲击更加恶劣。

针对无人机在复杂场景下的路径规划问题,本文提出了一种利用改进A星算法融合改进动态窗口法进行路径规划的耦合算法,使无人机具备应对静态和动态障碍物的避障能力。在全局规划方面,通过改进A^*算法的评价函数,提出了一种不依赖障碍物膨胀地图的路径规划算法,使得无人机能够针对先验静态障碍物规划出安全路径。在局部规划方面,增加了处理动态障碍物的评价函数,使无人机在面对高速动态障碍物时具有良好的避障能力。针对改进全局规划算法后导致路径拐点过多引起加减速频繁的问题,提出了冗余拐点删除策略。仿真结果表明,与传统算法相比,改进算法拥有更好的避障能力和更短的行驶轨迹,验证了该算法的实用性。

巡飞弹因成本低、作战方式灵活,近些年在全球局部冲突中越来越多地投入使用,引起了广泛的关注。介绍了国外主要巡飞弹的发展现状,涉及美国、以色列等军事强国的产品,包括“弹簧刀”系列、“郊狼”系列、“立方体”系列、“柳叶刀”系列、“哈洛普”以及“英雄”系列巡飞弹,分析了国外巡飞弹的发展现状,并在低成本化、系列化、多平台投放、隐身化发展及集群作战等方面提出了今后的发展趋势。

无人机在执行侦察任务时存在面向复杂环境、具有背景信息相似时无法有效去除特征提取阶段产生的大量离群点的问题。为确保无人机能够对侦察目标进行准确的定位,图像匹配需发挥至关重要的作用,其匹配效果将直接影响对侦察目标的定位精度。针对上述问题,提出一种改进RANSAC(random sample consensus)算法。首先利用三元组关系构建初始数据并提出一种改进的初始数据选择策略,通过基于邻域的几何一致性和三角剖分减少计算成本并提高匹配的准确性;其次通过数据子集细化策略进一步提高算法的采样性能;最后在具有复杂环境、背景信息相似的无人机侦察图像数据集上将文中所提算法与其他高级算法进行对比分析。实验结果表明,该算法具有较高的计算效率和正确匹配率,提高了目标定位的计算速度和定位精度,为无人机侦察目标定位提供了一种新方法。

以高斯伪谱法为基础,考虑多段多复杂约束,提出了一种面向突防任务需求,通过罚函数法处理非全程飞行高度与飞行攻角约束的高超声速滑翔式导弹轨迹优化方法。通过仿真结果可以看出,初始状态约束、控制约束、过程约束与终端状态约束均得到了有效控制,且罚函数法处理突防任务段约束相较于常规分段约束法在约束量收束方面更具备优势,能够为后续设计工作保留更多的余量。此外,仿真结果还验证了该方法在不同射程、不同发射点高度和目标点高度条件下的有效覆盖能力。

人工智能技术广泛运用于军事领域,显著提升了战斗效率,推动了军事技术的发展。文中对处于人工智能技术在军事领域研究和应用的领先地位的美国状况进行了详细讨论。具体针对人工智能技术在情报、监视和侦察、后勤支持、网络作战、指挥与控制、半自主和自主载具以及自主武器等领域的应用进行了深入分析,预测了未来人工智能技术在军事领域的发展趋势。最后指出对国内军事领域开展人工智能技术研究的指导和借鉴作用。

随着无人作战体系逐步成为重要的海军非对称作战方式,小型无人艇正成为国际军事竞争的关注焦点。各军事强国都在不断研制、装备无人艇,并发展对应的反制技术,但依然面临诸多挑战。本文以无人艇攻防对抗为切入点,聚焦现代战争中海战形态的新变革,综述了国外典型小型无人艇的技术特点、作战模式,及反制手段的发展现状。进一步结合无人艇作战闭环杀伤链展望了综合运用雷达探测、电子侦察与干扰、红外与光电探测、以空制海、水下防御系统等多种手段的反无人艇攻防体系。研究内容可为小型无人艇研制及反制等相关装备的研发和实践提供支撑。

针对传统末敏弹落点不可控、打击精度不足的问题,提出了一种基于翼伞的末敏弹落点控制技术,采用翼伞代替传统降落伞,实现其落点的精准控制。基于所提出的伞-弹系统,设计了一种基于自抗扰控制技术的伞-弹偏航角精准控制器,并抵消外界风场造成的干扰,弥补末敏弹初始位置误差,实现系统的精准自主操纵。基于上述分析,搭建了伞-弹系统,并进行了实际空投试验。在空投试验中,伞-弹系统的最终落点误差在30 m以内,空中水平最小误差在4 m以内,证明了所提出算法的有效性,为灵巧弹药的设计提供了一种新的思路。

主动侧杆是飞机飞行姿态调节的关键操纵装置。在飞机自动驾驶模式下,主动侧杆随动功能通过实时跟踪飞机的控制指令,增强飞行员对飞行状态的感知,从而有效提升飞行安全性。然而,系统中的未知干扰力矩会导致主动侧杆随动跟踪精度下降。为了解决这一难题,文中设计了一种基于复合非线性反馈-自适应积分滑模的主动侧杆随动控制方法,在复合非线性反馈控制算法基础上加入积分滑模控制算法。其中,复合非线性反馈控制能有效改善系统的稳态性,自适应积分滑模控制能有效抑制系统未知干扰。实验结果表明,所提出的改进飞机主动侧杆随动控制算法与传统复合非线性反馈控制算法相比,调节时间减小约41%,稳态误差减少了约93.6%。此外,在加入常值扭矩扰动下与传统PID算法相比,改进后的随动控制算法调节时间减少了约79%。改进后的主动侧杆随动控制算法显著提升了系统的控制精度和响应性能,并且具有良好的抗干扰能力。

为研究低小慢无人机在破片打击下的毁伤效能,建立了破片对无人机毁伤效能的评估模型。通过数值模拟分析单枚破片在不同初速、直径和材料条件下对目标各个舱段的毁伤概率,并采用蒙特卡洛法进行了多次射击仿真。研究结果表明,破片的初速、直径和材料对毁伤概率有显著影响,其中初速和直径的增加显著提升了毁伤概率,但在900~1 500m/s的速度范围和4~8 mm的大直径条件下,效能提升趋于饱和。而多枚破片的打击显著提高了毁伤概率,表明在破片数量增加的情况下,毁伤效能大幅提升,使破片数量成为影响毁伤效果的关键因素。基于研究结果,选择2~4 mm的破片直径、600~900 m/s的初速以及适当的材料,可以优化破片战斗部的设计,从而提升其对无人机的毁伤效能,为无人机毁伤效能的精准评估和作战决策提供科学依据。

针对巡飞弹药巡飞航迹规划算法设计以及作战任务想定,结合一种基于二维和三维数字地形的空间模型,提出基于自然界蚂蚁觅食的最短路径理论的航迹规划算法,实现巡飞弹药执行对既定作战区域定点威胁目标避障巡飞的航迹规划方案,对巡飞弹药已建立的环境中进行飞行模拟仿真和结果分析,验证了蚁群算法的正确性和有效性。

针对深水炸弹水下爆炸威力毁伤测试试验时现有全备引信不能满足试验使用需求的问题,在原全备引信的基础上开展了一种安全型的起爆试验用引信设计研究。该引信结构主要由密封保险、水压保险和辅助保险机构等组成。通过采用非线性有限元软件AUTODYN进行数值仿真分析和水下解除保险试验验证相结合的方法,对密封保险机构中电雷管炸通密封结构进水口过程进行了数值模拟分析和试验验证,数值模拟与试验验证结果基本一致。试验引信通过跌落、运输、振动和水下起爆试验验证,结果表明:该试验引信能够满足勤务处理安全性要求,能够较好地解决深水炸弹水下爆炸试验中操作安全和工作可靠问题,具有一定的工程应用价值,可向其他类似水下爆炸试验推广应用。

微光学陀螺(micro optic gyroscope,MOG)是一种基于波导环和Sagnac效应的小型化、集成化的新型角速度传感器,因其在综合性能上的潜在优势,有望在智能弹药、无人飞行器和水下无人运载器等小型平台上获得广泛应用。文中简述了3类MOG的基本原理;详细介绍了国内外研究机构在3类MOG技术方案,各光波导、集成光学器件等关键组件的方案及其制造工艺技术等方面取得的进展;展望了MOG的发展前景。

针对三维空间导弹打击目标时存在的模型不确定性、目标未知机动及终端碰撞角约束等问题,本文提出一种基于非奇异固定时间滑模与模糊控制的角度约束制导律。首先,建立三维弹目相对运动模型,并将终端碰撞角约束控制转化为视线角跟踪问题。其次,为避免传统终端滑模存在的奇异性问题,设计一种非奇异固定时间滑模面,并引入辅助函数以避免出现奇异问题。进一步地,利用模糊逻辑系统对由目标机动和模型不确定性引起的集总扰动进行在线逼近。基于Lyapunov稳定性理论,严格证明了闭环系统所有信号的固定时间稳定性。对比仿真结果表明,所设计的制导律能在不同初始条件下实现对机动目标的精确拦截,且相比现有固定时间滑模制导策略,在抑制控制指令抖振和提升视线角跟踪精度方面具有显著优势。

多无人机协同完成特定打击任务是未来无人机军事领域发展的重要方向。针对多无人机协同攻击问题,构建典型对抗场景。将多无人机协同攻击问题建模成分布式部分可观测马尔可夫决策过程(Dec-POMDP),设计独特奖励函数,采用多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)算法训练攻击策略。使用蒙特卡洛法分析仿真实验,结果表明在该多智能体强化学习算法训练之后,特定对抗场景下多无人机协同攻击任务完成率达到82.9%。

半球谐振子的动力学行为是半球谐振陀螺(HRG)功能的物理基础。针对目前国内半球谐振子动力学建模研究中普遍存在的缺乏具体参考来源,以及推导不严密甚至谬误等问题,详细推导了谐振子的动力学建模过程,总结了建模通用的学科背景知识,并梳理出了两大类常用的建模思路,以期为后续的进一步的研究和工程应用提供理论支撑。首先,对于半球谐振子动力学建模所通用的弹性薄壳理论进行了概括,包括描述应变和位移关系的弹性几何方程和将应变和应力联系起来的胡克定律;然后介绍了在早期理论研究中常用的基于达朗贝尔原理的建模方法,通过建立平衡方程以及载荷分析求解得到谐振子的二阶振动方程;最后介绍了由国外引入的基于拉格朗日力学的建模方法,通过计算谐振子整体的动能以及应变势能,并代入拉格朗日方程推导出谐振子的二阶运动方程,该方法在最近几年内也开始被国内的研究者所重视。

为解决传统毁伤评估方法无法评估轻型装甲车辆整体功能毁伤程度的现状,围绕“对轻型装甲车辆造成严重毁伤”这一毁伤等级要求,从结构损伤、破片损伤、生物毁伤、冲击、超压等方面对杀爆战斗部的动态威力毁伤概率进行评估分析,构建出轻型装甲车辆的综合毁伤评估准则,可从单一毁伤模式综合判断轻型装甲车辆毁伤等级。根据轻型装甲车辆防护特性,选取步战车作为典型目标开展目标易损性分析,设计出等效靶标并进行实弹射击,对其结构、生物、破片、超压、过载毁伤情况进行测试,验证了综合毁伤评估准则能够精准评估轻型装甲车辆毁伤等级,对轻型装甲车辆毁伤评估分析有一定的指导意义。

近年来巨型低轨星座项目迅猛发展,其在军事领域的应用潜力日益凸显,我国的相关项目也在稳步推进。文章介绍了巨型低轨星座的发展情况,分析了其在军事领域应用方向。文章以典型的作战场景为实例分析了巨型低轨星座如何影响精确打击领域杀伤网的构建和杀伤链的闭合,为基于巨型低轨星座的全域体系化杀伤网构建提供参考。本研究对我国反介入/区域拒止(A2/AD)战略体系建设具有重要参考意义。

为解决现代防空作战中武器-目标分配(Weapon-Target Assignment,WTA)决策效率低与实用性不强的问题,首先构建了一个综合考虑弹药消耗、作战成本、总作战时间与拦截收益四类指标的多目标WTA模型,同时考虑武器-弹药兼容性、弹药库存与毁伤门限等实际约束,以增强模型的实战贴合性。其次,提出了一种混合启发式算法HCQPSO-VNS(Hybrid Chaotic Quantum Particle Swarm Optimization-Variable Neighborhood Search,HCQPSO-VNS)用于求解所提WTA模型。该算法采用Logistic混沌映射提高初始种群质量,利用量子粒子群优化(Quantum particle swarm optimization,QPSO)实现全局搜索,并引入具有多邻域结构的变邻域搜索(Variable Neighborhood Search,VNS)进行局部优化,避免早熟收敛。最后,仿真结果表明,所提算法在较少迭代内即可收敛至高质量可行解,所得分配方案在满足期望毁伤下界与武器-弹药兼容性等约束的同时,可实现四类指标之间的有效均衡。对比仿真显示,该算法综合性能优于多种主流对比算法,可有效提高防空火力分配决策的效率与科学性。同时,随着问题复杂度增加,算法仍能保持较高的寻优效率与计算可接受性,展现出良好的可扩展性。

为了研究卵形弹在宽速域条件下的侵彻威力,通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,在不考虑装药冲击响应特性的前提下,对卵形弹侵彻混凝土靶板进行数值模拟,重点研究了在2.0Ma~6.0Ma撞击速度下,弹体材料、曲径比、长径比和质量对侵彻性能的影响。结果表明:随着着靶速度的提升,弹体无量纲侵深均呈现先上升后下降的趋势;同时,相比93钨合金和TA7钛合金材料,弹体材料选用G50合金钢侵彻性能更佳;曲径比在低速侵彻时对无量纲侵深影响显著,在超高速侵彻时影响程度降低,弹体最佳曲径比为3~4;长径比在低速侵彻时与侵深呈正相关,在超高速侵彻时呈负相关,无量纲侵深随长径比的增大而减小,弹体最佳长径比为4~5;质量对侵深影响显著,对无量纲侵深和临界转化速度影响较小;临界转化速度出现在3.5Ma~4Ma。