装备多阶段作战任务成功性评估

受使用方式、可靠性、维修性因素的影响,装备执行作战任务时常呈现出多阶段任务特性。通过对装备作战多阶段任务的分析与描述,基于Markov模型建立起单阶段任务成功性评估模型并给出求解方法,而后给出逐阶段评估多阶段任务成功性的过程,并通过系统状态映射机制解决阶段任务间系统状态数量不同的问题。最后,通过装备使用方案优化的示例展示了该方法在装备领域中的应用价值。     

典型作战流程和分级环境下发射车生存能力改进ADC评估模型

为了综合评估发射车在作战中的生存能力,区分参数-性能-能力-效能四个层次建立武器装备评估空间,构建对象、内容和层次三个维度的评估框架,划分五类自然环境、三级威胁环境和三种作战状态,将外界环境引入评估过程,用被发现概率和损毁概率表征发射车隐蔽伪装能力和抗毁防护能力,建立发射车作战状态转移概率矩阵,提出典型作战流程和分级环境下的发射车生存能力改进可靠性、可信性、可用性综合评估模型。通过仿真分析,在不同环境和作战状态下各型发射车生存能力差异明显,模型能在性能空间、环境空间、作战流程空间多个维度动态评估发射车的生存能力,为发射车性能设计、战场运用     

战时桥梁可靠性的Markov评估模型

给出战时桥梁可靠性的定义,并建立评估模型。分析战时桥梁破坏与抢修机理,提出单一桥梁状态转移过程,证明桥梁网状态转移过程即Markov生灭过程。建立桥梁网状态转移平衡方程,对桥梁可靠性进行评估。通过算例,验证算法的科学性与可用性。     

多阶段任务系统可靠性分析的ROBDD算法

针对Markov方法分析多阶段任务系统(Phased-Mission System,PMS)可靠性时的状态空间爆炸问题,基于层次化建模思想,建立了PMS任务可靠性的顶层系统二维决策图(Binary Decision Diagram,BDD)模型和底层部件Markov模型。通过分析BDD中的同构节点和冗余节点,提出顶层模型构造过程中的同构节点合并策略和冗余节点删除策略。利用上述节点压缩策略生成简化模型,提高模型构造和存储效率。基于PMS部件排序规则,给出了层次化模型的递归求解方法,该方法的计算复杂度与顶层模型中的节点总数呈线性关系。通过算例分析,对比采用节点压缩策略前后的模型节点数,以及层次化方法与Markov方法的计算结果,验证了简化层次模型的正确性和有效性。     

旋转舱体抛罩对其姿态影响的分析

航天器在外罩分离过程中,外罩与航天器本体之间存在相互作用力,会对航天器本体的运动状态产生影响。为探究外罩弹性分离对航天器本体的的影响规律,基于多体动力学理论使用欧拉参数描述刚体姿态,考虑分离时刚体间的相互作用,引入拉格朗日乘子得到含约束方程的多刚体动力学模型。最后,针对建立的动力学模型,采用广义α算法对方程进行时间积分求解,并针对不同工况给出了相应的计算结果。结果表明,在不同初始条件下分离后舱体后续的旋转状态按一定规律变化。     

马氏链的战术导弹发射能力评估模型

采用马氏链状态转移的方法,对战术导弹发射单元与发射阵地在作战过程中的状态变化进行了研究。在此基础上,对战术导弹在战争条件下的发射能力进行研究,建立评估战术导弹发射能力的动态模型。通过仿真试验,验证了模型的可靠性和有效性。     

基于强化学习的多目标点航关联方法

针对密集杂波环境下的多目标点迹-航迹关联问题,以强化学习(Reinforcement Learning,RL)方法为基础,提出了一种基于Q学习的多目标点迹-航迹关联方法.首先,根据整个过程中目标的运动状态,建立马尔可夫决策过程(Markov Decision Process,MDP)模型.其次,利用各状态间的相关程度构...     

不完备检测下视情维修的多级劣化系统性能评估

视情维修是改善多级劣化系统性能表现的重要措施,然而在实际中检测不完备问题会制约视情维修的有效开展,从而影响劣化系统性能评估结果。针对这一问题,将多级劣化系统检测维修马尔科夫链模型中的状态转移进行调整,建立其在不完备检测下进行视情维修的性能评估模型,给出系统性能参数的求解方法。实例验证表明:在实际工作中,虚警和漏检对于系统瞬态可用度的影响是随时间变化而不定的,但对于系统可靠度的影响则是确定的,即在任意时刻虚警提高系统可靠度,而漏检降低系统可靠度。     

无人机集群作战中连续时间Markov链模型的求解方法

针对无人机集群目标作战解析建模时在状态转移过程中计算速率低的问题,提出了一种基于行压缩存储的四阶Runge-Kutta法。根据无人机集群作战样式将无人机集群作战过程划分为三个阶段,并分阶段对无人机集群作战的状态转移过程建立连续时间Markov链模型。以无人机集群完成作战任务的可靠性作为求解指标,运用四阶Runge-Kutta法对Markov模型进行求解。由于求解过程中速率转移矩阵具有稀疏特性,采用基于行压缩存储的算法优化求解速率。仿真实验表明,运用连续时间Markov理论建立的无人机集群作战过程模型的有效性和可行性优于其他模型。同时,与其他算法及模型相比,该算法计算速率更高、能更好地满足结果精度的可靠性需求,进一步说明了本算法的优越性。 〖BHDWG8,WK10YQ,DK1*2,WK1*2D〗〖XCHSC.TIF;%129%129〗听语音 聊科研与作者互动     

舰船装备多态系统海上预防性换件修理间隔期计算模型

为科学计算具有性能多态性的舰船装备在海上运行时开展预防性换件修理的间隔期,首先建立GO模型,再将GO模型转换成ExtendSim模型的舰船装备任务可靠度仿真模型,以换件修理后舰船装备是否能满足多个性能状态下可靠度要求为目标,逐步缩小修理间隔期范围。计算案例验证了该模型的正确性及算法的可操性。     

越肩发射的研究现状和发展

越肩发射就是本机利用机载火控系统控制机载空空导弹攻击尾后敌机的一种新型的攻击方式。越肩发射分为两种发射方式:一种是导弹向前发射,在空中转弯,然后去攻击后方的目标,叫做前射;另一种是导弹直接向后发射,去攻击后方的目标,叫做“后射”,也叫“后向攻击”。从1993年越肩发射被公开报道,并引起人们的注意,至今已经11年。国内外越肩发射的研究已经取得了很多成果。介绍了目前各国越肩发射的发展情况,重点评述了各种越肩发射的实现方法,总结了目前三个研究方向的工作,即前射、后射和工程化,认为越肩发射会在导弹控制、制导律和火控系统三个方面展开工作,并展望了越肩发射研究工作的未来。     

集对分析的弹炮结合防空武器系统可靠性分析

针对传统可靠性分析仅考虑系统正常运行及发生故障两种状态,而没有考虑其在亚健康状态下运行的同题,提出了基于集对分析的弹炮结合防空武器系统在亚健康模式下的可靠性分析方法.首先,在详细分析弹炮结合防空武器系统物理结构模型的基础上,基于集对分析方法,建立了弹炮结合防空武器系统可靠性模型;然后,根据工程应用中的经验数据,对弹炮结合防空武器系统的可靠性进行了实例仿真,结果验证了该模型的合理性和有效性.     

基于HHM-RFRM的实弹发射风险分析研究

实弹发射是复杂的系统性军事训练活动,在实施前要对其进行风险评估,实施的全过程中要进行风险管理,首要工作是运用科学方法进行风险分析。本文运用系统工程的思想,针对实弹发射这一复杂系统活动,识别得到环境、交通、技术、管理、人员、任务、装备、保障和通信这9类风险情景,进一步分析建立了实弹发射风险等级全息模型（HHM）。在此基础上,运用风险过滤、评级与管理框架（RFRM）,通过初步情景过滤、双重标准过滤、多重标准过滤、主要风险情景的定量评级等步骤对以上风险情景进行过滤分析,得到了环境因素、装备因素和管理因素这3种最重要的风险因素。通过综合运用HHM和RFRM方法分析出的风险因素,能够为决策者进行有针对性的风险评估和风险管理提供一定理论支持。     

基于卫星导航数据在线拟合星光折射模型方法

基于星光折射的自主导航系统结构简单、成本低廉,理论上能够实现对飞行器的高精度导航.但由于测量模型受大气参数不确定性的影响,使得该导航方法的精度及可靠性严重降低.根据飞行器处于低轨段的卫星导航数据,通过神经网络在线拟合星光折射模型,避免了大气参数不确定性的影响,提高了星光折射导航精度.通过仿真重点研究了星光折射模型的特点...     

Supercritical carbon dioxide as a new working medium for pneumatic launch: A theoretical study

Compared with the conventionally gaseous or liquid working media, the specific internal energy of supercritical carbon dioxide (SCD) is higher at the same temperature and pressure, and the critical temperature of carbon dioxide is close to room temperature, making SCD a potential new working medium for pneumatic launch. To analyze the feasibility of this conception, an analytical model of a pneumatic catapult is established on basis of the conservations of mass and energy. The model consists of a high-pressure chamber and a low-pressure chamber connected by multiple valves, and there is a movable piston in the low-pressure chamber that can push an aircraft to accelerate. The effects of the launch readiness state of SCD in the high-pressure chamber, the initial volume of the low-pressure chamber and the valve control on the movement of the aircraft are analyzed. It is found that there is a restrictive relation between the temperature and pressure of the launch readiness state of SCD, i.e., there is a maximum allowable launch readiness pressure when the launch readiness temperature is fixed. If this restrictive relation is not satisfied, the working medium in the low-pressure chamber will drop to its triple point within a few milliseconds, leading to a launch failure. Owing to this restrictive relation, there is an optimal launch readiness state of SCD with the highest working capacity for any allowable launch readiness temperature. The pressure of the low-pressure chamber will decrease significantly as the initial volume increases, leading to a decreased acceleration of the aircraft. The ac-celeration can be controlled below a critical value by a designed sequential blasting technique of multiple valves. The calculated results show that a 500 kg aircraft can be accelerated from 0 to 58 m/s in 0.9 s with 36 kg of carbon dioxide. This research provides a new technique for the controllable cold launch of an aircraft.     

载人飞船上升段轨道的Newton迭代设计法

本文对载人飞船上升段轨道的一种工程设计方法进行了探讨。该方法的特点是根据上升段飞行的特征,运用飞行力学原理选定其控制规律的数学模型,然后根据上升段轨道的中间约束条件和终端约束条件,利用Newton迭代法确定模型中的各待定参数。本文给出了该设计方法的流程图,并通过模拟计算论证了该设计方法的可行性。     

采用SHLPN分析特种车载总线网络可靠性

针对特种车载总线网络可靠性难以评估的问题,提出采用随机高级Petri网(Stochastic High-level Petri Net,SHLPN)分析特种车载总线网络可靠性。深入分析特种车载总线网络故障模式的基础上,将其等效为冗余总线控制器模块、远程终端模块和冗余链路模块的串联,分别建立各个模块的SHLPN模型,得到了各个模块的稳态可用度计算式,进而综合得到特种车载总线网络的稳态可用度计算式。最后,实例分析验证了所提方法的有效性。     

太阳风作用下航天器表面充电效应分析

针对太阳风等离子体中航天器的充电过程,基于欧洲航天局开发的航天器表面充电仿真软件,建立了航天器的数值计算模型,模拟了太阳风等离子体与航天器的相互作用,实现了不同表面材料时航天器表面电位以及尾迹结构的计算分析,给出了近日环境下航天器周围的空间电位结构以及等离子体密度分布情况。研究结果表明:表面材料的选择将影响空间势垒深度以及尾迹结构,表面充电至更低电位的表面材料具有较小尾迹区域;航天器向阳面电位分布主要由光电子以及二次电子主导,而背阳面的电位分布则主要受到尾迹效应的影响。以上结果对太阳风环境航天器探测和评估等相关工作以及工程研究具有一定的理论参考价值。     

IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测

快速准确的导弹轨道预测是有效进行导弹防御的前提。提出一种基于IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测方法,对导弹发射点和落点分别进行动态预测研究。首先,构建不包含导弹先验信息的IMM-EKF弹道估计器;其次,定义一种模型概率累积因子,用于估计导弹的关机时刻及相应的运动状态;最后,基于导弹运动状态的实时估计,动态预测落点和发射点。仿真实验结果表明:该方法能实时动态预测导弹发射点和落点;发射点预测应利用主动段状态估计,而落点预测则在导弹自由段早期进行为宜。     

多管火箭武器储运发射箱长期储存蠕变性能预测

为探究火箭武器储运发射箱长期储存的蠕变性能,制备复合材料层压板并开展单轴拉伸蠕变试验,获得了单向纤维复合材料主方向的蠕变本构模型参数。采用有限元方法并借助用户自定义材料子程序建立储运发射箱长期储存蠕变的数值分析模型,预测了堆码储存15年后底层发射箱的蠕变变形。以储存后的发射箱作为初始状态建立弹管耦合发射动力学仿真计算模型,进一步分析蠕变对火箭弹发射过程的影响。仿真结果表明:蠕变引起的定向器平行度和发射箱底面平面度的变化均小于技术指标规定值,定向器束的最大残余变形在三维空间内呈马鞍状分布,上、下两行中间位置定向器的变形最大,左、右两列中间位置定向器的变形最小。定向器蠕变变形使得弹管间隙减小,火箭弹在管内运动使弹管之间的动态接触碰撞力增大,离轨速度降低。