美国联合非致命武器项目及其十年科技战略规划

美国联合非致命武器理事会在成立20周年之际发布了《联合非致命武器项目科技战略规划2016-2025》,对未来十年相关领域的科技发展做出了部署安排。本文介绍美国联合非致命武器项目的使命职能、组织机构、运行模型、代表性成果以及十年科技战略规划,旨在为技术创新和管理创新提供参考和借鉴。     

加快推动国防科技和武器装备军民融合发展

国防科技和武器装备领域是军民融合发展的重点,也是衡量军民融合发展水平的重要标志。加快国防科技和武器装备军民融合发展,是保军强军的重要支撑,更关乎国家安全和发展一系列重大问题,必须从战略高度深刻领会其全局意义,以清醒头脑研判国防科技和武器装备军民融合发展形势,用务实举措推动国防科技和武器装备军民融合创新发展。     

一种基于改进型BC-CSRR的半模基片集成波导滤波器

为解决传统BC-CSRR在阻带性能上的问题,提出了一种改进型MBC-CSRR结构,并利用该结构设计了一个阻带性能优良的HMSIW滤波器。分析了加载MBC-CSRR的HMSIW等效电路和结构特性,采用有限元法对该结构的传输特性进行了仿真。结果表明:所提出的改进型MBC-CSRR在保持传统BC-CSRR优点的基础上具有更优良的阻带性能。应用该结构设计了一个三阶HMSIW带通滤波器并进行测试。结果表明:所设计的加载MBC-CSRR的HMISW滤波器具有结构紧凑、损耗低、成本低、易于集成且阻带性能优良等特点。     

基于同心筒结构的共架发射系统武器发射空域协调方法

为保证舰艇和武器系统安全,针对多武器共架发射时的发射协调问题,提出了空域协调的方法。首先,定义了空域协调的概念,分析了燃气排导、初始飞行弹道交叉对空域协调的影响;然后,通过判断发射活动、隔舱距离排序、隔舱属性赋值、判断隔舱相邻及弹道交叉等影响因素提出了空域协调的具体步骤;最后,对空域协调方法进行了算例验证。结果表明:通过空域上合理地选择武器(弹位)可以有效避免共架武器发射时产生干涉,保证系统安全。该方法对解决多类型舰载武器发射协调问题有借鉴意义。     

舰船横向消磁技术初步研究

针对消磁站沿地磁东西方向建设时地磁场的补偿问题,研究了横向地磁补偿线圈的布置方案及优化问题,提出了补偿线圈部分交叠放置的布置方法,并采用Powell法对补偿线圈中的补偿电流进行了优化。实验结果表明:线圈交叠放置确实能改善横向地磁的补偿情况,而如果将交叠线圈中的电流作为独立变量分别进行优化时,横向地磁的补偿效果将得到明显的改善。     

非线性支撑下悬臂输流管道的Hopf分叉特性

研究了外激励作用下非线性支撑悬臂输流管道系统的Hopf分叉特性,建立了外激励作用下非线性支撑悬臂输流管道系统的动力学方程,并采用Galerkin方法离散动力学方程,由增量谐波平衡(IHB)法推导了方程的近似解析解,由Floquet理论判定了解的稳定性,同时给出了系统的Hopf分叉点。利用数值算法和IHB法研究了支撑位置、支撑结构刚度和阻尼对系统Hopf分叉特性的影响规律。研究表明:系统的幅频特性在Hopf分叉前后发生了改变,响应频率由外激励频率变为系统的自激振动频率,且系统Hopf分叉后,幅值显著增大。该研究结果可为悬臂管道的振动控制提供理论基础。     

基于ICA的油库阀门内漏声发射定量检测

基于声发射原理的阀门内漏检测作为一种动态无损检测方法得到了广泛应用,但是定量检测一直是研究难点。现有的内漏率定量检测模型计算方法因参数不易测定,导致计算困难,精度不高。采用独立分量分析(ICA)方法提取声发射信号特征向量,并与参考样本集的特征向量相比较,相似程度最高的即可作为待测阀门的内漏率。内漏模拟实验分别将常规参数、频谱成分和ICA提取特征作为特征向量进行比较,结果表明ICA提取的特征向量维数为15时,均方根误差可以达到0.01 L/min,能够满足工程检测需要。     

基于大涡模拟的气体羽流分层特性数值模拟

采用大涡模拟(LES)对气体羽流分层特性进行数值模拟,分析了基于LES的气体羽流模型、控制方程和数值计算方法,探讨了LES在多组分气体羽流模拟中的应用;以文献[1]中氦气在空气中形成羽流的实验数据为参考,对所建模型进行验证。利用该模型对密闭空间油气泄漏过程进行数值模拟,计算结果表明油气在泄漏发生的240 s之内,不同组分表现出显著不同的分层规律:相对于空气,密度较大的组分聚集在空间下部20%的范围内;密度较小的组分主要分散在空间上部80%的范围内。研究结果为油库油气危险源安全监测与预警、火灾预防与扑救等提供了关键参数参考和工程设计理论依据。     

基于SCAS的防空反导装备体系作战能力指标设计

指标设计是进行武器装备体系发展论证和作战效能与作战能力评估分析的基础。着眼体系作战效能与作战能力评估分析需求,基于传感器（ Sensor）、控制器（ Controller）、执行器（ Actuator）、支持器（ Supporter）的柔性建模方法,对防空反导装备体系作战能力指标进行了设计,构建了其侦察预警能力、指挥控制能力、拦截打击能力、综合保障能力评估指标体系,并利用结构方程模型（ SEM）对指标之间的影响作用关系进行了分析,可为防空反导装备体系建设与运用提供重要借鉴。     

一种舰载多武器火力兼容优先级控制模型和方法

分析了美海军先进驱逐舰的武器配置,给出了舰载两两武器间动态火力散布体交叉的时空模型,提出了一种舰载多武器火力兼容优先级控制数学模型,并给出计算实例。