Controlled warfare: how directed-energy weapons will enable the US Military to fight effectively in an urban environment while minimizing collateral damage

US military operations are increasingly conducted within urban environments and with these operations come the risk of increasing the number of civilian casualties and infrastructure damage. The use of non-lethal weaponry, such as directed-energy weapons, is one method for minimizing collateral damage. This method enables US military forces to effectively fight within urban environments through force escalation capabilities. Using a series of historical examples and future scenarios for urban warfare, this article highlights deficiencies affecting military capabilities in military urban operations, addresses the consequences of collateral damage, assesses the effectiveness of directed-energy weapons in military urban operations and encourages further funding, research and integration of non-lethal weaponry, such as directed-energy weapons, within the US military.     

有限声速的纯方位算法

针对纯方位条件下对等速直航目标观测的算法问题,将目标运动要素及平均声速作为待估计参数,给出了计算非线性最小二乘法目标函数梯度与Hessian矩阵的解析公式,基于这些公式,可以构造估计目标运动要素的一些算法及编程实现。部分数值实验表明,信赖域算法、Levenberg-Marquardt算法与Matlab用于解非线性最小二乘问题的函数lsqnonlin的计算精度基本一致。     

基于改进CS的随机PRI雷达精确测速及杂波抑制算法

传统的脉冲多普勒雷达存在严重的测距测速模糊和盲区效应。考虑在正常脉冲重复间隔(PRI)上叠加一个随机扰动,并把PRI的随机变化巧妙转化为稀疏观测矩阵的受限等距性质,提出的基于压缩感知的随机脉冲重复间隔雷达为全相参动目标检测提供了一种新思路。针对其在实际应用中存在的粗糙损失和杂波干扰两个问题,分别提出了基于局部词典细化的精确测速算法和基于改进优化模型的杂波抑制方法。仿真实验结果表明该方案具有较高的测速精度和较强的杂波抑制性能。     

热射流起爆过程的数值模拟

采用改进的化学非平衡流解耦方法处理Euler反应流方程,并以H2/air 9组分21方程模型对竖直喷注的热射流起爆过程进行了二维数值模拟。对流项采用五阶WENO离散格式,时间推进采用二阶Runge-Kutta方法。详细分析了热射流以不同速度、入射位置、入射宽度和入射倾角喷射时在爆震管内形成的流场,总结了射流参数状态影响起爆的一般规律;解释了激波、火焰的相互作用对"热点"的形成以及转变为爆震的影响,特别是激波反射对"热点"形成的促进作用。结果表明,爆震波通常由火焰面和固壁附近狭长未燃区域中的"热点"产生。"热点"向爆震波发展的过程是过驱爆震阶段,存在三波结构。为了实现快速起爆,应当增大射流入射速度、贴近侧壁并以适当入射角度喷射热射流。     

聚氨酯的合成及水声性能

用甲苯-2,4-二异氰酸酯(2,4-TDI)、聚丙二醇(PPG)等原料合成了聚氨酯预聚体,以3,3-二氯-4,4-二氨基二苯甲烷(MOCA)、三羟甲基丙烷(TMP)为扩链剂合成了聚氨酯,在脉冲声管中测试了合成试样的声压反射系数和吸声系数,研究了不同扩链剂及不同含量的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)对其水下声学性能的影响。测试结果表明:TDI-PPG-MOCA合成型聚氨酯是一种良好的水下透声材料,TDI-PPG-TMP合成型聚氨酯是一种良好的水下吸声材料;BHT的加入对TDI-PPG-TMP合成型聚氨酯的水下吸声性能有显著提高,因此合理地设计实验工艺参数,可以得到水下声学性能更佳的聚氨酯。     

圆柱壳振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法及特性分析

针对圆柱壳结构瞬态声振特性分析研究不足,结合Newmark-β积分法和Kirchhoff时域边界积分方程,提出一种圆柱壳受迫振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法。基于一阶剪切变形理论和微元法思想,建立了圆柱壳振动声辐射分析模型,采取Jacobi多项式和Fourier级数表示轴向和周向位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法和Newmark-β积分法计算圆柱壳的受迫振动时域响应,在此基础上,基于Kirchhoff积分方程求解辐射噪声时域响应,分析圆柱壳受迫振动声辐射特性。与有限元方法/边界元方法数值结果对比表明,该方法具备收敛性好、精度高等优点,圆柱壳结构声振响应峰值随边界条件的刚度变弱存在左移现象,振动声辐射响应随厚度的增加呈现下降趋势;当随机载荷峰值频率与结构固有频率接近时,结构声振响应出现强特征线谱。     

基于作战仿真的导弹武器系统作战效能评估

针对空空导弹武器系统效能评估问题,提出了基于HLA作战仿真的作战效能评估方法,设计了作战效能评估系统,建立了效能评估指标体系;基于高层体系结构(HLA)设计了空空导弹效能评估仿真系统,给出了基本仿真联邦成员的设计,根据HLA运行机制及效能评估需求,设计了仿真流程图。     

电容器驱动型与电池驱动型磁阻发射器的仿真对比分析

利用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件,对单级电容器与电池型磁阻发射器进行仿真对比.仿真结果表明:电容器驱动型磁阻发射器加速弹丸较快,电池驱动型磁阻发射器理论射速较快,两者的涡流损耗处于同一个级别.在相同的加速距离和出口动能下,电池驱动型磁阻发射器能量转换效率高.     

舰炮武器系统最大有效射程研究

舰炮武器系统最大有效射程是指系统在规定的射击条件下,对规定目标,使用规定弹药射击时能达到规定射击效力指标要求的最大作用距离。系统使用不同的弹药对付不同类型目标,最大有效射程是不同的。本文界定了舰炮武器系统最大射程和最大有效射程的关系,从舰炮武器系统弹丸存速、毁伤能力、系统精度及系统稳定性等方面入手,分析了影响系统对空和对海(岸)最大有效射程的各种因素,并提出了确定最大有效射程的方法和准则,为舰炮武器系统设计及使用提供了有力的理论基础。     

ISAR成像方位向定标方法研究

提出了一种适合工程应用的ISAR方位向定标方法,通过对相位数据的平滑、分段、拟合,完成了对转速的快捷准确的估算,同时分析了散射点分布对定标精度的影响,结合仿真和试验数据验证了方法的有效性,并根据工程实践的经验,提出了一些提高定标精度的准则。