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指挥控制与仿真

指挥控制与仿真 >

2021 , Vol. 43 >Issue 3: 107 - 113

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-3819.2021.03.021

工程实践

一种柔性网灵敏性参数正交仿真试验分析方法

  • 刘亮 ,
  • 邱旭阳 ,
  • 贾彦翔 ,
  • 卞伟伟
展开
  • 北京机械设备研究所, 北京 100854

作者简介: 刘 亮(1989—),男,宁夏中宁人,硕士,研究方向为低慢小无人机协同防控。

邱旭阳(1970—),男,硕士,研究员。

Copy editor: 胡志强

收稿日期: 2020-09-30

  修回日期: 2020-12-01

  网络出版日期: 2021-06-10

收起

An Orthogonal Simulation Experiment Analysis Method or Sensitivity Parameters of Flexible Net

  • LIU Liang ,
  • QIU Xu-yang ,
  • JIA Yan-xiang ,
  • BIAN Wei-wei
Expand
  • Beijing Institute of Mechanical Equipment, Beijing 100854, China

Received date: 2020-09-30

  Revised date: 2020-12-01

  Online published: 2021-06-10

Fold

摘要

为评估柔性网拦截弹开网参数对开网效果的影响,基于正交试验设计理论,运用极差法与方差法对影响开网核心指标的弹体速度、弹射角度、牵引头质量、弹射速度、弹道倾角等5项参数开展灵敏度研究。仿真试验结果表明,柔性网展开面积主要取决于弹射速度、弹射角度及牵引头质量;柔性网滞空时间与牵引头质量、弹射速度、弹射角度均呈负相关关系;柔性网有效拦截面积与牵引头质量、弹射角度及弹射速度呈正相关关系。该方法不受系统模型限制,能减少试验运算和数据处理工作量,可有效应用于非线性、不连续的柔性网空中开网过程控制算法鲁棒性评估和参数灵敏度分析,为柔性网开网任务规划提供理论支撑。

关键词： 柔性网拦截弹; 正交试验; 灵敏度分析; 极差分析; 方差分析

本文引用格式

刘亮 , 邱旭阳 , 贾彦翔 , 卞伟伟 . 一种柔性网灵敏性参数正交仿真试验分析方法[J]. 指挥控制与仿真, 2021 , 43(3) : 107 -113 . DOI: 10.3969/j.issn.1673-3819.2021.03.021

Abstract

In order to evaluate the influence of opening parameters of flexible net interceptor on the open net effect, based on the orthogonal experimental design theory, the range method and variance method are used to study the sensitivity due to five parameters, including projectile velocity, ejection angle, tractor mass, ejection velocity and trajectory inclination angle. The simulation results show that the developed area of the flexible net mainly depends on the ejection speed, ejection angle and the mass of the tractor; the hang time of the flexible net is negatively correlated with the mass, velocity and angle of the tractor; the effective interception area of the flexible net is positively correlated with the mass, velocity and angle of the tractor. This method is not limited by the system model, and can reduce the workload of experimental calculation and data processing. It can be effectively used for the robustness evaluation and parameter sensitivity analysis of nonlinear and high dynamic opening process control algorithm in flexible net, and provide reference for the task planning of flexible net.

Key words： flexible net interceptor; orthogonal test; range analysis; variance analysis; sensitivity analysis

柔性网拦截弹作为一种性价比和可靠性较高的捕获“低慢小”无人机目标的方式[1],根据发射位置不同,主要分为地面发射捕获和无人机空中捕获。如英国OpenWorks公司研发的Skywall 100武器系统通过肩扛式发射装置发射绳网来进行无人机的直接拦截;荷兰Delft Dynamics公司研制的“无人机捕手”通过采用无人机发射绳网实现对非合作无人机目标的压制;此外,还有美国密歇根理工大学研制的多旋翼无人机柔性网捕获系统与国内航天科工二院206研究所研发的“低慢小”柔性网拦截系统[2-3]。
柔性网空中展开过程时间短,变化快,流固耦合现象比较严重,相对于空间飞网,超低空,气动环境复杂多变,地面试验难以模拟其动态性,导致柔性网展开具有很大的不确定性[4]。柔性网最大开网面积、滞空时间、有效拦截面积是考核柔性开网性能优劣的核心指标,直接关系到柔性网拦截弹对目标的拦截压制效果。而弹体速度、弹射角度、牵引头质量、弹射速度、弹道倾角等参数直接决定了上述核心指标的实现,如图1所示。
图1 柔性网开网过程参数说明
想要精确获得以上参数信息相当困难,为了评估开网参数对柔性网开网效果性能的影响,同时尽可能覆盖较大的参数范围,减少仿真计算工作量,本文基于正交试验法[5-6]对仿真工况进行设计。

1 正交仿真试验设计

1.1 参数选取

以四边形柔性网为例,网型如图2所示。四边形网共有四个牵引头,中心区域由正方形网格均匀组成,每个网格边长为400 mm,共13×13个网格;网的四边由连接绳与牵引绳连接,连接点与牵引绳端点距离300 mm,牵引绳总长为500 mm。正方形网名义展开面积为31.63 m2。
图2 四边形柔性网网型
参见图1,试验中所考虑的参数如表1所示。
表1 试验中参数表
序号 参数名 符号 单位
1 弹道倾角 θ °
2 弹体速度 v m/s
3 牵引头质量 m g
4 弹射角度 θr °
5 弹射速度 vr m/s

1.2 正交表构造

本文采用的正交表为L25(56),由于只选取了5个因素,因素正交表中有一列为空。每个因素的水平划分如表2所示,其中θ为弹道倾角、v为弹体速度、m为牵引头质量、θr为质量块弹射角度、vr为质量块弹射速度。正交试验表如表3所示,从表1中可以看出表中任意一列各水平均出现且出现次数相等;任意两列之间各种不同水平的组合均有可能出现,且出现次数相等,这体现了正交设计表“均匀分散、齐整可比”的特点[8]。
表2 六边形网正交试验设计的因素与水平
Level θ/(°) v/(m/s) m/g θr/(°) vr/(m/s)
1 -15 10 25 25 50
2 -5 30 35 35 60
3 5 50 45 45 70
4 15 70 55 55 80
5 25 90 65 65 90
表3 正交仿真试验设置表
ID θ v m θr vr Blank
1 1 1 1 1 1 1
2 1 2 2 2 2 2
3 1 3 3 3 3 3
4 1 4 4 4 4 4
5 1 5 5 5 5 5
6 2 4 2 3 1 5
7 2 5 3 4 2 1
8 2 1 4 5 3 2
9 2 2 5 1 4 3
10 2 3 1 2 5 4
11 3 2 3 5 1 4
12 3 3 4 1 2 5
13 3 4 5 2 3 1
14 3 5 1 3 4 2
15 3 1 2 4 5 3
16 4 5 4 2 1 3
17 4 1 5 3 2 4
18 4 2 1 4 3 5
19 4 3 2 5 4 1
20 4 4 3 1 5 2
21 5 3 5 4 1 2
22 5 4 1 5 2 3
23 5 5 2 1 3 4
24 5 1 3 2 4 5
25 5 2 4 3 5 1

2 灵敏度分析方法

2.1 极差法[8]

极差法的定义为:假设第j因素第i个水平所对的某个指标的平均值为 y - j i,则因素j对该指标的极差为
Rj=max( y - j i)-min( y - j i),i=1,…,pj
式中,pj为第j因素所划分水平的数目。
Rj越大则说明该因素对该指标的影响越大,该因素越重要,据此可将各因素按照重要性进行排序。极差法的优点在于简单直观,计算量少,但是它无法估计试验误差的大小,也无法提出一个标准来判断因素的作用是否显著。

2.2 方差法

方差法的基本思想是将指标的总离差分解成因素的水平变化引起的离差和误差引起的离差两部分,然后构造F统计量,作F检验,从而判断因素的显著程度。设因素j的水平变化引起某指标的离差为[8]
SSj=p ∑ i = 1 p( y - j i- y -)
式中, y -为该指标的平均值。
Fj= S S j / f j S S e / f e
式中,fj、fe分别为因素j和误差e的自由度。
Fj越大说明该因素对该指标的影响越大,该因素越重要,也可据此进行重要性排序。若Fj>F1-α(fj,fe),则认为因素j对该指标有显著影响,否则无显著影响,其中,α为置信水平。由此可见,方差法相对于极差法的一大优势在于可以判断因素的显著程度[8]。

3 灵敏度参数分析

3.1 最大开网面积灵敏性分析

最大展开面积正交仿真试验得到的最大展开面积如表4所示,弹道倾角等5项参数在不同水平下对试验结果的影响,计算结果如表5~表9所示,不同因素对应的极差如表10所示。
表4 正交试验中的最大开网面积
ID θ v m θr vr Blank Smax(m2)
1 1 1 1 1 1 1 12.842
2 1 2 2 2 2 2 14.6055
3 1 3 3 3 3 3 18.2437
4 1 4 4 4 4 4 21.947
5 1 5 5 5 5 5 25.2048
6 2 4 2 3 1 5 31.0829
7 2 5 3 4 2 1 29.2975
8 2 1 4 5 3 2 23.259
9 2 2 5 1 4 3 6.7337
10 2 3 1 2 5 4 4.169
11 3 2 3 5 1 4 32.7514
12 3 3 4 1 2 5 14.721
13 3 4 5 2 3 1 19.1989
14 3 5 1 3 4 2 11.2827
15 3 1 2 4 5 3 7.5957
16 4 5 4 2 1 3 31.9437
17 4 1 5 3 2 4 25.4143
18 4 2 1 4 3 5 14.353
19 4 3 2 5 4 1 18.4124
20 4 4 3 1 5 2 4.8522
21 5 3 5 4 1 2 33.3337
22 5 4 1 5 2 3 27.8992
23 5 5 2 1 3 4 8.4943
24 5 1 3 2 4 5 6.6022
25 5 2 4 3 5 1 10.7721
表5 弹道倾角不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Smax/m2 12.842 31.0829 32.7514 31.9437 33.3337
Smax/m2 14.6055 29.2975 14.721 25.4143 27.8992
Smax/m2 18.2437 23.259 19.1989 14.353 8.4943
Smax/m2 21.947 6.7337 11.2827 18.4124 6.6022
Smax/m2 25.2048 4.169 7.5957 4.8522 10.7721
mean/m2 18.5686 18.90842 17.10994 18.99512 17.4203
表6 弹体速度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Smax/m2 12.842 14.6055 18.2437 21.947 25.2048
Smax/m2 31.0829 29.2975 23.259 6.7337 4.169
Smax/m2 32.7514 14.721 19.1989 11.2827 7.5957
Smax/m2 31.9437 25.4143 14.353 18.4124 4.8522
Smax/m2 33.3337 27.8992 8.4943 6.6022 10.7721
mean/m2 28.39074 22.3875 16.70978 12.9956 10.51876
表7 牵引头质量不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Smax/m2 12.842 14.6055 18.2437 21.947 25.2048
Smax/m2 4.169 31.0829 29.2975 23.259 6.7337
Smax/m2 11.2827 7.5957 32.7514 14.721 19.1989
Smax/m2 14.353 18.4124 4.8522 31.9437 25.4143
Smax/m2 27.8992 8.4943 6.6022 10.7721 33.3337
mean/m2 14.10918 16.03816 18.3494 20.52856 21.97708
表8 弹射角度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Smax/m2 12.842 14.6055 18.2437 21.947 25.2048
Smax/m2 6.7337 4.169 31.0829 29.2975 23.259
Smax/m2 14.721 19.1989 11.2827 7.5957 32.7514
Smax/m2 4.8522 31.9437 25.4143 14.353 18.4124
Smax/m2 8.4943 6.6022 10.7721 33.3337 27.8992
mean/m2 9.52864 15.30386 19.35914 21.30538 25.50536
表9 弹射速度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Smax/m2 12.842 14.6055 18.2437 21.947 25.2048
Smax/m2 23.259 6.7337 4.169 31.0829 29.2975
Smax/m2 7.5957 32.7514 14.721 19.1989 11.2827
Smax/m2 25.4143 14.353 18.4124 4.8522 31.9437
Smax/m2 6.6022 10.7721 33.3337 27.8992 8.4943
mean/m2 15.14264 15.84314 17.77596 20.99604 21.2446
表10 不同因素对应的极差
θ/(°) v/(m/s) m/g θr/(°) vr/(m/s)
极差/m2 1.8852 17.8720 6.8344 15.9767 6.1020
从上述表中可以看出,各因素按照影响作用从大到小排列依次为:弹体速度、弹射角度、牵引头质量、弹射速度、弹道倾角。
各个因素在不同水平下最大展开面积的变化趋势图如图3所示,从图3中可见,弹体速度越小越有利于获得较大的展开面积;弹射角度、弹射速度及牵引头质量越大则越能增大最大展开面积;弹道倾角对于最大展开面积的作用不明显。
图3 各因素在不同水平下对应的最大展开面积
方差分析法将正交试验的数据分解成因素水平变化引起的离差和误差引起的离差两部分,然后构造F统计量,作F检验,从而判断因素作用的显著程度。因素的F统计量值越大则说明该项因素对指标的影响越大。最大展开面积的方差分析结果如表11所示,可以看出对最大展开面积的影响因素中,各个因素的重要程度为v、θr、m、vr、θ。
表11 四边形网最大展开面积各因素的方差分析
θ/(°) v/(m/s) m/g θr/(°) vr/(m/s) Blank
离差 15.3305 1048.5 205.5960 739.6769 160.8474 3.9524
F 3.8788 265.2735 52.0178 187.1454 40.6960 -
F0.05(4,4) 6.39
是否影响 否 是 是 是 是 -

3.2 滞空时间参数灵敏性分析

滞空时间代表柔性网在空中具有捕获能力的时间,本文的定义是:从柔性网发射至柔性网面积缩减为名义面积的5%。四边形网滞空时间的正交试验结果如表12所示,各个因素在不同水平下的滞空时间如表13~表17所示,极差计算结果如表18所示。各个因素按照极差从大到小的排列顺序为:vr、θr、m、v、θ。
表12 正交试验中的滞空时间
ID θ v m θr vr Blank tmax/s
1 1 1 1 1 1 1 2
2 1 2 2 2 2 2 1.672
3 1 3 3 3 3 3 0.964
4 1 4 4 4 4 4 0.64
5 1 5 5 5 5 5 0.474
6 2 4 2 3 1 5 1.71
7 2 5 3 4 2 1 0.95
8 2 1 4 5 3 2 0.906
9 2 2 5 1 4 3 1.096
10 2 3 1 2 5 4 1.368
11 3 2 3 5 1 4 1.592
12 3 3 4 1 2 5 1.476
13 3 4 5 2 3 1 0.844
14 3 5 1 3 4 2 1.106
15 3 1 2 4 5 3 0.984
16 4 5 4 2 1 3 1.27
17 4 1 5 3 2 4 1.228
18 4 2 1 4 3 5 1.386
19 4 3 2 5 4 1 0.792
20 4 4 3 1 5 2 1.09
21 5 3 5 4 1 2 1.68
22 5 4 1 5 2 3 1.22
23 5 5 2 1 3 4 1.754
24 5 1 3 2 4 5 1.36
25 5 2 4 3 5 1 0.814
表13 弹道倾角不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
tmax/s 2 1.71 1.592 1.27 1.68
tmax/s 1.672 0.95 1.476 1.228 1.22
tmax/s 0.964 0.906 0.844 1.386 1.754
tmax/s 0.64 1.096 1.106 0.792 1.36
tmax/s 0.474 1.368 0.984 1.09 0.814
mean/s 1.15 1.206 1.2004 1.1532 1.3656
表14 弹体速度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
tmax/s 2 1.672 0.964 0.64 0.474
tmax/s 0.906 1.096 1.368 1.71 0.95
tmax/s 0.984 1.592 1.476 0.844 1.106
tmax/s 1.228 1.386 0.792 1.09 1.27
tmax/s 1.36 0.814 1.68 1.22 1.754
mean/s 1.2956 1.312 1.256 1.1008 1.1108
表15 牵引头质量不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
tmax/s 2 1.672 0.964 0.64 0.474
tmax/s 1.368 1.71 0.95 0.906 1.096
tmax/s 1.106 0.984 1.592 1.476 0.844
tmax/s 1.386 0.792 1.09 1.27 1.228
tmax/s 1.22 1.754 1.36 0.814 1.68
mean/s 1.416 1.3824 1.1912 1.0212 1.0644
表16 弹射角度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
tmax/s 2 1.672 0.964 0.64 0.474
tmax/s 1.096 1.368 1.71 0.95 0.906
tmax/s 1.476 0.844 1.106 0.984 1.592
tmax/s 1.09 1.27 1.228 1.386 0.792
tmax/s 1.754 1.36 0.814 1.68 1.22
mean/s 1.4832 1.3028 1.1644 1.128 0.9968
表17 弹射速度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
tmax/s 2 1.672 0.964 0.64 0.474
tmax/s 1.71 0.95 0.906 1.096 1.368
tmax/s 1.592 1.476 0.844 1.106 0.984
tmax/s 1.27 1.228 1.386 0.792 1.09
tmax/s 1.68 1.22 1.754 1.36 0.814
mean/s 1.6504 1.3092 1.1708 0.9988 0.946
表18 不同因素对应的极差
θ/(°) v/(m/s) m/g θr/(°) vr/(m/s)
极差/m2 0.2156 0.2112 0.3152 0.4864 0.7044
图4为各个因素在不同水平下滞空时间的变化情况。
图4 各个因素不同水平线四边形网滞空时间的变化图
图5 四边形网有效拦截面积随各因素水平变化图
从图4中可以看出,弹射角度减小、弹射速度减小、牵引头质量减小均可使得柔性网滞空时间的增加。对这一现象更深层次的物理解释是:柔性网网型的收缩是空气阻力和绳网中的收缩内力共同造成的,其中绳网中的收缩内力是主导因素;绳网中产生收缩内力的主要原因是绳网发射时在展开方向存在剩余能量,使得柔性网中产生形变进而产生克服形变的收缩内力;减小牵引头质量、发射速度、弹射角度均可以减小绳网在展开方向的能量。
四边形网滞空时间正交试验的方差分析如表19所示。从F统计量的数值上来看,牵引头的弹射速度对柔性网滞空时间最大,按照90%的置信度仅弹射速度对滞空时间有影响,出现这个结果的原因可能是正交试验采取的样本数量太少,影响因素应至少包含弹射速度、弹射角度、牵引头质量。可以确定的是,弹道倾角的大小对于滞空时间的影响很小。
表19 各因素的方差分析
θ/(°) v/(m/s) m/g θr/(°) vr/(m/s) Blank
离差 0.1551 0.2074 0.6461 0.6869 1.5975 0.2517
F 0.6162 0.8241 2.5670 2.7289 6.3466 -
F0.05(4,4) 6.39
F0.1(4,4) 4.11
是否影响 否 否 否 否 是 -

3.3 有效拦截面积灵敏性分析

四边形网有效拦截面积指的是网的展开面积在铅垂面内的投影,它是评估柔性网对水平飞行目标捕获能力的一项重要指标。四边形网有效拦截面积的正交试验结果如表20所示,各个因素在不同水平下的有效拦截面积如表21~表25所示,正交试验的极差分析结果如表26所示。从极差计算结果来看,各因素按照影响作用从大到小排列依次为:v、θr、m、vr、θ,与最大展开面积的分析结果一致[8]。
表20 四边形网有效拦截面积正交试验结果
ID θ v m θr vr Blank Seff/m2
1 1 1 1 1 1 1 12.3742
2 1 2 2 2 2 2 14.085
3 1 3 3 3 3 3 17.5756
4 1 4 4 4 4 4 21.2059
5 1 5 5 5 5 5 24.3518
6 2 1 2 3 4 5 29.8957
7 2 2 3 4 5 1 29.16
8 2 3 4 5 1 2 23.1429
9 2 4 5 1 2 3 6.7086
10 2 5 1 2 3 4 4.1564
11 3 1 3 5 2 4 31.6737
12 3 2 4 1 3 5 14.6748
13 3 3 5 2 4 1 19.1263
14 3 4 1 3 5 2 11.2398
15 3 5 2 4 1 3 7.5741
16 4 1 4 2 5 3 30.8826
17 4 2 5 3 1 4 24.5353
18 4 3 1 4 2 5 13.8875
19 4 4 2 5 3 1 17.819
20 4 5 3 1 4 2 4.6883
21 5 1 5 4 3 2 32.2453
22 5 2 1 5 4 3 25.3499
23 5 3 2 1 5 4 7.6988
24 5 4 3 2 1 5 5.9836
25 5 5 4 3 2 1 9.7652
表21 弹道倾角不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Seff/m2 12.3742 29.8957 31.6737 30.8826 32.2453
Seff/m2 14.085 29.16 14.6748 24.5353 25.3499
Seff/m2 17.5756 23.1429 19.1263 13.8875 7.6988
Seff/m2 21.2059 6.7086 11.2398 17.819 5.9836
Seff/m2 24.3518 4.1564 7.5741 4.6883 9.7652
mean/m2 17.9185 18.61272 16.85774 18.36254 16.20856
表22 弹体速度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Seff/m2 12.3742 14.085 17.5756 21.2059 24.3518
Seff/m2 29.8957 29.16 23.1429 6.7086 4.1564
Seff/m2 31.6737 14.6748 19.1263 11.2398 7.5741
Seff/m2 30.8826 24.5353 13.8875 17.819 4.6883
Seff/m2 32.2453 25.3499 7.6988 5.9836 9.7652
mean/m2 27.4143 21.561 16.28622 12.59138 10.10716
表23 牵引头质量不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Seff/m2 12.3742 14.085 17.5756 21.2059 24.3518
Seff/m2 4.1564 29.8957 29.16 23.1429 6.7086
Seff/m2 11.2398 7.5741 31.6737 14.6748 19.1263
Seff/m2 13.8875 17.819 4.6883 30.8826 24.5353
Seff/m2 25.3499 7.6988 5.9836 9.7652 32.2453
mean/m2 13.40156 15.41452 17.81624 19.93428 21.39346
表24 弹射角度不同水平下的最大开网面积
Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Seff/m2 12.3742 14.085 17.5756 21.2059 24.3518
Seff/m2 6.7086 4.1564 29.8957 29.16 23.1429
Seff/m2 14.6748 19.1263 11.2398 7.5741 31.6737
Seff/m2 4.6883 30.8826 24.5353 13.8875 17.819
Seff/m2 7.6988 5.9836 9.7652 32.2453 25.3499
mean/m2 9.22894 14.84678 18.60232 20.81456 24.46746
表25 弹射速度不同水平下的最大开网面积
Seff/m2 Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
Seff/m2 12.3742 14.085 17.5756 21.2059 24.3518
Seff/m2 23.1429 6.7086 4.1564 29.8957 29.16
Seff/m2 7.5741 31.6737 14.6748 19.1263 11.2398
Seff/m2 24.5353 13.8875 17.819 4.6883 30.8826
mean/m2 5.9836 9.7652 32.2453 25.3499 7.6988
Seff/m2 14.72202 15.224 17.29422 20.05322 20.6666
表26 四边形网有效拦截面积不同因素对应的极差
θ/° v/(m/s) m/kg θr/(°) vr/(m/s)
极差/m2 2.4042 17.3071 11.2863 15.2385 5.9446
四边形网有效拦截面积正交数值试验的方差分析结果如表24所示。在95%置信度下,各个因素均对四边形网的有效拦截面积具有影响,对比表8中四边形网最大展开面积的方差分析,仅有弹道倾角的数值变化较大,体现了弹道倾角对于有效拦截的影响。对比各个因素的F量,对有效拦截影响从大到小依次为:v、θr、m、vr、θ。
表24 各因素的方差分析
θ/(°) v/(m/s) m/g θr/(°) vr/(m/s) Blank
离差 20.9762 974.8231 211.4443 680.7730 147.2183 1.8112
F 11.5814 538.2180 116.7423 375.8674 81.2819 -
F0.05(4,4) 6.39
是否影响 否 是 是 是 是 -

4 结束语

通过正交仿真试验可以得到以下结论:
1)柔性网初始发射动量在展开平面内的投影是决定柔性网滞空时间和最大展开面积的关键物理量。牵引头动量在展开平面内投影的动量越大则柔性网最大展开面积越大,然而,柔性网的滞空时间却越小。因此柔性网的最大展开面积和滞空时间是一对相互矛盾的量,在设计时不可能让二者同时达到最大值,需要根据实际情况,多次利用仿真软件进行计算并结合试验结果寻求最为合理的发射参数组合[8]。
2)从仿真计算中可以看出,弹体速度对于柔性网的最大展开面积和有效拦截面积均有较大的影响,弹体速度越大则最大展开面积有效拦截面积越大。柔性网发射前的弹体速度是经过减速伞减速得到的,因此只要增加减速伞的面积或者作用时间来降低柔性网发射前的弹体速度,则可以很大程度上增加柔性网的最大展开面积,与此同时,弹体速度对牵引头质量在展开平面内的投影影响相对较小,降低弹体速度对滞空时间的影响需要进一步的研究分析[8]。
参数灵敏度在理论上反映的是输入摄动与输出响应的关系,在工程上则反映了性能与代价的平衡。因此,针对不同参数的灵敏度特点,在柔性网研制过程中应结合工程需求,精确控制灵敏度较大的参数,提高柔性网开网性能,而灵敏度较小的参数可适当放低精度[8]。本文针对柔性网发射参数对关键开网性能指标的影响进行了灵敏度分析,找到了影响关键指标的主要因素,可为柔性网关键参数的工程设计提供一定的参考。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
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