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以毁伤元(弹头或其有效破片)为研究对象,以明晰的物理概念、严谨的数学演绎,将现行的毁伤元的毁伤概率模型归结为四类,明确了它们各自应用的条件和区别,论证了现行国军标在此方面的缺失,以及在评估陆用武器系统的弹药毁歼概率时采用对数正态律的必要性。
机动弱小目标的检测和跟踪是当前研究的难点问题,而高脉冲重复频率(HPRF)雷达机动弱小多目标的检测跟踪问题同时面临雷达距离测量模糊、目标机动和目标低可观测等问题,更具复杂性。因此,对HPRF雷达机动弱小目标检测和跟踪的研究现状进行了详细分析,总结了该问题的关键难点,并结合前期研究,给出了具体可行的研究方向和思路,提炼了需解决的模糊量测似然函数的构建、目标丢失和消失的判别、“同源”目标的有效划分、乱序观测子量测重要性评估等关键技术,为HPRF雷达机动弱小目标检测和跟踪问题的研究提供参考。
网络信息体系是目前我军信息化建设的最新阶段和主要抓手,信息主导是网络信息体系和信息化战争的主要特征之一,夺取信息优势就夺取了战争“制高点”。研究了面向网络信息体系的信息优势概念内涵、度量框架及方法等问题,对于揭示网络信息体系信息主导和信息优势机理,评估网络信息体系的信息能力和水平,指导体系的设计和建设具有重大意义。
针对双基地声呐有效作用区域分析过程中模型较为简单的问题,提出了在目标强度不均匀情况下双基地覆盖面积的计算方法,得出了盲区和双基地最优配置的结论。仿真计算发现,双基地覆盖面积随潜艇航向的改变呈蝶形变化,并且双基地在工作时只有在特定区域内才会比单个等效合置基地有优势,通常称该区域为优势区域,通过仿真计算得出优势区域内存在盲区的基线距离。潜艇被发现后,通常在一定的概略角内进行逃逸,通过仿真计算,发现双基地具有距离优势和面积优势,但二者不可兼得,根据实际情况进行取舍,可为现阶段双基地的使用提供理论上的参考,具有一定的军事意义。
目前战术虚拟仿真训练强调受训者的多维感知、高度沉浸和作战体验,以达成作战技能正向迁移。结合陆上分队战术训练特点和受训者行为规律,针对陆上分队战术虚拟仿真训练中人机交互需求,对面向陆上分队战术的多人多模态人机交互设计、策略、流程和实现意义与训练价值进行了研究,探索了基于多人多模态人机交互开展陆上分队战术虚拟仿真训练的新方法,进一步推进了陆上分队作战能力的提升。
智能技术在海战领域广泛深入应用,催生智能化海战新形态。从海战的发展历程分析智能化海战的作战样式、特点和制胜机理,结合国内外军事领域智能技术发展现状,提出智能化海战装备建设面临的问题与挑战,最后给出适应未来跨域协同、敏捷指挥和精准控制需求的智能化海战装备的发展建议,为有效塑造态势,打赢未来智能化海战提供理论指导和技术支撑,推动实现海上作战跨越式发展。
针对海军主战航空兵作战使用频繁、任务时效性高、空海对抗关系复杂、交战结果与对抗策略强相关等特点,在作战筹划阶段已明确兵力类别及型号前提下,通过构建一套基于作战推演的航空兵力规模需求分析理论方法与模型,发挥计算机仿真推演信息化程度高、作战行动模拟细节性强等优势,开展单型兵力到多兵力轮换实验下的大样本兵力编组方案推演分析,并运用指挥决策效果评估模型比较评估不同样本下推演战果对作战目标满足度,最终寻优得到典型任务下多型航空兵力规模及配比需求,支撑战前作战方案科学化拟制。
针对兵棋对抗推演中的制权瘫体阶段联合火力打击任务规划问题,研究智能算法应用的可行性。设计了以多智能体协同进化为设计理念的群体智能优化算法,同时针对联合火力打击毁伤特点设计了对抗模拟平台,通过计算机迭代进化输出优化智能体,分析对应的最优任务规划的结构特点。实验分析表明,相比于手工拟制任务规划本算法应用于联合火力打击任务规划,具备全方位的优势,能够有效与兵棋对抗推演结合,可通过任务规划优化辅助指挥员决策,达成人机结合和智能决策的智能算法应用目的。
为有效应对敌可能发起的“饱和式攻击”,提高重要军事目标的防护能力,着眼无人技术的发展,首先,提出了无人机蜂群拦截系统的概念;随后,介绍了系统设计,并针对敌可能的巡航导弹、无人机蜂群、炮弹等各类打击,进行了具体的作战构想设计;总结了无人机蜂群拦截系统构建运行的关键技术,包括无人机平台研制、系统架构、集群感知与信息融合、集群控制与群体智能、任务规划、蜂群投放及回收补充等,并就技术实现的可行性和相关问题进行了分析,为进一步深化研究奠定了基础。
在军队新的领导指挥体制下,后勤保障要素全面纳入战区联指中心,科学评估后勤保障力要素能为联合作战指挥员提供决策支撑。通过研究后勤保障力理论,以后勤物资保障为例,提出战时物资保障数质、时空和军事意图三维矢量分析模型并分析其结果应用,最后按照后勤物资重要程度、部队补给梯次和作战阶段进行聚合得出后勤保障力模型。
声学场景分类是计算机听觉领域的热点方向之一,相比计算机视觉,特定场景下音频数据的收集和标注成本相对较高,如何利用有限的声学场景音频获得较高的分类准确率成为当前研究的重点内容。利用深度学习技术,结合轻量化网络模型mobilenetv2以及Mel声谱特征,基于城市场景分类数据集(urbansound8k)对三种数据增广技术SpecAugment、Mixup以及Cutmix进行全面的消融实验,结果表明:Cutmix增广技术将基线结果提升了0.71%,单独的Mixup以及SpecAugment增广技术对分类结果起抑制效果,SpecAugment结合Cutmix增广技术获得了最优的测试结果,分类准确率达到97.097%;其次对比最优方案下各类标签的F1分数和T-SNE降维分布图发现,二者具有很好的对应关系,表明T-SNE技术适用于Mel声谱特征的降维及分布观测。
采用数值计算方法,研究了无人机携带电子干扰载荷对水面舰艇雷达产生干扰效果时,电子干扰载荷功率与干扰距离的函数关系,并分析了无人机的雷达截面积和压制系数对电子干扰载荷功率的影响。为确定无人机最佳飞行高度,研究了无人机与水面舰艇的径向距离和电子干扰载荷有干扰效果时的无人机最大飞行高度,并分析了波束宽度对雷达分辨范围的影响。研究结果可为无人机电子干扰载荷的选择和无人机编队间隔距离的设计提供理论依据。
开源情报是现代情报体系中的关键组成部分,对其的处理分析是情报工作的重要内容。这其中以开源文本数据最为海量,蕴含的信息最丰富,但其以半结构化、非结构化数据为主,处理起来十分复杂,因而一种低成本的自动化文本情报处理方法十分关键。提出了一种基于远程监督关系抽取的开源文本自动化处理框架,通过将实体对齐到远程数据库的方式自动生成训练数据,降低了人工标注成本。同时,还提出了一种结合BiGRU网络和双重注意力机制的关系抽取模型,有效提升了抽取的性能,降低了噪声数据的影响。最后,在中文人物关系自动标注数据集上进行了实验。模型的抽取性能相较于基线模型有显著提升,初步验证了模型的有效性,能较好地支持对开源情报信息的分析。
针对某型无人机在考虑发动机进排气影响状态下,最大飞行速度可能无法达到的问题,进行了全机气动减阻优化设计,重点针对机翼、尾翼等关键气动部件开展优化,通过设计多种不同优化方案并进行计算分析,最终确定了最优方案,气动减阻优化设计效果明显,在最大速度状态升阻比增加约0.44,气动阻力有显著改善。同时对无人机外挂载荷安装构型进行计算分析,并通过风洞试验进行验证,确定将任务载荷挂载于翼尖处对全机升阻特性影响最小。
航空磁探是航空反潜的重要技术手段,一般搭载光泵磁力仪进行探测。根据光泵磁探潜信号模型,基于等效源原理,在磁偶极子阵列模型基础上对航空磁探潜进行仿真研究。提出了空中磁探包线的概念,并借此直观分析了航空磁探中磁对抗的特征规律。通过变换潜艇航向、磁矩构成、所处纬度及探测高度等,分析得到探测或规避的一般规律,为反潜飞机或潜艇在反潜战中的战术运用提供参考。
为构建大型、逼真的模拟训练战场环境,分析了Genesis仿真软件的特点,描述了基于Genesis的飞行模拟视景仿真系统组成及主要功能。重点论述应用Genesis开发飞行模拟视景仿真系统的流程,给出视景数据库综合构建的内容和方法,实现对虚拟场景中的军事目标、气象环境、特殊效果等对象的实时驱动和控制,并对系统开发过程中的区块动态调用技术、三维纹理映射技术、FootPrint技术进行了详细探讨。实际运用结果表明系统仿真度高、实时性好、稳定性强,为飞行模拟训练向实战化深入推进提供重要平台。
为分析飞机起降阶段地面效应对尾部流场的影响,运用计算流体力学(CFD)技术,以国外某飞机为研究对象,基于Delaunay非结构网格划分方法,采用RANS方程、Realizable k-ε湍流模型和Roe离散格式,运用耦合隐式算法分有无地效两种条件对尾流场进行了数值仿真。在飞机放襟翼,以7°迎角滑行带尾喷的情况下,对尾部压强场进行了分析。仿真结果显示:两种条件下,尾流场压强在轴向上呈单边下降趋势,在横向上自尾椎中心向两侧呈下降趋势;有地效情况下,轴向和横向各点压强均大于无地效情况;尾流场核心区域同位点有地效和无地效压差值在300 Pa以内,地效对尾流场压强影响较小。结果验证了仿真计算的合理性和有效性,符合真实情况,为飞机安全起降提供了一定的理论参考。
在机载多机协同背景下,介绍了复合跟踪技术的概念及发展现状,提出了一种适用于战斗机群编队集群作战的集中式多机协同复合跟踪通用架构,同时考虑机群数据链通信能力的差异性,在所提通用架构的基础上,设计了对等集中式和动态主从集中式两种衍生架构,并给出了上述架构相应的设计原理和性能特点分析,然后,根据上述特点分析结果,从海上反隐身制空作战、海上广域监视与对海火力打击和低空掠海目标拦截等3个典型作战场景出发,详细分析并给出了上述两种集中式衍生架构的选择使用建议。最后,对所提多机协同复合跟踪通用框架技术进行总结和展望。
从联合火力打击智能优化系统的系统架构分析出发,详细阐述了涉及联合火力打击智能优化的关键技术:战法策略转译算法、对抗推演算法、体系价值评估算法和多智能体协同进化算法,并重点介绍了协同进化算法的设计原理、“协同+竞争”机制构成、智能体内部构造以及变异和优胜劣汰方法,通过系统设计实验内容,分别检验了冗余项、备选任务规划项、歼灭阈值和内外网调节参数等系统内部参数的优化情况,分析了协同进化算法作为智能算法的优势,最后,通过对比算法的结果,证明本系统的有效性和应用性。
随着反舰导弹采用各种高新技术,特别在降高、增速、隐身、电子对抗等方面不断强化突防能力,立足于现有舰艇对空防御火控系统架构,以提高目前各武器系统精确、协同作战能力为目标,提出了新型对空防御火控系统体系结构,通过母舰搭载雷达发射阵列与无人艇搭载雷达接收阵列组成双基地MIMO雷达系统,利用舰载高性能服务器集中处理无人艇回传的雷达信号,可提高新型火控系统对目标的测量精度和分辨力,通过对目标进行机动识别、多维特征提取、干扰诱骗控制等处理,为不同的武器终端定制交互多模型(IMM)火控滤波器结构,可提升现有舰艇对空防御系统在低角探测、信息融合,以及抗饱和攻击等方面的能力,为舰艇综合反导系统的设计提供了一条技术途径。
针对潜地导弹目标控制传统计算方法计算量大的问题,首先分析了地球自转、扁率因素对潜地导弹实际射程的影响;然后通过潜地导弹目标控制计算输入输出变量的选择、输入输出数据的预处理及训练集的设计等,基于BP神经网络建立了潜地导弹目标控制的快速计算模型。仿真计算结果表明,潜地导弹目标控制快速计算模型具有较高的计算精度和较快的计算速度,能够为潜地导弹作战辅助决策、反导防御的快速实施提供技术支撑。
侧线是鱼类和两栖动物特有的感知器官,鱼类依靠侧线器官可以实现交流、避障、导航、捕食与群游等。针对水下无人航行器(AUV)受到光线、噪声的影响时,无法精确感知目标位置及周围水流环境的问题,在研究鱼类侧线感知机理的基础上,结合流体动力学,建立了基于压力场的仿生侧线理论模型,采用CFD技术模拟不同位置的振动源引起的流场压强变化,总结了仿AUV模型表面压强的变化规律,为水下航行器的定位和导航提供了新的视角。
为了给无人机总体设计提供参考依据,对长航时无人机进行气动特性研究。采用CATIA软件,设计了无人作战飞机在空机和挂载飞行导弹条件下的3D几何模型。基于CFD技术,空气流场的湍流模型采用标准的k-ε方程,流体力学控制理论则采用三维N-S方程,对长航时无人作战飞机在空机和挂载飞行导弹条件下进行气动特性分析,经Fluent软件数值模拟,得出无人机的压力系数云图、速度等值面图和升阻特性。经CFD数值模拟分析,得出以下结论:1) 长航时无人作战飞机在3 km空中以80 m/s的速度平飞时,在迎角为3°的条件下,其总质量能够达到约2 280 kg,设计的无人作战飞机比MQ-1捕食者无人机载重提高了123.529%;2)挂弹的无人作战飞机比空机的升力系数减小了1.317%,阻力系数增加了5.789%,升阻比缩减了6.717%。
针对弹丸发射强度的分析方法的多样性,提出一种在变膛压作用下同时考虑阻力作用的弹丸强度分析方法。以某底凹弹的发射强度分析为例,应用Matlab和ANSYS Workbench实现了对该弹丸在变膛压作用下的发射强度仿真。通过提取仿真结果发现,在变膛压作用下,弹丸最大等效应力和等效弹性应变与膛压变化并不成正比,二者在发射过程中存在一定的波动;本文所提出的方法可为弹丸的发射强度分析提供新的途径。
