基于规范交战方式和Lanchester方程的对地攻击兵力需求分析

针对航空兵对地攻击的兵力需求,研究了一类对抗性质的动态兵力需求问题。首先,分析了航空兵对地攻击的过程和特点,并引入规范交战方式(normal engagenent mode,NEM)的概念;其次,在NEM的假设下,由无对抗理想情况下突击特定目标所需兵力和Lanchester方程出发,分阶段反推得出对抗情况下的初始兵力需求;最后,用一组数据进行仿真分析,结果表明,对于航空兵对地攻击的兵力需求问题,采用NEM和Lanchester方程可较好的解决该问题。     

伴飞诱饵干扰下的自杀式无人机攻击策略

针对敌方存在伴飞诱饵情况下我方自杀式无人机的攻击策略问题展开研究。首先,根据自杀式无人机的作战特点,提出一种改进的Lanchester方程,即在分析机载传感装置作战性能的基础上,建立起作战双方兵力损耗的微分方程,以得到能够描述自杀式无人机的作战规律。然后,将最优控制方法应用于Lanchester方程中的攻击策略分析,以Lanchester方程为状态方程,以无人机的攻击概率为控制变量,分别得到终端时刻固定和可变两种情况下的最优控制模型,并采用高斯伪谱法对最优控制问题进行求解,以得到最优攻击策略。最后,对敌方杀伤力未知时我方无人机的攻击策略进行分析,同样可以得到相应的最优攻击策略。在给定的初始条件下进行了一系列仿真验证,仿真结果表明了模型的合理性和算法的有效性,所述方法可以为相应的空战决策提供依据。     

超视距空战效能评估模型

通过对现代超视距空战典型过程的分析,将超视距空战过程划分成3个阶段,以Lanchester方程为基础建立了阶段Ⅰ、Ⅱ的兵力损耗模型,分析了机载中、远程空空导弹武器系统作用距离对敌剩余兵力的影响;以优势函数矩阵为基础,探讨了"枚举法"目标分配模型,提出了阶段Ⅲ的效能评估模型。通过对所建模型的分析,探讨了超视距空战不同阶段的作战规律。文中所建模型可用于对现代超视距空战效能评估,空战过程的优势评估、进程预测、装备反算等问题的分析研究。     

不确定环境下的无人机攻击策略研究

给出了一种在不确定环境下的无人机攻击决策分析方法。首先分析机载雷达的作战性能,得到正确判别敌方目标和错误判别敌方目标二者之间的关系;然后建立了一种基于Lanchester方程的诱饵弹干扰下的无人机攻击决策模型,进而表示出目标识别准确度对作战进程的影响;随后通过对Lanchester方程积分,得到了真目标损耗和假目标损耗二者之间的函数关系,从而完成对Lanchester方程的化简;最后采用差分进化算法来进行无人机的攻击决策优化,并且通过作战仿真验证了该方法的有效性。     

基于效能评估的航空作战进程预测

研究了航空对抗作战中空战双方的兵力变化问题。从飞机作战效能评估的角度出发,给出了在数据链支持下的作战飞机空战能力指数计算方法,并将其转化为平均战斗力水平,从数学原理上证明了二者具有等价性和一致性。建立了能够表征数据链效应的改进Lanchester方程航空作战模型,在考虑有增援的情形下对模型进行扩展。仿真分析了等效实力比和不同增援时刻对空战进程的影响,结果表明数据链具有提高作战效能和改变战局的作用。给出了有效增援时间范围,并指出了在增援作战时存在增援介入时间的"局部最优增援时刻点",为空战决策提供了参考依据。     

最近邻与长程移动模式下的 Lanchester作战动力学研究

在现代战争中,诸如空降兵作战、特种兵作战等部队的远距离转移和投送被频繁使用,这些作战问题明显不同于以往运用空间Lanchester方程所研究的最近邻移动作战问题。为了解释上述现代作战问题,文章引入新的长程移动模式——列维飞行,运用随机模拟方法对作战双方在最近邻移动、长程移动模式下的Lanchester作战时空动力学进行了研究,得到了这2种移动模式下稳定共存与非稳定共存的参量条件与临界曲线,并研究了不同参量情况下的斑图演化与密度时间序列曲线的变化情况。研究表明,这2种移动模式的动力学影响是不同的,列维飞行能明显提高搜索效率,使整体作战效率提高,战斗过程缩短。     

基于兰彻斯特方程的信息支援效能研究

现代空战是在信息支援的背景下进行的,信息是作战航空综合体作战效能的"兵力倍增器".在兰彻斯特基本方程的基础上,分别定量分析了在完全信息支援、无信息支援和不对称信息支援条件下的作战双方兵力变化情况,重点是解析出兰彻斯特方程在不同情况下的时间解,并用曲线的形式给出.结果表明,在信息支援下,作战航空综合体的作战效能显著提高.     

航空兵对水面舰艇编队突击作战兵力数量需求估算模型

针对作战方案制定过程中航空兵兵力数量难以估算的问题,在给出航空兵突击水面舰艇作战兵力需求计算的基本思路,对敌我双方攻防作战的初始条件进行设置的基础上,通过对水面舰艇防空作战多层抗击过程的分析,建立了航空兵对水面舰艇编队突击作战的兵力数量需求估算模型,并通过算例对该模型进行了验证。算例表明,该模型具有结构简单、便于计算、结论可行的特点。     

直升机在美军航母编队反潜体系中的使用研究

对美海军航母编队反潜体系组成和反潜作战的使用做了系统研究,提出其反潜是多种反潜兵力的合同作战,指出网络中心反潜战是其发展趋势,分析了舰载反潜直升机相对其它反潜兵力的优劣以及其在美航母编队反潜作战中的使用。     

地空导弹混编群作战使用的兵力需求分析

地空导弹混编作战是防空作战对抗空袭体系的发展要求,但混编群的作战使用问题仍处于初步探索阶段,兵力需求分析是组建混编群的重要内容之一.依据混编群的作战使用要求,通过分析混编群的各型地空导弹武器系统杀伤区的空间几何特性及其相互关系.提出组建混编群时地空导弹武器系统兵力配比的定量分析方法,为混编群的兵力需求量化分析提供了科学舍理的依据.     

基于兰彻斯特方程的战斗机超视距空战隐身效能分析

随着军事科技的进步,超视距空战逐步成为了现代与未来空战的主要战斗方式.而隐身技术作为提高战斗机空战能力的主要手段之一,正被各国所关注.本文通过分析基于影响图的兰彻斯特微分方程,对战斗机在超视距空战中的隐身效能进行了分析.最后给出算例,计算了不同RCS下的战斗机超视距空战交换比,从而分析了战斗机RCS对战场走势的影响.     

基于兰彻斯特方程的防御作战效能分析

对防御作战的重要意义、目的和基本方法进行了分析总结,在此基础上,通过对兰彻斯特方程的毁伤系数进行分解和细化,建立了体现防御的兰彻斯特方程,给出了具体算例,并简要分析了其对平局条件、交战强度等方面的影响。     

基于兰彻斯特方程的体系对抗过程分析与评估方法

以经典兰彻斯特方程为基础,通过对兰彻斯特方程的重新解释和推导以及对体系对抗过程本质的分析,建立了体系对抗作战方程,为体系对抗作战过程的定量分析提供了基本工具和方法。在此基础上,分析了体系对抗作战方程的应用领域和应用方法,给出了解算体系对抗作战方程的具体方法。最后,通过一个实例计算验证了体系对抗作战方程及其解算方法的合理性。     

Evaluation of active hybrid fuel cell/battery power sources

Hybrid fuel cell/battery power sources have potentially widespread uses in applications wherein the power demand is impulsive rather than constant. Interposing a dc/dc converter between a fuel cell and a battery can create two configurations of actively controlled hybrid fuel cell/battery power sources. Those two configurations are compared using both theory and experiment with special attention to the peak power enhancement, and power losses in the converter. Both of the defined configurations were built, using a 35 W polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell, an 8-cell lithium-ion battery pack, and a high-efficiency power converter. Both two configurations yielded a peak power output of 135 W, about 4 times as high as the fuel cell alone could supply, with only a slight (13%) increase of weight. The converter losses were quantitatively analyzed. Which of the two configurations yields a smaller loss depends on the load power demand characteristics including peak power and load duty ratio. The study results provide guidance for the design of hybrid sources according to the particular load power requirements.     

变压器经济运行误区解析

变压器损耗在电力系统能量损耗中占有很大的比例,因此,开展变压器经济运行是促进并实现电力系统经济运行的必要环节。但是,对于变压器节能运行,部分人还存在一些认识上的误区。通过运用变压器经济运行理论,系统地纠正了现阶段普遍存在的几个典型的错误观点。     

霍尔推力器能量损失系统性评价方法

霍尔推力器典型效率在50%左右,其余能量在电离、加速、耦合等过程中耗散掉,为了明确推力器优化设计的重点方向,需要定量地研究各个物理过程中损失的能量。因此,本文从能量损失分析的角度入手研究影响霍尔推力器效率的典型物理过程及机理,建立了针对霍尔推力器能量损失的系统性评价方法,为霍尔推力器设计及优化提供理论支撑。从霍尔推力器能量转化过程入手,并以能量的最终作用对象及性质作为分类的标准,建立了新的能量损失体系,认为霍尔推力器损失的能量主要有：径向羽流动能、阳极沉积热能、壁面沉积热能、电离能、阴极耦合损失。针对各项损失能量建立了实验评估方法,实验结果显示,阳极热沉积、壁面热沉积、羽流发散导致的能量损失是制约霍尔推力器效率的主导因素,其占比分别达到5.2%、24.7%、6.1%。实验测得所有输出功率占输入阳极放电功率比例达到102.1%,经不确定度分析,认为是阳极热沉积、电离能、阴极耦合损失的高估导致的,但该方法诊断得到的各项损失相对数量级关系是确定的,利用实验校核了方法的可行性,为霍尔推力器性能以及设计水平的评价提供了新的视角。     

Effects of CW Interference on Narrow-Band Second-Order Phase-Lock Loops

This paper describes an experimental study of the effect of continuous wave (CW) interference and white noise on a second-order phase-lock loop. The reciprocal of the loop mean-square phase error is used as an index of performance, and the effect of interference levels that do not cause cycle skipping or loss of lock is described in terms of this index. Loop thresholds are determined by measurement of cycle-skipping rates. Stationary or slowly-sweeping CW interference caused a degradation in loop threshold of roughly 3 dB for every 6 dB of interference power above the noise power level. The effective loop signal-to-noise ratio was decreased approximately 1 dB at interference-to-noise power ratios of -3 dB. Interference levels equal to the signal level consistently caused loss of lock, regardless of the loop signal-to-noise ratio.     

超磁致伸缩执行器热损耗模型与实验

针对高频大电流驱动下超磁致伸缩执行器发热严重影响其有效位移输出精度的问题,采用管式冷却结构措施以抑制执行器温升.根据欧姆定律建立交流(DC)与直流(AC)电同时作用下执行器电阻损耗理论模型,基于麦克斯韦方程推导出磁致伸缩棒内部磁场方程及涡流损耗模型,从复数磁导率虚部出发得出磁致伸缩棒磁滞损耗模型.求解上述模型可知:当驱动频率达到50Hz时,磁致伸缩棒损耗占执行器总损耗5%.通过搭建执行器热特性测试实验台,实验测得执行器损耗与理论计算结果吻合良好;管式冷却具有较好的冷却效果,可将磁致伸缩棒温度控制在50℃以内,其实验结果与有限元仿真结果最大误差为3℃以内,进一步验证热损耗计算公式有效性并为精密超磁致伸缩执行器的设计和应用提供了理论支持.      

燃烧室分配器式扩压器性能数值研究

高性能航空发动机燃烧室进口马赫数的不断提高会导致扩压器总压损失急剧增加,设计了一种新型的燃烧室扩压装置—分配器式扩压器,采用CFD方法对其进行了数值模拟,重点研究了分配器式扩压器的总压损失,结果表明,数值模拟结果与理论分析相吻合,并且在Ma高达0.36时,设计的分配器式扩压器矩形结构的总压损失为4.79%,小于短突扩扩压器的总压损失,可以满足高性能发动机对燃烧室扩压器性能的要求。