影响吊放声纳检查搜潜效能的主要因素仿真研究

吊放声纳检查搜潜时吊放声纳间隔、搜索阵形、直升机数量等因素对搜索效率产生较大的影响。在分析吊放声纳检查搜潜过程的基础上,对仿真环境进行假设,并建立吊放声纳搜潜蒙特卡洛法模型。通过仿真试验对反潜直升机在一定条件下检查搜潜时影响吊放声纳搜潜效能的主要因素进行研究,得出的相关结论对提高反潜直升机作战运用水平具有较大的实际应用价值。     

吊放声纳应召搜潜效能的建模与仿真

基于反潜直升机吊放声纳的探测原理及战术使用特点,在目标初始位置概略已知,速度和航向未知的条件下,分析了目标散布规律,建立了搜潜效能分析计算模型,给出了吊放声纳在扩展方形搜索方式下的应召搜潜概率；并采用蒙特卡洛法的基本思想对该计算模型进行了仿真验证,证明了该方法的有效性；最后,基于扩展方形搜索方式,研究了在单机和双机搜潜条件下搜索概率的不同结果,分析了潜艇速度、应召延迟时间、吊放次数等参数 对搜索概率的影响。     

影响吊放声纳检查搜潜效能主要因素仿真研究

在分析吊放声纳检查搜潜过程的基础上,对仿真环境进行假设,并建立吊放声纳搜潜蒙特卡洛法模型。通过仿真实验对反潜直升机在一定条件下检查搜潜时吊放声纳间隔系数、螺旋系数、探测点数和搜索阵型进行研究,得出相关结论。     

直升机反潜作战效能评估模型研究

分析了武器系统作战效能的概念和常用方法,并将直升机反潜分解为搜索和攻击2个主要过程。建立了直升机的搜潜模型,利用所建模型,进行了搜潜和攻潜成功概率的实例计算,找到了吊放声纳与声纳浮标搜索时间和发现概率之间的关系,以及布放声纳浮标数量与发现概率之间的关系。     

反潜直升机搜潜效能分析

作为战术反潜的主要手段，反潜直升机已成各国海军的重点研制装备。考虑反潜直升机所搭载的众多探潜设备，包括雷达、红外前视仪、声纳浮标和磁探仪等，在详细分析上述搜索设备性能的基础上，针对应召和巡逻两种典型搜潜方式进行了典型组合搜潜方案的效能分析。仿真分析验证了组合搜潜方案的合理性与可行性。     

反潜直升机侧翼伴随巡逻搜潜建模与仿真

针对反潜直升机侧翼伴随巡逻搜潜阵位配置依据不足、实际对潜警戒扇面动态变化的问题展开研究。通过分析理想条件与舰艇编队规避机动2种情况下的敌潜艇鱼雷发射阵位,得出侧翼搜潜阵位配置的定量依据;根据舰艇编队航行中反潜直升机搜潜扇面的动态变化过程,建立了反潜直升机侧翼伴随巡逻搜潜的实际警戒扇面模型,并对兵力需求进行了分析。最后仿真计算了侧翼搜潜阵位的配置以及实际对潜警戒扇面范围。结果表明:配置单架反潜直升机于舰艇编队侧翼12nmile处,可对舰艇舷角60°~100°范围内的扇面实施有效对潜警戒。     

反潜直升机吊放声纳水面舰艇编队尾后锯齿形法搜潜

针对水面舰艇编队尾后方向的潜艇威胁,研究反潜直升机使用吊放声纳搜潜中的警戒扇面、兵力需求、参数决策等问题。通过分析锯齿形法特点、吊放声纳搜潜过程,建立了多机舰艇编队尾后搜潜的警戒扇面定量计算模型。研究了齿形法相邻探测点间距系数、搜索速度等制约因素,探索了吊放声纳作用距离与潜艇航速的定量关系,给出了已探测区等效圆半径的计算方法。仿真计算了舰艇编队尾后搜潜中实际对潜警戒扇面、最优间距系数、不同任务要求下的兵力需求。结果表明:配置2架直升机于舰艇编队尾后15海里处,可建立80.9°的对潜警戒扇面;齿形法最佳间距系数介于1.1~1.3之间。     

一种对并排直线及拦阻阵的协同搜潜评估方法

检查反潜是舰载反潜直升机的一项重要任务。基于并排直线阵型与拦阻阵型这两种常用的直升机协同搜索阵型，设计了全任务搜索覆盖率（SRP）、首次点水搜索覆盖率（FSRP）和90%搜索覆盖率点水次数（NDP0.9）三种搜潜阵型评价指标，并形成搜潜阵型综合评分指标。示例验证显示，搜潜阵型评价指标能够较为客观地反映搜潜阵型对于搜潜任务的合理性。     

基于舰壳声纳的多舰协同检查搜潜建模与仿真

基于舰载舰壳声纳搜潜原理及舰艇协同检查搜潜战术,分别建立了在潜艇初始位置、航向及航速未知条件下,舰壳声纳对潜艇目标的矩形、扩展方形及包围方形检查搜索的数学模型;基于已建搜索模型及假定的潜艇运动模型,利用蒙特卡洛方法,得到了相同仿真条件下3种搜索算法的搜潜概率及搜到潜艇所需平均时间,三种算法的搜潜概率与潜艇初始航向角、潜艇航速、潜艇航向变化次数等潜艇运动因素之间的关系,并对搜潜概率及搜潜时间进行了分析比较,获得了有益的效果。     

反潜巡逻机布放包围浮标阵应召搜潜建模与仿真

依据经典的浮标应召搜潜方法,结合实际搜潜过程,以某型反潜巡逻机为背景,建立了反潜巡逻机布放圆形阵、方形阵和三角形阵搜潜航路规划的数学模型。对3种阵形的搜潜效能进行分析,仿真了初始距离、潜艇初始位置散布、潜艇经济航速和海洋环境噪声级对浮标阵搜潜效能的影响。仿真结果分析表明:相同条件下,方形阵的搜潜效能要略高于圆形阵和三角形阵的搜潜效能;3种包围阵的搜潜效能均随初始距离、初始位置散布、潜艇经济航速和海洋环境噪声级的增大而降低。     

舰载直升机反潜区域探讨

研究舰载直升机反潜区域是为了能及时、准确、有效地搜索和攻击敌潜艇。从有利于舰载直升机反潜作战使用的角度出发,在分析潜艇鱼雷攻击圆的基础上,指出在水面舰艇前方存在一个潜艇鱼雷攻击可攻区域,并结合舰载直升机的反潜作战特点,最终得出舰载直升机的主要反潜区域,为水面舰艇合理配置和使用舰载直升机反潜作战奠定了理论基础。     

前方反潜防护搜索方法及其效能评估

结合航渡中航母编队反潜防护的特点要求以及反潜巡逻机使用声呐浮标搜索的基本方法,研究提出了反潜巡逻机使用声呐浮标为航渡中的航母编队进行前方反潜防护搜索的作战使用方法,并使用蒙特卡洛法在想定条件下对搜索效能进行了仿真评估,进而通过仿真结果的分析,提出了对作战使用具有指导意义的意见建议。     

基于飞行品质评估的无人直升机鲁棒控制器设计

提出了一种改进的无人直升机H_∞回路成形鲁棒控制器设计方法。首先将系统辨识技术引入到无人直升机高带宽控制器设计,根据飞行扫频数据,得到包含直升机动力学模型耦合特性的非参数频率响应,依据频率响应拟合待辨识模型得到无人直升机高精度的飞行动力学模型。然后根据该模型,采用改进的H_∞回路成形方法设计了无人直升机内回路控制器,针对H_∞回路成形方法中权值矩阵选取困难的问题,利用了最大右约数(GCRD)方法以实现实际系统和期望系统的传递函数矩阵之间的转换。与传统的对角型权值矩阵相比,使用此方法成形后的系统具有更宽的鲁棒稳定裕度,系统的解耦性和频带也显著提高,而且可以大大降低设计人员选取权值矩阵的复杂性和盲目性。通过仿真验证,所设计的无人直升机系统的飞行品质满足军用标准ADS-33E中一级区域的要求。     

小型无人直升机建模与鲁棒飞行控制研究

以某小型无人直升机为对象,采用分体法分析了机体各部分受力情况。根据力与力矩的平衡关系,获得了无人直升机完整的非线性飞行动力学数学模型。基于所建模型,进行了所有飞行状态下无人直升机的配平计算。根据配平结果,获得了悬停时的线性状态空间模型,在考虑风扰动前提下,采用H∞静态输出反馈控制方法对无人直升机内外回路控制器进行了设计。仿真结果表明,所建模型的配平结果与实际直升机特性基本相符,验证了模型的有效性;H∞综合控制方法较好地实现了对扰动下无人直升机状态的控制,表明该算法具有良好的鲁棒性、解耦性及跟踪特性。     

一种基于参数辨识的微小型无人直升机建模方法

 针对具有高度非线性、复杂动力学特性的微小型无人直升机，提出了一种基于参数辨识的建模方法。该方法结合了机理建模和系统辨识的优点，通过严格的机理推导建立了微小型无人直升机横纵向通道通用的参数化模型，建模过程着重考虑了主旋翼、平衡杆和机身的耦合对飞行动态特性的影响。利用基于偏相干分析法的频域辨识获得某型无人直升机的关键参数，进而确定模型。模型预测数据和飞行试验数据的比较表明，所建模型很好地反映了该型无人直升机在悬停状态下的动态特性，可以在该状态下以此模型进行自主飞行控制器设计。     

轴对称无人直升机的一种全向控制方法

针对轴对称构型的无人直升机,在速度控制回路的基础上,提出了一种能够保证飞行过程中航向恒定的全向控制方法。通过分析无人直升机的特征值分布、状态响应和操纵响应特性,得到无人直升机在对称轴的法平面内具有各向一致性,具备实现全向控制的条件。提出了将给定速度在对称轴法平面内进行分解,并考虑侧偏修正的全向控制规律。仿真试验表明,全向控制能够精确地跟踪给定航迹,保持飞行过程中的航向恒定,在不转动机体的情况下,实现向各个方向的飞行。方法也可推广到其他类似的轴对称飞行器。     

反潜直升机在几种特殊情况下的准最优搜索初探

根据反潜直升机的战术特点,对最优搜索理论的有关内容作了简化处理,提出了直升机在检查搜索、封锁搜索、应召搜索中的几种准最优搜索样式,为舰载直升机反潜搜索作战训练和学术研究提供参考和依据。