基于等效靶方法的飞机单击中易损性通用计算模型

飞机单击中易损性/生存力经常表示为飞机在给定一次威胁(例如碎片)随机打击条件下的杀伤概率及易损面积结果.将弹药威力评估领域中的"等效靶"方法引入到飞机易损性评估中,提出了一种飞机在弹丸或导弹碎片单次打击下的杀伤概率及易损面积的通用计算模型.为了更加反映真实情况,该模型考虑了一枚碎片(弹丸)连续穿透部件后运动状态变化的影响.应用表明,所提出的通用模型解决了易损性评估中Pk/h(部件给定打击下的杀伤概率)的计算问题,与其他通常采用的单击中模型相比更容易实现计算机化.     

飞机易损性计算中的射击线几何描述方法(英文)

本文提出了一种飞机易损性计算中的射击线几何描述方法。首先,将给定打击方向上的飞机暴露面积划分为三个子区域:非易损区域、非重叠易损区域和重叠易损区域。然后,把飞机的独立存在状态划分为三类:杀伤状态、中间状态和非杀伤状态,利用射击线扫描法,对以上三个子区域中的飞机存在状态参数进行分析。最后,该方法提供两类射击线几何描述数据:(1)每个子区域内部件的易损面积和暴露面积,这些数据主要用于计算部件的单击中易损性;(2)飞机的独立存在状态及各个状态对应的面积,这些数据主要用于计算飞机的单/多击中易损性。算例分析表明,所提出的方法通过跟踪射击线运动路径,可以提供飞机及部件被威胁命中部分的面积参数,从而使易损性计算更具有真实性。同时,该方法解决了目前方法在考虑部件重叠时的通用性问题,所提供的几何描述数据形式简单,易于分析人员使用。     

基于易损面积分解的飞机多击中易损性评估的马尔可夫链法

 提出了一种适用于计算具有多组余度部件、部件之间任意重叠的飞机多击中易损性评估的马尔可夫链法。考虑到实际中飞机部件重叠广泛存在的特点，以基于概率的易损面积分解法为基础，通过确定飞机存在状态和计算状态转换矩阵，得出了通用的评估飞机易损性的计算方法。并对该方法编制了通用的计算机程序，进行了算例验证，结果与理论分析符合。实用中表明，所提出的方法通用性强，易于实现，解决了部件之间存在重叠情况的飞机多击中易损性精确计算问题。     

军用飞机重叠关键部件二次杀伤易损性的研究

为减缩军用飞机的易损面积,有时会将关键部件的重叠布置作为其方法之一,但在考虑二次杀伤的情况下,重叠布置并不一定会减缩飞机的易损面积,为此分析对比了飞机重叠布置在考虑二次杀伤情况下和不采取重叠布置时易损面积的变化,得出了飞机在重叠布置下易损面积变化的通用计算公式和影响因素。     

一对一遭遇时飞机生存力-探测时间解析模型

 考虑探测事件的发生时间对开火、击中以及杀伤事件的影响,分析飞机与威胁的一对一遭遇情形,推导出飞机遭遇打击的次数的概率分布以及特定打击次数下飞机的生存概率,最后得到了一对一遭遇飞机生存力 探测时间的解析求解公式。该解析模型精确考虑了威胁与飞机遭遇的全过程,包括：探测,跟踪、开火以及重新装弹、开火等。根据该模型,不仅可以计算一对一遭遇飞机生存概率,而且可以方便地绘制生存力随平均发现时间、一次打击杀伤概率等参数变化的曲线。算例和分析结果表明该模型计算简便、合理有效。     

空战效能评估中飞机易损性的引入和分析

空战效能评估中,对空空导弹的杀伤效果进行评价是很重要的一个环节.目前的评估模型只考虑了导弹特性和脱靶距离对杀伤效果的影响,而忽略了目标机本身的易损性.本文提出了一种考虑目标机易损性的杀伤效果模型,并讨论了飞机易损面积的变化对目标机被击毁概率的影响程度.通过分析得出,综合考虑导弹特性、脱靶距离和目标机易损性的空空导弹杀伤效果评估模型更加附合实际.     

战损飞机动力学特性分析及杀伤研究

现代战争中,防空武器性能不断提升,对飞机造成的威胁越来越大,确定飞机受到打击时的杀伤状态及杀伤等级成为飞机设计时需要考虑的重要问题。飞机被防空武器击中时,可能发生机翼脱离损伤,其质量、面积产生明显变化,将导致飞机的重心、气动特性的变化,严重危害飞机的稳定性。针对上述情况,以某型作战飞机为例,建立损伤情况下的飞机模型,综合分析机翼脱离损伤对飞机重量、重心和机翼面积带来的影响;建立损伤飞机的气动模型,计算损伤飞机气动特性的变化情况。基于这些变化,分析损伤对飞机动力学特性的影响,建立损伤状态下的动力学方程,计算损伤飞机的失控时间,依此确定飞机的杀伤等级。本文所做研究可用于在飞机设计过程中分析其杀伤状态及杀伤等级,为飞机设计时飞机杀伤的分析评估提供一种有效的解法。     

一种基于事故树的安全风险定量评估方法

针对目前安全风险评估方法的不足,提出了基于事故树的飞机部件安全风险定量评估方法.首先采用布尔代数理论对事故树进行逻辑表述,通过概率重要度表示部件故障的后果严重度,在此基础上对飞机部件的危险度进行计算,解决了当前安全风险定量评估的难题.实例证明,该方法能够较为准确地检验飞机部件对飞行安全的影响.     

放宽纵向静稳定度飞机的平尾面积收益分析方法

 从飞机配平角度出发，讨论了飞机的平尾面积和重心后移量对飞机纵向气动导数的单一和综合影响，推导出了平尾面积与重心后移量之间的数学关系，提出了一种新的分析和计算相结合的方法来快速分析放宽纵向静稳定度飞机的平尾面积收益，并应用该方法分析了放宽伊尔-76飞机纵向静稳定度的平尾面积-收益。     

现行刚性道面计算方法的局限性及其改进

介绍了中国民航现行机场水泥混凝土道面的设计计算方法。指出了道面应力计算方法的局限性。对现行飞机运行次数换算方法进行了详细分析,发现该方法具有不能实现不同飞机运行架次间等效疲劳换算的缺陷。针对这一问题,提出了根据等效疲劳原理确定道面面层厚度的计算方法。     

A Direct Simulation Method for Calculating Multiple-hit Vulnerability of Aircraft with Overlapping Components

When components overlap, the aircraft multiple-hit vulnerability analysis usually consists of two steps. The first is to determine the aircraft unique existent states using vulnerable area decomposition method, and the second is to calculate the aircraft cumulated probability of kill using Markov chain method for exact solution or Monte Carlo method for solving the combinatorial explosion problem. This article proposes a direct simulation method for calculating the aircraft multiple-hit vulnerability in order to avoid the complex vulnerable area decomposition issue. In this method, random method is adopted to produce the multiple-hit locations and Bernoulli trial is used to determine the kill or no kill of each component hit by one shot line, and kill tree is checked to determine aircraft existent states during one simulation. When the number of times of simulation is large enough, the aircraft multiple-hit vulnerability can be statistically obtained. Analysis shows that the proposed direct simulation method can provide good accuracy compared with Markov chain method and avoid the combinatorial explosion problem, and does not need the complex vulnerable area decomposition and can directly calculate the aircraft multiple-hit vulnerability. Another important finding is the binomial or Poisson simplified approach is sometimes very poor in accuracy, and should be used cautiously.     

飞机作战生存力分析方法研究进展与挑战

军用飞机在执行作战任务过程中,常常会与武器系统遭遇,如何分析其生存能力从而进行改进设计一直是航空领域的研究难点。回顾了作战生存力研究的历史与现状,从敏感性计算和易损性计算两方面总结了生存力的定量分析方法,重点综述了基本信号探测敏感性模型、雷达对抗下的敏感性模型、红外对抗下的敏感性模型,以及部件间弹道遮挡关系确定、部件毁伤测度与判据、重叠及高维空间易损性计算、薄弱部位确定方法等方面取得的新进展。在此基础上,针对未来体系对抗与先进武器环境,提出了生存力研究需要关注和解决的问题,包括网络与信息战下的敏感性分析、敏感性对抗装置的效益代价与权衡设计、部件易损性毁伤机理与判据、先进武器及多因素耦合下的易损性分析以及大数据背景下的性能降级易损性研究等。     

低散射等剖面机身影区后向绕射机理分析

阴影区的后向绕射是低散射截面飞行器和部件ＲＣＳ的主要贡献之一,有效地抑制它可以进一步地减缩ＲＣＳ。针对低散射等剖面机身,应用几何绕射理论和等效电磁流法,分析了阴影区的凸曲面爬行绕射和尖劈绕射机理,提出了阴影区后向绕射的ＲＣＳ计算方法,给出了计算实例。通过实验验证,表明提出的分析方法对一般低散射截面机身是有相当精度的。     

军用飞机易损性关键部件关键度研究

关键部件的分析是易损性数值量度的基础。使用"关键度"的概念,可以用来定量描述部件对军用飞机总体易损性的重要程度。根据部件被杀伤的指标特征可以构造部件的三个杀伤指标,并由此对燃油系统易损性关键部件的关键度进行定量计算,从而可以直观地得出燃油系统各个子系统对整体易损性的重要程度。这种方法不仅能够为军用飞机易损性评价提供原始数据,也可以辅助军用飞机易损性减缩设计并预测易损性减缩效果。     

模块化飞机结构优化设计的等效多工况法

随着航空科技的发展,追求飞机任务的多样化和低生命周期成本成为一大趋势,其中模块化飞机设计对于未来飞机设计的多用途以及经济性具有实际意义。针对模块化飞机结构优化设计的特点,提出了等效多工况(EMCO)法,将模块化结构优化问题分解为通用模块的多工况优化问题和各专用模块的独立优化问题。通用模块等效为承受多工况载荷的结构,并按多工况优化方法进行优化设计,使通用模块质量最轻。各型号的专用模块在此基础上分别进行独立的优化设计。通用模块和专用模块交替优化,直至目标函数值收敛。最后,分别通过模块化桁架结构和机翼结构优化实例展示了该方法的运用效果,并与单独优化结果和加权单目标优化结果进行了对比。结果表明该方法降低了计算规模,收敛效果较好。     

Aircraft vulnerability modeling and computation methods based on product structure and CATIA

Survivability strengthening/vulnerability reduction designs have become one of the most important design disciplines of military aircraft now. Due to progressiveness and complexity of modern combat aircraft, the existing vulnerability modeling and computation methods cannot meet the current engineering application requirements. Therefore, a vulnerability modeling and computation method based on product structure and CATIA is proposed in sufficient consideration of the design characteristics of modern combat aircraft. This method directly constructs the aircraft vulnerability model by CATIA or the digital model database, and manages all the product components of the vulnerability model via aircraft product structure. Using CAA second development, the detailed operations and computation methods of vulnerability analysis are integrated into CATIA software environment. Comprehensive assessment data and visual kill probability Iso-contours can also be presented, which meet the vulnerability analysis requirements of modern combat aircraft effectively. The intact vulnerability model of one hypothetical aircraft is constructed, and the effects of redundant technology to the aircraft vulnerability are assessed, which validate the engineering practicality of the method.