基于启发式蚁群算法的协同多目标攻击空战决策研究

协同多目标攻击空战决策是现代战机在超视距条件下进行协同空战的关键技术之一。它是寻求一个优化分配方案,将目标分配给各友机,力求使攻击效果最优。本文在对协同多目标攻击战术进行深入分析的基础上,提出了一种用于空战决策的启发式蚁群算法,该算法通过求解友机导弹对目标的最优分配来确定空战决策方案。仿真实验表明所提出的启发式蚁群算法对最优解的搜索效率明显优于基本蚁群算法,是一种求解协同多目标攻击空战决策问题的有效算法。     

超常规机动的应用——对未来空战的探讨之一

近距空战是空战最基本形式,在早期空战中几乎是唯一形式。在中程武器出现之后,空战形式虽有不少变化,但近距空战仍不可避免。由于未来的空战环境,特别是电子战软杀伤环境的变化,将使得超视距空战的作用遭到抑制,被动雷达的出现,会使在“先敌发现、先敌发射”这样一个指导思想下发展起来的“大”雷达,更易在尚未发现敌人之前就暴露自己,而电子战的强有力杀伤,又使“大”雷达被压制到一个非常小的发现距离上,而使“超视距”失效。如果对抗双方均采用这样一种对抗策略和技术,将使空战最终还是以近距格斗解决问题。     

超视距空战的威胁估计

针对现有超视距空战威胁估计模型的不足,提出了一种新的基于模糊逻辑的超视距空战威胁估计模型。该模型以机载中远程空空导弹攻击区、雷达搜索区性能参数以及双方战术几何关系、相对运动趋势作为评估对象进行模糊化,设计了角度优势、距离优势推理模块,并以二者的加权和作为当前空战态势的优势指数。模型较为全面反应了空战态势与参战飞机的作战能力,可为超视距多机协同攻击多目标空战时的目标分配、战术选择提供参考。仿真结果验证了模型的有效性。     

二对一超视距空战仿真及效能分析

建立了一种战斗机超视距空战的作战方法,构建了雷达、导弹和战斗机的功能模型,以及空战各阶段的作战流程。以战斗机损失比来分析结果,采用2k因子法设计和统计了战斗机隐身性能、导弹射程、战斗机数量、信息共享等因素的影响。当战斗机的RCS较低,使得敌方雷达探测距离显著降低,导弹的发射距离显著低于其射程时,导弹射程将无法充分发挥作用,其对空战结果的影响将小于RCS;战斗机之间有信息共享相对于无信息共享情况,红/蓝损失比平均提高61%;信息共享可以增加空战优势,提高己方战斗机群的打击效率。     

下一代战斗机设计中的飞行力学问题

第四代战斗机的研制是以对未来空战的设想为基础来进行的。目前设想的未来空战可分为两个阶段:(1)超视距空战。这时战斗机可通过预警机、地面雷达站或战斗机所载雷达来发现敌机,然后用发射后不管的中远程导弹拦截目标。导弹发射前并不要求战斗机做急剧机动,但却要求飞机在第一次攻击后迅速退出     

空-空导弹发射的火控技术分析

为保证飞机在空战中发挥导弹的最大攻击能力,文中对空-空导弹发射的火控原理进行了分析,针对空-空导弹的发射特点,详细描述了发射瞬间载机、目标和导弹之间相互的运动关系,以及如何运用拦射瞄准矢量方程改善导弹在末制导段的运动条件,以保证复杂空战环境中对空中目标的有效攻击。文章最后讨论了导弹拦射前置角、目标攻击进入角和导弹离轴角的计算方法及其在座舱显示器上的显示。     

超视距空空导弹武器系统发展分析

未来空战特点可概括为一超二化三多三全。一超是超视距进行空战；二化是空战自动化和快速化；三多是能使用多种武器、采用多种攻击方式、对付多种目标；三全是全天候、全方向、全高度。在海湾战争中，中距拦射导弹击落飞机数目首次超过近距格斗导弹，反映了现代空战的发展趋势，预示超视距空战将在未来空战中将起重要作用。装备超现距空空导弹的战斗机，可适应未来空战“一超二化三多三全”的要求，可承担空域控制、攻击、护航、舰队防空、滩头防空等任务。超视距空空导弹武器系统，是在超视距条件下任意高度上对单个或多个空中目标进行捕获…     

基于多步裁定法评估编队超视距空战效能

提出了评估编队歼击机超视距空战效能的多步裁定法。用损失交换比和剩余飞机数量作为效能指标,将最优火力分配与空空反导弹引入到多步裁定模型中。考虑了电子对抗与飞机生存力,计算了歼击机领先发射概率、空空导弹击毁概率和发射次数。算例表明,领先发射一方超视距空战效能通常较高,滞后发射一方若采用最优火力分配、空空反导弹、电子对抗及提高飞机生存力等措施也可提高超视距空战效能。此模型计算简便,合理有效。     

超视距空战机动动作库设计及动作的可视化

在两类常见空战动作库的基础上设计了超视距空战机动动作库,以直接攻击为例对空战机动动作库中的机动动作进行了设计.运用OpenGL图形库,研究了模型的导入、数据驱动、视点漫游和数据读取技术,实现了超视距空战机动动作轨迹的三维显示.提高了动作库的通用性,可以方便直观地学习空战机动动作,为空战仿真模拟训练和提高作战效能奠定基础.     

协同多目标攻击空战决策及其神经网络实现

提出了一种超视距多目标空战决策方法——协同优先权算法。它能给出多机协同攻击多目标的目标配对。然后对２∶４空战,用３层Ｂ－Ｐ网络实现该算法,并用ＳＯＦＭ网络实现对目标的攻击排序。因它们具有很强的适应、容错能力和实时性,故这种实现将有助于复杂动态环境下飞行员的空战决策,以及提高航空武器系统的作战效能。仿真结果证实了上述思想的正确性。     

战机多目标攻击与仿真试验

多目标超视距空战是今后空战的主要形式,多目标攻击武器系统是当今航空武器系统研究的重点和发展的标志。本文分析了多目标攻击系统的特点,并阐述了用快速模拟法对导弹允许攻击区的计算方法以及单机多目标攻击的战术决策思想。最后介绍了多目标攻击系统仿真试验。     

超视距空战过程分析

论述了超视距(BVR)空战的基本过程,根据作战任务将典型BVR空战划分为编队战术巡航飞行、进入攻击/拦截航线飞行、BVR攻击、BVR再次攻击/WVR(视距内)攻击四个阶段,并进一步分析了BVR空战的主要任务和关键问题,可为贴近战术需求的BVR空战关键技术研究提供参考.     

单机多目标攻击系统研究

多目标超视距决战是当今空战的重要形式,多目标攻击武器系统是目前航空武器系统研究的重点和发展的标志,攻击逻辑的优化决策对于多目标攻击系统具有重要意义。在分析多目标攻击系统特点的基础上,阐述了导弹攻击时所需要具备的条件和用层次分析法,来确定各参数加权系数的单机多目标攻击的战术决策思想。     

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。     

超视距攻击模式对机载武器火控系统的要求

未来空战的主流模式是超视距攻击,本文从提高作战效能出发,阐述了超视距空战的概念、战场环境、机载武器火控系统应具备的条件,强调发展基于超视距空战模式的机载武器火控系统的必要性。     

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.     

美国海军空战中心武器分部近日试验新的导弹技术

美国海军空战中心武器分部近日在加州中国湖完成了用目前世界上最小的"发射后不管"精确制导导弹攻击移动目标的试验,验证了该弹截获、跟踪和攻击移动目标的能力。试验时"长钉"导弹成功跟踪并命中了750m外以48km/h速度机动的目标。 "长钉"导弹是目前世界上最小的导弹,弹长约0.635m,弹径为56.25mm,重量仅为2.4kg,而且是唯一一种采用光学成像制导的导弹。该弹可能会装备小型无人机,但还必须对包括地面武器控制站、射频数据链、无人机载武器     

空对空导弹的离轴发射

 随着航空电子系统、武器性能的不断提高,航空火控系统有了很大的发展,适应于各种武器的先进的火控系统不断涌现。例如IFFC原理、快速射击原理、导弹离轴发射原理、头盔瞄准具等。本文叙述了一种新的火力控制方法——空对空导弹的离轴发射。这一新的火控导弹发射技术和以往的发射技术相比,取消了对载机的限制,并预示导弹每个瞬时的最大离轴角,瞄准容易,提高了捕获目标的效率,增加了发射机会,在实战中很有意义。同时这种原理充分发挥了人的因素,有效地利用了导弹的攻击能力,为同时攻击多目标创造了条件,并具有全向攻击能力,使空战的格局发生了巨大的变化,是先进的火控系统发展的一个方向。     

单机空战智能仿真系统的建立

从主要功能、模型建立、主要特点等几个方面介绍了单机空战智能仿真系统。重点介绍神经网络决策模型和飞机、雷达、导弹模型的建立。飞机机动模型采用质点运动方程，选用19个基本机动动作；机载雷达模型着重介绍雷达发现和截获目标以及盲区确定的条件；导弹模型主要介绍导弹发射、跟踪、命中条件的建立和计算；决策模型主要介绍多层前馈反向网络决策模型的输入、输出参烽以及网络拓扑结构。此外还介绍了该仿真系统在实践中的使用情况。     

近距格斗导弹离轴发射的火控算法

红外被动式制导近距格斗空对空导弹,是当今先进歼击机的标准武器,具有离轴发射,全向攻击,特别是迎头攻击能力,广泛使用在夺取制空权的近距空战格斗中。本文重点讨论红外导引头捕获目标(瞄准)和导弹发射的多种不同方式,以及导弹离轴发射的火控算法。