飞行器服役(作战)完整性对结构疲劳断裂设计分析的新要求

飞行器在服役使用过程中,其服役完整性、服役适用性和服役效能(对于军用飞行器又可以称为作战完整性、作战适用性和作战效能)构成了其三个重要顶层基本属性,以反映飞行器在服役过程中是否"能用""好用""管用"的程度.飞行器服役(作战)完整性是飞行器在服役(作战)使用过程中保持完好(或可以正常使用)及功能未受到削弱的属性,是飞行...     

飞行器服役（作战）完整性的提出与发展

飞行器服役完整性（对于军用飞行器也称为作战完整性）更综合地表征了飞行器在服役（作战）使用过程中的质量特性。本文首先介绍了飞行器服役（作战）完整性概念的提出过程,讨论了飞行器服役（作战）完整性的基本内涵和基本特性,阐明了飞行器服役（作战）完整性是飞行器服役（作战）适用性与飞行器服役（作战）效能发挥的基础。然后介绍了飞行器服役（作战）完整性的三种表征参数：飞行器固有完好率、飞行器固有健康度、飞行器服役（作战）完整度,并梳理了飞行器服役（作战）完整性优化设计的基本方法。最后提出了飞行器服役（作战）完整性的控制原理,指出了飞行器服役（作战）完整性发展的基础、研究方法和目前我国航空航天领域急需研究和发展的方向。     

强击机作战生存性设计

飞机生存性是指在人为敌对环境中躲避/抵御或承受敌方威胁而保持有效地完成指定任务的能力。它是飞机武器系统的一种特性,由飞机对敌方武器威胁的规避(主动)、抵御和承受(被动)三方面能力组成。规避通常与飞机的机动能力、飞行性能及飞机雷达散射截面、光、电等可探测特征有关。抵御和承受敌方武器威胁与飞机装甲、结构材料、飞机总体布置等有关。前者称作飞机的敏感性、后者俗称易损性。我们把受探测被敌方武器命中的概率用P_H(敏感性)度量,而用飞机受单发命中产生单一破坏机     

基于PH曲线的多无人飞行器协同航迹规划研究

随着无人飞行器智能化的发展,如何使其在动态环境下避开运动威胁,并能协同以规定的时间和角度进行攻击,从而顺利完成作战任务成为研究热点.基于Pythagorean Hodograph(PH)曲线进行在线航迹规划,提出了分布估计算法和差分进化算法相结合的方法进行航迹参数寻优,并给出了在线避障多无人飞行器协同航迹规划方法,仿真试验结果表明加入速度预测的多无人飞行器协同航迹规划方法的有效性.     

考虑潜在威胁区的航天器最优规避机动策略

随着一系列轨道转移飞行器的工程化实施,航天器可能面临的非合作交会威胁日趋严重。针对该问题,根据交会机动的特点定义了新的规避机动指标——潜在威胁区,相较于传统的相对距离和碰撞概率等规避指标,潜在威胁区更适合航天器在面对非合作交会追踪器时进行规避机动,能够有效提升航天器的抗交会能力。首先,建立追踪器多脉冲最优交会模型,以此为基础给出潜在威胁区的定义与计算方法;然后,以潜在威胁区弧长为优化目标,建立了目标器最优规避模型,采用遗传算法进行目标优化;最后,根据所建立的双层优化模型进行数值仿真,以初始相距100km为初始条件进行仿真并计算得到了使潜在威胁区为零所需规避脉冲值,验证了文中模型的正确性,结果显示所定义的潜在威胁区弧长随着规避脉冲的增大呈严格的单调递减关系。研究为在轨航天器在面对非合作交会时提供了有效的规避策略,提升了航天器的空间生存能力。     

基于预警直升机的驱护舰编队防空作战目标威胁评估

空中威胁尤其是各种平台发射的反舰导弹日益成为编队主要的威胁因素。防空作战中,利用舰载预警直升机前出探测以提供早期预警信息是提升驱护舰编队防空作战能力的主要措施。目标威胁评估是预警直升机预警探测的重要环节。根据当前空中作战平台性能发展变化,选取多个威胁指标,采用改进的TOPSIS建立评估模型,并用实例仿真验证其可行性,为编队辅助决策提供依据。     

战备完好性评估建模与分析

战备完好性是影响舰空导弹作战效能的重要保障性综合参数。在分析了舰空导弹舰上使用剖面一般形式的基础上,给出了舰空导弹舰上使用阶段战备完好性的定义,建立了无定检和有定检 2种情况下的战备完好性评估模型,并分析了值班可靠度、定检时间、舰上贮存备用导弹数量等因素对战备完好性的影响关系。文章可为舰空导弹舰上使用保障决策提供重要的理论依据。     

基于贝叶斯网络的要地防空目标威胁评估模型

目标威胁评估是要地防空作战决策的重要组成部分。文章对要地防空的目标威胁评估进行了研究,将目标威胁意图引入目标威胁评估,在对要地防空目标威胁评估要素进行分析的基础上,建立了基于贝叶斯网络的目标威胁评估模型;针对要地防空的实际情况,在求得目标对各要地(阵地)的威胁度的基础上,建立考虑各要地(阵地)不同价值的要地防空目标威胁综合评估模型,满足实际作战需要,为武器目标分配提供了依据。     

舰空导弹舰上使用阶段战备完好性评估建模与分析

战备完好性是影响舰空导弹作战效能的重要保障性综合参数。在分析了舰空导弹舰上使用剖面一般形式的基础上,给出了舰空导弹舰上使用阶段战备完好性的定义,建立了无定检和有定检2种情况下的战备完好性评估模型,并分析了值班可靠度、定检时间、舰上贮存备用导弹数量等因素对战备完好性的影响关系。文章可为舰空导弹舰上使用保障决策提供重要的理论依据。     

一种实用的多机空战威胁计算算法

准确的威胁评估是无人作战飞行器进行战术机动的基本依据。文中在总结各种威胁评估计算方法的基础上,提出了作战双方在不同性能条件下的一种简单实用的威胁评估算法。算例表明该算法是双方距离、角度和速度的单射函数,对于各种变化都能在威胁计算中得到反映。     

基于轨道可达域的机动航天器接近威胁规避方法

面对日益复杂的空间安全形势,基于轨道机动可达域分析提出了机动航天器接近威胁计算、评估和规避方法。首先,基于可达性判据给出机动能力受限的航天器单脉冲轨道机动可达域求解方法。其次,通过判断在轨航天器自身轨道与来袭航天器机动可达域间的位置关系计算其位于威胁域内的区段,进而得到轨道危险区。再次,基于两航天器进出危险区的时间定义了威胁评价指标,从空间和时间的窗口匹配性角度分别评估在轨航天器受来袭航天器的威胁程度。最后,给出了基于最小化危险区的航天器最优多脉冲接近威胁规避策略,对比了多个脉冲方案结果。仿真结果表明,在轨航天器能够在满足给定约束条件下实现对危险区的机动避让,并以最小燃料消耗回归正常运行轨道。     

用于确定在天空背景下红外探测器探测距离的分析方法

现代战争中红外敏感探测的广泛应用使航空飞行器面临着严峻的威胁。本文给出一种用于确定红外探测器对目标探测距离（在此距离上的航空飞行器易被红外寻的探测器探测到）的简单分析方法。这种方法可适用于任何对地面或空中目标进行搜索的红外传感器。该方法主要是通过一系列的辐射计算来确定探测距离，其中考虑了目标的辐射亮度、探测器的噪声等效通量密度（NEFD）、信噪比（SNR）等，还可以给出夜间、白昼条件下天空背景及传输路径上的辐照度（由LOWTRAN7．0确定）。文中用实例一步步地对该计算方法进行了说明。     

临近空间高超声速 ISR平台作战能力评估

在对临近空间高超声速 ISR(Intelligence,Surveillance,Reconnaissance)平台的使命任务进行简单分析的基础上,建立了临近空间高超声速 ISR平台作战能力评估指标体系。综合考虑高超声速飞行器的研究现状及相关技术的关键度和成熟度,对各个指标进行赋权,构建了临近空间高超声速 ISR平台作战能力的评估准则。运用该评估准则对某临近空间高超声速 ISR平台的概念设计方案进行了作战能力评估,并与美国正在研制的 SR-72进行了对比分析。结果表明:高超声速飞行器气动布局对其作战能力影响较大,在相同航程条件下,高升阻比气动外形能显著提高飞行器的有效载荷装载能力,进而提高飞行器的综合作战能力。研究结果可为高超声速 ISR飞行器的论证、研制以及评估提供技术支撑。     

武装直升机生存性技术的现状与发展

武装直升机的生存性技术包括低被探测性、高抗弹伤能力和适坠性能。本文从机身设计、旋翼与尾桨、发动机与传动装置、起落架、隐身技术等五个方面,论述了现有和正在研制中的武装直升机的生存性技术,并简要展望了武装直升机的发展。武装直升机装备有空地、空空导弹、火箭、航炮等多种武器,它们不仅能对地面目标实施低空、超低空,甚至贴地飞行攻击,还能攻击空中目标。在现代战争中,武装直升机发挥着巨大的威力和不可替代的作用。但是,武装直升机由于其作战飞行处在低空或超低空领域,发动机红外辐射强,容易被探测,因而易受到红外制导…     

直升机贴地飞行威胁探测与规避方法研究

直升机在贴地飞行过程中，为保证飞行安全，必须采用传感器系统探测前方威胁信息，本文通过直升机飞行速度、威胁尺寸与机载传感器的各项性能指标之间的量化关系，得出为了全面探测各类尺寸大小的威胁应采用以被动传感器为主、主动传感器为辅的传感器系统。同时基于传感器探测所获得的威胁信息，提出了二维横侧向威胁规避算法，并通过计算机仿真验证了其可行性。     

威胁联网下无人作战飞机突防作战航迹规划

以复杂战场环境下无人作战飞机(UCAV)的自主突防作战为研究背景,以防空单元为威胁建立威胁联网模型,针对威胁联网的指挥控制组织结构和信息交互关系的特点,建立了一种威胁联网的信息交互数学模型,并且通过网络模拟器NS-2(Network Simulator Version 2)仿真验证了该数学模型的合理性与适用性,同时基于此提出了一种UCAV威胁代价评估模型;然后,结合UCAV动力学约束与制导武器攻击区约束,给出一种基于改进稀疏A*算法的自主突防与攻击航迹规划算法。仿真结果表明,该算法能够快速获得UCAV突防作战航迹,且由于采用了动态的威胁评估方法,对突发威胁有较好的适用性。     

涡轮叶片累积损伤指数模型及服役可靠性评估

高压涡轮(HPT)叶片是民用航空发动机的关键结构件之一，直接关系到发动机的性能、可靠性与使用寿命。提出了一种HPT叶片服役可靠性评估方法，基于服役条件下的历史工况参数，结合发动机性能模型、叶片关键点应力、温度计算模型、蠕变损伤评估模型对叶片蠕变损伤进行计算，之后考虑服役条件下的多模态数据，针对蠕变失效建立了累积损伤指数模型，融合历史协变量信息对叶片进行服役可靠性评估。仿真结果表明：采用文中定义的蠕变累积损伤指数，可充分利用发动机服役条件下的历史使用信息、状态参数及截尾失效数据，实现特定使用条件下的涡轮叶片服役可靠性评估及剩余寿命预测。相较于传统的可靠性分析方法，累积损伤指数预测模型能够基于单机服役条件提供更加可靠的评估结果，可为航空发动机运行风险评估与视情维修决策提供更好的支持。     

基于灰色关联TOPSIS 法的要地防空威胁评估

针对要地防空作战目标威胁评估问题,提出一种基于灰色关联TOPSIS的评估新方法对目标威胁进行综合 排序。首先,确立要地防空目标威胁评估指标体系,在对初始数据进行预处理的基础上采用熵权法和AHP法组合 确定指标权重,避免主观决策带来的误差。其次,依据量化理论对威胁评估指标进行定量处理,建立了基于灰色关 联TOPSIS法的威胁评估模型,运用灰色关联TOPSIS法计算相对贴近度参数,从而实现对空袭目标威胁大小的排 序。最后,通过防空作战目标威胁评估实例进行验证,结果表明该方法可靠有效。     

一种基于PH螺线的避障重规划路径修正方法

针对现有避障算法忽略重规划路径侵犯威胁障碍物安全圆的问题,提出了一种基于Pythagorean Hodograph(PH)螺线修正避障重规划路径的方法.该方法能够考虑无人飞行器路径规划的相关性能约束,且较其他路径修正算法复杂度较低、实时性高,能够满足UAV在线规避动静态障碍物的要求.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性.     

基于模块服役状态的盒式连接可重构型架稳定性评估方法

盒式连接可重构型架的稳定性对飞机部件的装配质量有着重要影响。为了解决当前稳定性评估方法在实施成本及有效性上的不足,从型架模块化特征出发提出基于模块服役状态的盒式连接可重构型架稳定性评估方法。首先,分析了盒式连接可重构型架服役过程,指出该过程是由作业期与空置期交替组合而成,并给出了服役稳定性及服役稳定度定义;然后,构建了基于型架关键测量特性的服役状态评价模型,实现了盒式连接可重构型架服役状态退化过程的描述及利用实测数据的空置期服役状态评估;同时,针对作业期内难以甚至无法获取测量数据的问题,提出基于多源稳定性影响因素分析并利用稳定性熵来表征服役状态退化程度的策略;最终融合空置期与作业期的评估结果构建了型架稳定性综合评价模型,相比传统的定检方法能够更简捷、有效地完成某一时间段内型架服役稳定性评估。最后,以某型垂尾盒式连接可重构装配型架后梁定位器模块为实验对象,验证了所提出方法的有效性。