随着现代战争场景的不断复杂化,传统的、仅适用于单一工作环境的巡飞弹已无法满足实际作战需求。跨介质集群巡飞弹凭借其卓越的多情境作战能力,将为现代军事领域带来革命性的变革。文中从巡飞弹的基础设计、跨介质飞行器的独特性能以及集群技术的智能化管理三方面进行了全面分析, 深入探究了跨介质集群巡飞弹的核心理论和技术。最后基于现代战争中装备、指挥及人员的新特点,对未来跨介质集群巡飞弹的发展趋势进行了展望。

动态炸点定位是毁伤评估的重要内容,爆炸声波由冲击波衰减产生,冲击波为超声速且有一定影响范围,因此炸点声定位的精度会受到爆炸冲击波的影响。为探究炸点定位过程中爆炸冲击波段对声定位结果的影响,基于爆炸冲击波压力衰减规律,构建了冲击波衰减为声波的波至时间-距离模型,并将该模型应用于基于时间到达差的定位方法中。以典型的布设方式为例,预设炸点和声传感器基阵位置,计算得到相应的波至时间。基于时间到达差(TDOA)的定位方式反演得到炸点相对于声传感器基阵的位置,比较反演位置与预设位置得到炸点的声定位误差。进一步通过调整预设的炸点位置以及装药质量,分析爆炸冲击波对声定位误差的影响。研究结果表明,装药质量和爆心距离是影响定位误差的主要影响因素;随比例距离增大,冲击波引起的定位误差呈现减小趋势,当比例距离大于18.45时,相对距离误差可降至1%以下。以期为炸点声定位的系统误差修正提供参考,提高炸点声定位的计算精度。

以高斯伪谱法为基础,考虑多段多复杂约束,提出了一种面向突防任务需求,通过罚函数法处理非全程飞行高度与飞行攻角约束的高超声速滑翔式导弹轨迹优化方法。通过仿真结果可以看出,初始状态约束、控制约束、过程约束与终端状态约束均得到了有效控制,且罚函数法处理突防任务段约束相较于常规分段约束法在约束量收束方面更具备优势,能够为后续设计工作保留更多的余量。此外,仿真结果还验证了该方法在不同射程、不同发射点高度和目标点高度条件下的有效覆盖能力。

人工智能技术广泛运用于军事领域,显著提升了战斗效率,推动了军事技术的发展。文中对处于人工智能技术在军事领域研究和应用的领先地位的美国状况进行了详细讨论。具体针对人工智能技术在情报、监视和侦察、后勤支持、网络作战、指挥与控制、半自主和自主载具以及自主武器等领域的应用进行了深入分析,预测了未来人工智能技术在军事领域的发展趋势。最后指出对国内军事领域开展人工智能技术研究的指导和借鉴作用。

巡飞弹因成本低、作战方式灵活,近些年在全球局部冲突中越来越多地投入使用,引起了广泛的关注。介绍了国外主要巡飞弹的发展现状,涉及美国、以色列等军事强国的产品,包括“弹簧刀”系列、“郊狼”系列、“立方体”系列、“柳叶刀”系列、“哈洛普”以及“英雄”系列巡飞弹,分析了国外巡飞弹的发展现状,并在低成本化、系列化、多平台投放、隐身化发展及集群作战等方面提出了今后的发展趋势。

半球谐振子的动力学行为是半球谐振陀螺(HRG)功能的物理基础。针对目前国内半球谐振子动力学建模研究中普遍存在的缺乏具体参考来源,以及推导不严密甚至谬误等问题,详细推导了谐振子的动力学建模过程,总结了建模通用的学科背景知识,并梳理出了两大类常用的建模思路,以期为后续的进一步的研究和工程应用提供理论支撑。首先,对于半球谐振子动力学建模所通用的弹性薄壳理论进行了概括,包括描述应变和位移关系的弹性几何方程和将应变和应力联系起来的胡克定律;然后介绍了在早期理论研究中常用的基于达朗贝尔原理的建模方法,通过建立平衡方程以及载荷分析求解得到谐振子的二阶振动方程;最后介绍了由国外引入的基于拉格朗日力学的建模方法,通过计算谐振子整体的动能以及应变势能,并代入拉格朗日方程推导出谐振子的二阶运动方程,该方法在最近几年内也开始被国内的研究者所重视。

针对卫星通信安全性不高、易被截获、频谱资源紧张的问题,提出一种多层加权类分数阶傅里叶变换(ML-WFRFT)与多输入多输出(MIMO)技术相结合的通信系统。ML-WFRFT提高了信号的抗截获性,MIMO技术提高了频谱利用率,并且对基于高阶累计量(HOC)的识别方法进行改进,通过识别概率定量分析了通信系统的抗截获性能。随着调制阶数的增大,抗截获性能在不断增强,当两个调制阶数分别为0.7,0.8,信噪比在[0,2]范围时,QPSK信号的正确识别概率小于0.06。

针对传统末敏弹落点不可控、打击精度不足的问题,提出了一种基于翼伞的末敏弹落点控制技术,采用翼伞代替传统降落伞,实现其落点的精准控制。基于所提出的伞-弹系统,设计了一种基于自抗扰控制技术的伞-弹偏航角精准控制器,并抵消外界风场造成的干扰,弥补末敏弹初始位置误差,实现系统的精准自主操纵。基于上述分析,搭建了伞-弹系统,并进行了实际空投试验。在空投试验中,伞-弹系统的最终落点误差在30 m以内,空中水平最小误差在4 m以内,证明了所提出算法的有效性,为灵巧弹药的设计提供了一种新的思路。

In order to investigate the blast resistance of a 316L stainless steel honeycomb sandwich structure, a honeycomb sandwich structure was designed and fabricated using 316L stainless steel powder by selective laser melting (SLM). Concurrently, solid panels of equivalent surface density were produced by this method and constituted the control group. The mechanical behavior of the structure under near-field static explosion load is obtained through static explosion experiments and LS-DYNA simulation experiments, and the propagation mode of the stress wave within it is investigated in order to elucidate the underlying anti-explosion principle. Moreover, optistruct is utilized to optimize the topology and structure of the structure, with the objective of enhancing its blast resistance. The findings indicate that the backplate deflection of the porous sandwich structure is diminished by 13.2% in comparison to that of the plate with isoplanar density, thereby enhancing blast resistance. The established numerical model of fluid-solid coupling is capable of describing the three phases of the static explosion experiment, namely the shock wave propagation phase, the fluid-solid coupling phase, and the inertia phase. The explosion experiment yielded definitive results at the center of the target plate, thereby demonstrating that the "川" crack is caused by residual core layer extrusion. Moreover, the core layer deformation failure mechanism for the honeycomb panel was observed to manifest as in-plane stretching and tearing. The optistruct optimization results demonstrate the formation of a triangular skeleton and circular holes, alternating with corrugated plates. The structure, optimized for a corrugated core target plate, displays enhanced resilience in comparison to the optimization of a traditional honeycomb sandwich panel. The explosion load backboard deflection exhibited a 25.4% reduction, the peak pressure behind the plate demonstrated a 17.6% reduction, and the blast resistance was significantly enhanced. In comparison to honeycomb panels, the circular hole structure has been demonstrated to reduce the backplane deflection by 38.1%, while the triangular hole structure has been shown to reduce the peak pressure behind the plate by 22.4%.

针对巡飞弹药巡飞航迹规划算法设计以及作战任务想定,结合一种基于二维和三维数字地形的空间模型,提出基于自然界蚂蚁觅食的最短路径理论的航迹规划算法,实现巡飞弹药执行对既定作战区域定点威胁目标避障巡飞的航迹规划方案,对巡飞弹药已建立的环境中进行飞行模拟仿真和结果分析,验证了蚁群算法的正确性和有效性。

提出了一种基于连续匹配的航向解算与组合导航算法,实现了利用小视场角制导相机解算航向,为无人机提供了一种低成本的航向量测与组合导航方案。首先基于连续匹配得到的本质矩阵计算出姿态增量,然后通过首帧姿态矩阵与联合标定矩阵计算出当前帧的航向角,在此基础上基于惯性导航姿滤波设计了MEMS导航解算与视觉连续匹配的融合算法。最后为验证所提算法的精度与计算效率,搭建了惯性/视觉组合装置及挂飞试验系统。飞行试验结果表明,针对像元数为1 920×1 080的相机在80~200 m相对高度飞行过程中,匹配成功率达到99.6%,0.5 h航行中航向计算精度优于0.21°,更新频率优于20 Hz,与传统方法相比具备较高的匹配成功率、航向计算精度,并具有更低的时间耗费。

针对遥感图像(RSI)中的目标相对较小、形变多样,且包含分布不均匀的非目标和背景等问题,提出一种基于空洞空间金字塔池化U-Net的遥感图像多目标检测方法。该方法利用空洞多尺度卷积提取多尺度目标的分类特征,运用空洞空间池化金字塔模块扩大卷积特征图的感受野,提取更充分的目标特征,并采用注意力机制、残差连接和长跳跃连接充分保留卷积层提取的 RSI的敏感特征。在公开遥感图像数据库EORSSD上的实验结果表明,所提出的方法能够从复杂多样的RSI中检测多尺度目标,检测精度为96.56%。

图像匹配在无人机视觉导航中起着至关重要的作用,在该领域已经出现了较多优秀的图像匹配算法,但对于不同季节下异源图像匹配尚鲜有报道。为进一步扩展该领域的研究工作,针对不同季节下异源图像匹配困难的问题,提出了一种基于模糊信息粒的图像匹配算法。首先,根据卫星图像和无人机航拍图像的地面分辨率确定无人机航拍图像的尺度缩放系数,进而对无人机航拍图像进行尺度预处理;其次,基于模糊信息粒建立图像匹配方法,对提取到的图像边缘进行相似性匹配,得到无人机航拍图像与卫星图像的匹配位置;最后,在冬季与夏季的无人机航拍图像和卫星图像数据集上进行验证。实验结果表明,该算法具有较强的鲁棒性,提高了图像匹配精度,为无人机视觉定位提供了一种新的思路。

为探究头部密实且小长径比的爆炸成型弹丸(EFP)后效碎片云特性,研究中采用FEM-SPH算法,针对长径比为1.2的紫铜和镍合金两种EFP模拟弹开展碎片云形成过程分析并进行拓展研究。研究发现:小长径比弹丸侵彻后效碎片云呈现由微小弹靶碎片组成的椭球状结构,弹丸尺寸和侵彻速度的增大使靶后形成数量更多且速度更高的碎片云,镍合金剩余弹丸以镦粗状存在于碎片云头部,对后效靶造成二次侵彻,而紫铜破片破碎程度较大,对后效靶形成较大面积毁伤区;在弹丸密度一定的情况下,靶板强度主要影响碎片云轴向膨胀能力,而对于不同弹靶材料,碎片云径向膨胀能力主要取决于弹靶材料密度比ρ_b。研究结论对EFP战斗部后效威力设计具有重要意义。

针对铰链力矩风洞试验中的动态载荷问题,研制了动态载荷监视预警系统,用于试验中动态载荷的实时监视预警。给出了动态载荷监视预警系统的软硬件组成和设计方案,动态载荷数据处理方法,以及系统预警的临界限值设定方法,并进行了系统的应用验证。研究结果表明:动态载荷监视预警系统能够有效预警铰链力矩试验中存在的动态载荷,通过调整操纵面/天平系统的固有频率,避开流动分离产生的气动激励频率,能够避免相同操纵面偏度下大幅值动态载荷的产生,从而保证试验安全和试验数据可靠。

为提高多爆炸成型弹丸(MEFP)对装甲目标的侵彻效能,基于端面MEFP的设计理念,构建了一种端面组合式环向双层MEFP装药结构,可以对装甲目标实现多点位毁伤。利用LS-DYNA软件研究了辅罩厚度、辅罩曲率半径和辅罩跨度对MEFP战斗部成型效果和侵彻性能的影响。研究结果表明:当辅罩壁厚增大时,辅罩弹丸速度逐渐减小,中间辅罩弹丸飞散角逐渐减小,外围辅罩弹丸飞散角逐渐增大;当辅罩曲率半径增大时,辅罩弹丸速度逐渐减小,中间辅罩弹丸飞散角逐渐增大,外围辅罩弹丸飞散角逐渐减小;当辅罩跨度增大时,辅罩弹丸速度逐渐增大,中间辅罩弹丸飞散角减小,外围辅罩弹丸飞散角增大;该MEFP可贯穿15 mm厚45#钢靶,从而有效提高毁伤元的数量和毁伤面积。

微加速度计由于其体积小、测量精度高等优点广泛应用于惯性导航等领域,基于光学测量原理的MOEMS(micro-opto-electro-mechanical system)加速度计不易受电磁干扰,拥有更高的测量精度,具有良好的发展前景。外界环境的变化会对微加速度计的性能产生不利影响,特别是环境温度的变化,高精度微光学加速度计的光腔长度对于温度十分敏感,从而导致探测精度下降,因此提升其温度稳定性势在必行。进行温度控制是降低微光学加速度计芯片热效应的最有效方法,针对所设计的三明治式芯片级封装的MOEMS加速度计,提出了一种基于遗传算法和模糊PID(proportional-integral-derivative)控制的闭环温度控制方案,设计温控电路并使用单片机作为主控芯片,确定被控对象模型后辨识传递函数,同时对系统温度控制参数进行调试整定。文中研究的三明治式微光学加速度计封装结构为温度控制提供了条件,基于模糊逻辑和遗传算法对PID控制参数进行优化的温度控制方案具有良好的控制性能,调节时间快,在理论上使温度控制误差有数量级的减小,有效降低高精度微光学加速度计芯片的热效应。该温度控制方案具有良好的鲁棒性,对其他具有小型半封闭结构的微传感器同样具有实际应用价值。

为了研究卵形弹在宽速域条件下的侵彻威力,通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,在不考虑装药冲击响应特性的前提下,对卵形弹侵彻混凝土靶板进行数值模拟,重点研究了在2.0Ma~6.0Ma撞击速度下,弹体材料、曲径比、长径比和质量对侵彻性能的影响。结果表明:随着着靶速度的提升,弹体无量纲侵深均呈现先上升后下降的趋势;同时,相比93钨合金和TA7钛合金材料,弹体材料选用G50合金钢侵彻性能更佳;曲径比在低速侵彻时对无量纲侵深影响显著,在超高速侵彻时影响程度降低,弹体最佳曲径比为3~4;长径比在低速侵彻时与侵深呈正相关,在超高速侵彻时呈负相关,无量纲侵深随长径比的增大而减小,弹体最佳长径比为4~5;质量对侵深影响显著,对无量纲侵深和临界转化速度影响较小;临界转化速度出现在3.5Ma~4Ma。

随着计算机软硬件技术的持续进步,机载计算平台集成的任务功能日益增多,导致平台内部的计算需求在规模和复杂性上不断攀升。面对智能化应用的迅猛增长,传统的单一处理器架构已不足以应对多样化的复杂任务。为此,基于OpenVPX标准,定义并设计了一种符合硬件开放式架构的3U异构融合处理模块,以适应多种复杂任务的需求。文中还提出了一种异构计算资源池化技术,旨在实现多类型任务应用的快速部署和高效运行,同时降低通信延迟,显著提升计算平台的处理能力和适用性。最后进行了实验验证,结果表明与多CPU架构相比,文中所设计的异构融合处理模块在执行特定神经网络算法时,处理时间缩短了约4.8倍,证明了其在性能上的显著提升。该研究成果不仅展示了异构融合处理模块在机载智能计算应用中的显著性能优势,而且为航空计算平台的未来发展提供了创新的解决方案和技术支持。

针对旋翼巡飞末敏弹末制导段的命中精度受探测系统误差和姿态扰动共同影响的问题,分析了影响EFP毁伤元散布精度的动态特性,建立基于导引系统探测误差、弹体空间姿态扰动、毁伤元牵连运动偏差和系统时延的动态命中点模型,并引入末制导段的弹目交会轨迹与摆动姿态修正,从而在充分利用弹体姿态信息的情况下,利用实验飞行数据,分析各因素对弹着点的影响。仿真和分析结果表明:在一定随机干扰下,巡飞弹弹体姿态扰动和交会轨迹偏差是影响命中精度的主要因素,得出了满足打击典型装甲目标命中率的姿态角控制要求,为巡飞末敏弹的制导律和轨迹预测控制研究提供了理论依据。

半主动激光探测制导和红外成像制导结合使用能够获得主被动探测模式,提升导引头的全天候探测能力、抗干扰能力和目标捕获跟踪能力。激光红外复合制导导引头中光学系统的性能直接影响制导武器系统的探测距离、目标识别和命中精度。若复合导引头采用分离孔径式光学系统,每一个通道采用单独的光学结构和探测器,较容易实现,但会带来空间配准等方面的问题,并且系统体积和质量较大。文中采用共孔径光学结构,考虑激光(1.064 μm)和红外(8~12 μm)光谱波段的透过率,通过焦距匹配方法共用整流罩和一片高透过率透镜完成复合光学设计。激光信号通过整流罩和第一片透镜聚焦,被位于孔径中心的平面反射镜反射到镜筒侧面,由四象限探测器接收。红外光信号经孔径外围通过,由包含衍射透镜的三片透镜成像到非制冷焦平面探测器上。整个光学系统经过-45~60 ℃无热化设计,光学系统整体结构简单紧凑、体积小,总长小于86 mm,口径小于62 mm。此光学系统设计可以应用于激光红外复合制导火箭弹、导弹等武器平台,为高效费比的高技术战争提供技术储备。

航空遥感图像(ARSI)飞机检测一直是一个重要且具有挑战性的课题。针对现有ARSI飞机检测方法(ARSIAD)检测目标的边缘模糊、小目标的检测精度低、没有充分利用ARSI的全局上下文信息等问题,提出一种基于多尺度U-Net与Transformer (MSU-Trans)特征融合的ARSIAD方法。通过多尺度卷积模块Inception提取ARSI中多样性目标的分类特征,通过Transformer增强模型的全局语义检测性能,通过特征融合模块整合高层和低层特征,得到航空目标图像完整的边缘和纹理特征。该模型结合多尺度U-Net较强的局部特征提取能力和Transformer较强的全局上下文依存关系提取能力,进而提高MSU-Trans的整体检测性能。在ARSI集上的试验表明,与U-Net、多尺度U-Net、注意力U-Nets相比,MSU-Trans具有较高的检测精度,精度超过95%,该方法为ARSIAD提供一定的技术支撑。

针对抛撒装药能量输出方式决定爆炸驱动能力大小,传统的圆截面抛撒装药结构存在爆轰能量周向输出方式单一等问题,通过改变抛撒装药截面形状控制爆轰能量输出方式,研究了圆形、五角星形和花瓣形3种抛撒装药结构对被抛撒介质的爆炸驱动作用大小,抛撒装药结构的比药量均为2%,研究发现:装药爆炸驱动被抛撒介质的能力由其截面积大小决定,受抛撒装药截面形状的影响很小,分析原因主要是非圆截面抛撒装药爆炸产生的冲击波在传播过程中波阵面能量迅速匀化,无法对被抛撒介质产生定向加载效果;在壳体外壁有刻槽的情况下,主射流结构数量与刻槽数量相同,受抛撒装药结构截面形状影响不大。

为研究低小慢无人机在破片打击下的毁伤效能,建立了破片对无人机毁伤效能的评估模型。通过数值模拟分析单枚破片在不同初速、直径和材料条件下对目标各个舱段的毁伤概率,并采用蒙特卡洛法进行了多次射击仿真。研究结果表明,破片的初速、直径和材料对毁伤概率有显著影响,其中初速和直径的增加显著提升了毁伤概率,但在900~1 500m/s的速度范围和4~8 mm的大直径条件下,效能提升趋于饱和。而多枚破片的打击显著提高了毁伤概率,表明在破片数量增加的情况下,毁伤效能大幅提升,使破片数量成为影响毁伤效果的关键因素。基于研究结果,选择2~4 mm的破片直径、600~900 m/s的初速以及适当的材料,可以优化破片战斗部的设计,从而提升其对无人机的毁伤效能,为无人机毁伤效能的精准评估和作战决策提供科学依据。

光纤陀螺(FOG)作为一种高精度角速度传感器,在惯性导航、定位定向和姿态控制中扮演着至关重要的角色。然而,光纤陀螺光路热致零漂误差是限制陀螺精度提升的关键因素之一。通过分析Shupe效应、Mohr效应及交扰效应,解释了热致零漂误差的产生机理;从内因(几何对称性和物理对称性)和外因(环境影响和物理场激励)两方面归纳了影响零漂误差的不同因素;进一步讨论了对内因和外因的关键因素(如光路的应变和温度分布)检测的布里渊光时域分析(BOTDA)技术、光频域反射(OFDR)技术以及拉曼光时域反射(ROTDR)技术的研究现状;最后介绍了光纤环绕制工艺的优化、特种光纤的应用、尾纤长度的调整以及温度补偿技术等多种抑制热致零漂误差的措施和方法。上述研究为恶劣环境下导航级光纤陀螺测量精度和环境适应性的进一步提升奠定了基础。

异源景象匹配作为一种重要的辅助导航手段已经被广泛研究,但受到异源图像对之间非线性辐射失真和几何变形的影响,实现异源图像的匹配仍然是一项具有挑战性的任务。为了解决这些问题,提出了一种具备旋转和尺度不变性的异源景象匹配方法以同时估计异源图像对之间的旋转、尺度和位移变化。首先,基于图像局部的结构关系,利用局部自相似描述子进行特征描述以抵抗非线性辐射差异和局部变形的影响。再结合对数极坐标变换将图像整体的旋转和尺度变化正交展开并分别在笛卡尔坐标系上表示。最后,利用位移估计以及旋转和尺度估计的连续性,构造了一个五维特征描述符,并利用相位相关方法同时估计图像的旋转、尺度和位移变化量。在3种常见类型的异源图像匹配任务上进行的实验表明,文中的方法相较于当前其他先进的方法,在匹配正确率方面至少能提高4.5%,这突出了其在异源景象匹配领域的有效性。

为探究攻角和着角联合作用下弹体侵彻混凝土靶的弹道特性,基于LS-DYNA有限元软件,在速度1 000 m/s时以不同攻角和着角对弹体侵彻混凝土靶进行数值模拟。重点研究了攻角和着角对弹体轴向侵彻深度、径向偏移距离和偏转角的影响,通过对弹体侵彻过程中受力情况的研究,主要对轴向阻力和径向阻力以及弹体所受偏转力矩进行分析,得到其对弹道的影响规律:随着着角的增大,弹体偏转角受攻角影响呈显著增加趋势;着角在一定的范围内,初始方向与着角相反的攻角对弹体侵彻能力有提升作用,初始方向与着角相同的攻角对侵彻能力有减弱作用;当着角过大时,无论初始攻角的方向与着角是否相同,均会对侵彻能力有减弱作用,且随着角度的增加更明显。研究结果可以为钻地弹的研制提供参考。

制导末敏弹作为新型智能弹药,其射表编拟技术有别于传统弹药。文中阐述了制导末敏弹工作原理、弹道特点和发射流程,结合制导末敏弹弹道特性,提出了制导末敏弹射表方案及射表精度要求,为制导末敏弹射表编拟奠定了技术基础,同时也为其他类似制导弹药射表编拟提供设计参考。

为实现冷弹射导弹在二次点火时尾罩侧向抛离发射轴线的目的,提出一种新型抛罩方案:偏心尾罩与喷管出口之间通过密封塞连接,依靠燃气射流作为动力源实现侧抛分离。考虑不同质心位置及水平侧向风对分离过程产生的影响,建立了三维尾罩分离模型,结合重叠动网格技术,耦合求解流体控制方程及刚体六自由度运动方程,对尾罩分离过程进行数值模拟计算。获得了受射流冲击时尾罩运动特性变化曲线,以及尾罩对燃气射流流场产生的干扰特性。研究结果表明:该方案可实现尾罩侧向抛离发射轴线的目的。具体而言,随着质心偏置程度增大,有利于轴线处射流状态率先趋于稳定,当质心位置大于二分之一半径时,射流对尾罩产生加速转动效果大于平动,增加尾罩运动过程中的不稳定性,分离后期尾罩出现靠近轴线趋势;水平侧向风有利于尾罩远离轴线,且随着风速增大远离轴线趋势更明显。

为研究典型缓冲结构和缓冲材料对超高速侵彻战斗部装药防护性能的影响,降低侵彻过程中强过载恶劣环境引发的装药响应,采用LS-DYNA对战斗部以1 400 m/s速度正侵彻混凝土靶进行数值模拟。通过对弹体侵彻过程中无缓冲装药力学响应分析,确定了缓冲结构设计的方向,研究不同材料、厚度的缓冲块和缓冲层对装药环境的影响。结果表明:缓冲块对装药前段保护效果明显,能显著降低装药应力和过载峰值;缓冲层结构则更趋向于提升装药整体应力变化的一致性,使装药整体应力环境变化更加均匀。所选缓冲块结构以30 mm厚聚碳酸酯最优,能使装药过载和应力峰值分别降低20%和34%;缓冲层结构以4 mm厚聚四氟乙烯最优,装药过载和应力峰值分别降低19%和9%。为高速侵彻战斗部装药缓冲结构防护提供一定参考。

针对反辐射导弹在遭遇雷达突然关机而无法有效打击目标的问题,基于直升机实施反辐射导弹攻击的态势,构建三维定位的数学模型,然后利用改进卡尔曼滤波推导得到无源定位算法,在加入纯惯导和组合导航误差后对滤波前后高低角、方位角以及X,Y,Z方向定位精度进行仿真及分析,对算法的精度和可行性进行跑车实验分析验证。结果表明,所提出的基于改进扩展卡尔曼滤波(EKF)的无源定位算法精度高于传统EKF,定位精度小于4%、收敛时间小于30 s,满足反辐射导弹目标无源定位需求,验证了算法可行性。

为了提高复杂背景下红外小目标的检测能力,提出了一种改进加权增强局部对比算法(weighted strengthened local contrast measure,WSLCM)的红外小目标检测方法。在WSLCM的预处理阶段采用自适应曲率滤波在多尺度下对图像进行处理,抑制背景过程中保持真实目标不被淹没。在背景抑制计算中选取背景块中的灰度最大值作为背景估计,降低虚警率。同时引入目标增强因子与背景抑制因子,加强算法鲁棒性,消除背景噪声影响,增强对红外小目标的检测能力;通过嵌入式ZYNQ平台进行算法IP核定制,采用软硬件协同方式实现算法对特定场景下小目标的识别检测。实验表明,相比于传统WSLCM算法BSF和SCRG指标都有明显提高,连续帧检测率为93.2%,嵌入式平台检测效率比PC端提升17.6%,验证了算法和嵌入式系统的有效性。

为提升GNSS全星座下的定位性能,需要研究GPS、GLONASS、BDS和GALILEO多系统星座融合的性能。采用全球经纬度5°×2.5°分辨率进行空间采样,对不同高度角和多星座组合系统进行评估,包括可见卫星数、PDOP值以及PDOP可用性等性能指标。结果表明,单BDS系统在10°截止高度角下PDOP可用性达到98.6%以上,双系统在30°截止高度角下可用性达到95%以上,四系统在40°截止高度角下PDOP可用性达到100%,双系统和四系统融合能显著提高系统的可用性。

针对末敏弹单元红外探测扫描信号单一,识别和命中概率低的问题,提出了一种适用于多元红外探测的尺寸解算和定位方法。该方法的核心是对多元线阵红外探测器采集到的多路波形信号进行响应脉宽和时序获取,并联合高度信息求解热区尺寸。通过多路信号的响应元数和时序关系判别定位目标。对目标进行了尺寸解算和定位模拟实验,结果表明:多元探测利用所述方法可以获取目标尺寸和定位目标,验证了所提方法的有效性。

为提高多爆炸成型弹丸(MEFP)对装甲目标的侵彻能力,提出一种双层罩轴向组合式装药结构MEFP。MEFP采用中心1枚双层,周向8枚双层的药型罩结构。在爆炸成型过程中,中心双层主罩可成型2枚EFP,周向8枚双层辅罩可成型16枚EFP,对装甲有多点位、双重侵彻毁伤。基于该结构的可行性,利用ANSYS/LS-DYNA软件对该MEFP成型及侵彻过程进行了数值模拟,具体分析了装药高度、主(辅)曲径比、主(辅)壁厚、主(辅)前后级壁厚比等因素对其成型过程的影响,并将较好的成型结果对45#钢靶板进行了侵彻仿真。研究结果表明:在装药高度75 mm、主(辅)曲径比为1.0(1.3)、主(辅)壁厚4 mm(2.5 mm)、主(辅)前后级壁厚比值0.5时,MEFP成型较好。MEFP在穿透两层12 mm 45#钢靶板后,仍具有一定的后效侵彻能力;在炸高大于2 m时,成型的MEFP具有多点位毁伤效应,且随着炸高的增加,毁伤落点半径增大。研究的双层罩轴向组合式装药结构MEFP结构对末敏弹战斗部设计具有重要的参考意义。

视频目标分割是计算机视觉中的一项关键任务,在自动驾驶、视频编码等领域具有重要意义。针对视频目标分割任务,提出使用一种高效的编码记忆网络(EMNet)实现半监督视频目标分割任务。该方法包含自适应参考帧选取模块、双路径匹配模块、特征处理模块以及特征聚合模块。自适应参考帧选取模块综合考虑掩码置信度和相似度,选择包含丰富信息的参考帧。双路径匹配模块实现查询帧和参考帧之间的双向和双尺度匹配,提高目标特征匹配准确率。特征处理模块分别包含语义强化模块和特征细化模块,通过低通和高通滤波增强目标的语义和细节信息。并由特征聚合模块对各特征进行融合利用。最后通过在DAVIS2017数据集上的评估,证明所提出模型的有效性。

火箭燃气射流对搭载平台的冲击效应是搭载平台表面防护和结构设计的重要依据。为研究不同射角下高速射流对舱体的冲击效果,基于有限体积法,采用SST k-ω 湍流模型,建立固体火箭发射过程的三维仿真物理模型。分别在70°射角和56°射角工况下,对固体火箭发动机喷出的燃气射流进行数值模拟,得到了不同时刻射流的特性以及两射角下舱体上表面受射流影响情况,分析射流对舱体表面的冲击效应。分析结果表明,射流冲出喷管后在空气中膨胀,形成曲面激波。抵达舱体表面后压缩,产生高温高压区,随后温度和压力沿舱体表面流动逐渐降低。舱体表面温度和压力变化趋势相一致,56°射角时舱体表面温度较低,受到的冲击效应更大。

面向长航时、高精度的自主导航技术需求,系统梳理光学陀螺旋转调制惯导系统的发展历程及关键技术现状具有重要的现实意义。首先,基于惯导系统误差特性,阐述了旋转调制技术的基本原理。其次,系统回顾和梳理欧美等西方国家旋转惯导系统发展历程,分析了系统发展演变后的技术逻辑,总结了我国旋转惯导系统的研制现状。最后,立足于提高系统自主导航精度,从旋转策略优化、误差标校、初始对准3个方面分析了旋转惯导系统需解决的关键技术及研究现状。在总结光学陀螺旋转调制惯导系统及关键技术发展基础上,针对后续旋转惯导系统研究提出了几点思考,为高精度自主导航技术研究提供参考。

全温度环境下的工作精度水平是当前制约光纤陀螺在更多领域应用的主要瓶颈,主要体现在变温零偏稳定性指标,前人围绕着热设计、工艺实现和算法补偿等方法开展研究,大幅改善了光纤陀螺的变温性能。光纤环是光纤陀螺的敏感器件,保偏光纤是构成光纤环的主要材料,其性能与光纤环变温性能密切相关,而对保偏光纤与变温精度的相关机理分析和实验研究较少。因此,基于光纤环在变温环境下热致Shupe零位误差产生机理的分析,发现保偏光纤折射率温度系数是主要影响因素。通过有限元仿真分析并结合保偏光纤布拉格光栅(PMF FBG)测试折射率温度系数的试验方案,发现猫型保偏光纤(CAT PMF)相较于传统熊猫型保偏光纤(PANDA PMF)具有更低的折射率温度系数。最后,通过将两型保偏光纤绕制成光纤环进行测试,结果表明,相对于熊猫型保偏光纤,猫型保偏光纤绕制成光纤环的变温零偏极差压缩21.1%,变温零偏稳定性提升22.9%,进一步证实猫型保偏光纤具有提升光纤环变温性能的应用前景。