为了减小滤波开关(FIS)的尺寸,基于单个三模枝节加载谐振器设计出了一种紧凑型的单刀双掷滤波开关(SPDT).与传统的滤波开关相比,SPDT利用单个三模谐振器(TMR)在不同PIN管开关状态下呈现不同谐振模式与耦合路径的特点,成功地将单刀双掷滤波开关采用的谐振器数量减半,从而减小了滤波开关的尺寸.在此基础上,在输出馈电线末端引入开关二极管从而提高滤波开关关断时的隔离度.SPDT导通状态插入损耗为2.4 dB,中心频率为975 MHz,3 dB带宽为250 MHz,公共端口回波损耗优于20 dB,导通端口回波损耗优于15 dB,带内关断隔离度优于23 dB.
随着信息技术的进步,建模与仿真技术迅速发展并得到广泛应用,而仿真能否代表真实世界成为用户十分关注的问题.仿真的校核、验证与确认(VV&A)是保证仿真正确性和可信性的关键,而仿真VV&A标准为VV&A工作的开展、VV&A活动的规范等提供指导.首先对国外仿真VV&A标准的发展历程进行总结,进而从应用目的、术语定义、设计思路等方面对国外仿真VV&A典型标准进行比较分析,最后在对国内外仿真VV&A标准简要对比的基础上,展望未来仿真VV&A标准的发展方向.
随着作战模式和高超声速相关技术的变革更新,高超声速飞行器应运而生,其将成为未来战争中的重大威胁,势必将引发新的战术战法、军事理论的变革.本文系统性地梳理了各军事大国在高超声速飞行器研究领域的发展历程,介绍了现阶段高超声速飞行器防御体系装备情况,在此基础上从构建全领域信息网络、打造全方位拦截态势、完善全要素指控平台等方面给出了高超声速飞行器防御策略,以期为高超声速飞行器防御体系的建设提供参考依据.
弹载综合电子系统是弹上电子电气设备的发展方向,可以有效地提高导弹电子设备的集成化、模块化和小型化水平,同时降低成本.本文首先介绍了综合电子系统的概念和组成,以及综合电子研究的意义;然后,综述了国内外综合电子系统发展现状,并阐述了弹载综合电子系统发展趋势和高速串行总线技术、分时分区操作系统技术、微系统技术等关键技术;最后,分析总结了综合电子系统的挑战和未来的发展趋势.
使用基于分区对接结构网格获得的Euler方程基本流场解,通过远场边界处理方法(物面法线Riemann不变量方法)摄动,对时差导数与自由来流合成攻角、舵偏角和气流滚转角变化率构建摄动关系,提出了一种时差导数快速估算方法.本文利用国际动导数标准模型(SDM)进行算例验证,计算结果与参考文献结果具有很好的一致性,表明本文方法耗时少、精度高、工程实用,适用于复杂气动外形飞行器的时差导数快速计算.利用本文方法在亚/跨/超声速范围内获取了5°攻角时SDM俯仰旋转导数和洗流时差导数.结果表明:在亚/跨声速范围内,是否考虑时差导数结果之间存在一定差别,随着来流马赫数增大,时差的影响逐渐减小,在超声速条件下时差影响基本可以忽略.
火星作为太阳系中与地球最为类似的行星,其表面可能存在生命的迹象.尽管现有探测机器人能够在火星表面进行较大范围勘察,但科学家仍无法像在地球上一样利用大型先进设备对样品进行更深入的研究与分析,因此火星采样后返回地球任务具有非常重要的意义和科学价值.火星表面数十公里厚且不稳定的大气环境,使得将装有火星样品的上升器安全、稳定地从火星表面送至轨道器的任务十分具有挑战性.火星上升器发射技术是火星采样返回任务中的关键技术,关系到任务的成败.本文分析了国外火星上升器发射技术的发展现状,总结了已有各类发射方案的技术特点,以期为中国后续开展火星采样返回任务提供可参考的火星上升器发射技术方案.
效能评估用于评价装备完成特定作战任务目标的能力,目前已经广泛应用于各种武器装备论证中.本文在简要分析当前该领域的问题和挑战的基础上,分别介绍了基于多属性决策、复杂网络和机器学习算法3类装备体系效能评估方法,并分析了上述方向的研究现状;在装备体系效能评估支撑技术方面,总结了指标约简与优化方法的研究现状;最后,基于现有的研究进展,提出了未来装备体系效能评估可能的研究方向.
针对武器装备健康状态精确控制的需求,提出了基于大数据综合推理的武器装备健康状态控制决策方法.首先,对武器装备全寿命周期数据进行采集与处理,形成以武器装备健康状态为特征属性之一的知识库;其次,根据武器装备健康状态动态控制流程,提出综合案例库推理和规则库推理的机制;再次,采用K近邻算法计算相似度进行案例推理和采用事实特征集合匹配进行规则推理,并不断形成新知识;最后,以某型武器装备液压系统为例,根据其健康监测及其他属性特征数据推理出控制策略.仿真结果表明:融合大数据的综合推理方法能提供与武器装备健康状态相适应的精细且准确的动态控制决策,可为实现武器装备健康状态精确管理提供有力支撑.
针对传统航迹关联模型中噪声描述过于理想化的问题,提出了一种新的多目标航迹关联模型.该模型通过不确定理论中的不确定对数正态分布描述航迹关联噪声,并以匀加速直线运动目标为例,重构了其运动方程与观测方程,推导了跟踪滤波流程;为了进一步验证模型的有效性和鲁棒性,使用混合噪声模拟复杂电磁环境中的各种噪声,并分别在不同噪声环境、关联算法和目标数量条件下进行了仿真验证.结果表明:所提出的改进模型具有更好的关联准确性和鲁棒性.
在纳卡冲突和俄乌冲突中,小型巡飞弹的实战应用再次引起了世界各军事强国对巡飞弹的重视.本文以国外小型巡飞弹为主要研究对象,论述了巡飞弹的发展历程,介绍了几种典型小型巡飞弹的发展现状及最新作战应用发展动态,并对几款小型巡飞弹性能参数进行了归纳对比.通过分析小型巡飞弹的典型作战应用类型以及作战优势,对未来预警系统应对小型巡飞弹作战提出了对策建议,为预警系统的建设发展提供了参考.
随着分布式和马赛克等作战概念的提出,作战理念越来越强调去中心化,由此可带来体系上整体韧性的增强.装备体系韧性的基本理论认识影响着该领域理论和实践的研究,也是目前装备体系领域研究的热点.本文阐述了装备体系韧性概念内涵;从体系对抗前、中、后分析了装备体系韧性行为;提出了装备体系韧性的未来研究方向及强韧性装备体系建设思考,旨在为我军强韧性装备体系的研发与建设提供参考与借鉴.
针对体系效能样本量较少、样本数据规律不确定的特点,提出基于灰色关联的体系效能评估指标筛选方法.筛选方法利用序列曲线的几何形状相似程度判断评估指标与作战效能之间的关联度,通过关联度大小量化评估指标与作战效能之间的关联关系,筛选关键体系效能评估指标.将筛选方法应用于某导弹防御案例,验证了该方法的可行性.
多无人机在协同跟踪地面移动目标上具有鲁棒性强、侦查精度高、任务效率高等优点,因此具备重要的研究意义.为了解决传感器信息受限存在的局限性,如何利用尽可能少的目标状态信息实现对目标的稳定跟踪是当前固定翼无人机实现定距盘旋跟踪的主要问题之一.首先,针对地面目标,设计了一种基于距离变化率的无人机定距盘旋跟踪制导律,相比于其他制导律所需的目标信息更容易获取;其次,在跟踪稳定的基础上,为了解决单无人机可能存在视线被干扰丢失目标的情况,设计了邻机之间相位差相等的多无人机协同制导律,将两个制导律相结合形成的多无人机协同目标跟踪制导律,用以解决多无人机协同目标跟踪制导问题;再次,设计了相应的李雅普诺夫函数,证明多无人机协同跟踪闭环系统的稳定性;最后,通过对变速移动目标的跟踪实验仿真,其结果验证了该方案的有效性与可行性.
联合作战仿真实验涉及的模型种类丰富、实验设计和评估分析复杂、实验结果应用场景多样,需要综合运用工程级、交战级、任务级、战役级等各层级的模型及其仿真设计以满足不同层次的分析评估需求.对实体层次性一般采用聚合解聚进行研究,但针对作战过程的层次性目前还缺少合适的描述、分析、集成方法.本文借鉴已有的层次描述和分析方法,采用层次树概念对不同层次的过程模型进行描述,对层次树的构造、操作和应用进行分析,通过实例给出层次树的具体应用.过程模型的层次树描述可以为多层次联合仿真应用分析、多层次模型管理提供支持,有效提高不同层次模型的互操作性和可重用性.
本文针对高超声速变后掠飞行器姿态控制,设计了多变量预设性能与滑模相结合的控制器.首先,建立了强耦合非线性的变后掠飞行器模型,绘制了预设性能控制流程框图,并对控制器的有效性进行了论证;然后,针对飞行器的姿态角设计了预设性能函数,对误差进行同胚映射,解决了控制器设计过程中存在约束的问题,进而根据转换后的误差设计了滑模控制器及误差补偿器;最后,通过仿真验证了飞行器变后掠过程中姿态控制器的有效性,通过与滑模控制对比验证了控制器的优越性,并在风干扰的条件下验证了控制器的鲁棒性.
轻质高刚高强结构是实现飞行器高速、远射程/长航程和强机动性的关键.对结构拓扑优化和仿生设计等进行基础研究和技术开发,为高速飞行器结构设计奠定基础.对高速飞行器结构的设计需求进行分析,从研究方法和分类应用的角度,综述国内外近年来在飞行器领域中结构拓扑优化、仿生设计与增材制造技术融合的相关研究成果,总结飞行器结构优化设计方法和应用中存在的主要问题,提出近期亟待突破和进一步完善的关键技术,以期为新一代高速飞行器的结构设计提供参考.
装药、结构、流场域、声场域等多物理场模型是用于固体火箭发动机设计的重要仿真模型.构建大量不同燃面退移距离下的多物理场模型存在人工操作易错、效率低的问题.为快速批量化地获得不同燃面退移距离下固体火箭发动机的多物理场文件,基于Creo软件平台,采用自上而下的建模理念,对固体火箭发动机参数化建模,利用装药的特征造型方法,对燃面退移进行追踪;并对Creo平台进行二次开发,实现用户输入命令即可实现仿真模型的自动再生、导出等功能.利用所提出的仿真模型生成标准流程以及辅助设计应用程序,为火箭发动机设计人员提供了一种高效的建模思路,简化了烦琐的重复性工作,降低了人工操作错误的可能.
飞行器舵面为不规则薄壁结构,内部筋板骨架与蒙皮存在较大厚度差异.针对舵面结构分析对网格灵活性的要求,利用具有旋转自由度的膜元GQ12与剪应变混合插值板元MITC4,耦合构造了一种厚薄通用、准确度高的四边形平板壳元;基于此,利用自适应成长法对飞行器舵面结构进行加筋布局优化设计,获得了清晰的内部最优骨架布局.与传统骨架布局设计对比,本优化设计使整体结构刚度提升33%,结构减重29%,同时,验证了GQ12+MITC4耦合单元的准确性、实用性,以及舵面骨架自适应成长加筋拓扑优化设计的有效性,这为飞行器舵面骨架筋板布局设计提供了一种高效的设计方法.
针对细长型飞行器双台振动试验开展仿真计算与控制效果分析.根据模态叠加原理,建立细长型飞行器多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)随机振动试验中的动力学模型;采用虚拟激励法和逆虚拟激励法计算方法,分析细长型飞行器MIMO随机振动试验中不同控制测点数量、控制谱矩阵设置的可实现性及影响效果,并以其模拟件为研究对象,完成其两点、多点控制试验方式下不同控制谱矩阵设置的振动试验的数值模拟.经分析,虚拟激励法大幅提升了振动仿真计算精度,且双台振动系统在不同控制点组合下振动响应差异性加大.
随着增材制造技术的发展和应用不断深入,创新导弹结构设计与增材制造技术的协同融合,必定是导弹研发领域发展突破的重要方向.从静力学设计、动态结构设计、耦合动力学3个方面,探讨了先进增材制造技术在导弹结构优化设计中的应用.导弹结构优化涉及动态特性、气动弹性、力热耦合等多个方面,增材制造凭借其独特优势,突破了传统的设计模式和加工瓶颈,进一步实现了航天武器装备结构的轻量化、体积小型化、功能集成化.
