某型导弹武器系统效能评估及其应用研究

论文题目: 某型导弹武器系统效能评估及其应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 飞行器设计

作者: 关成启

导师: 杨涤

关键词: 导弹武器系统效能,捕捉概率,发现概率,突防概率,毁伤效能

文献来源: 哈尔滨工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 对于现代复杂的导弹武器系统,使用单一的静态指标无法从整体上综合反应一个武器系统的综合能力。对导弹武器系统使用效能这一指标来评价,这是未来的发展方向,因此有必要寻求一种科学的效能评估方法。导弹武器系统效能研究问题得到了研制部门和作战使用部门的高度关注。本论文以某导弹为背景,对与导弹武器系统效能评估有关问题,如武器系统射前生存能力、导弹捕捉目标能力、导弹被雷达发现概率及突防概率、战斗部毁伤效能等进行了研究。首先,分析了国内外效能各种评估方法优缺点,根据导弹武器系统作战任务剖面,基于系统工程和模糊数学理论,提出了评价导弹武器系统效能的概率矩阵法。与其它评估方法相比它的优点是适应范围更广,且更具有实际意义。把导弹武器系统效能的评估分为发射前、发射后和命中毁伤三个阶段来进行研究,构建了效能评估的总体框架和研究思路。第一阶段,导弹发射前效能评估以导弹武器系统射前生存能力为研究对象,采用模糊综合评判的方法,建立了某导弹的射前生存能力数学评估模型,针对某导弹武器系统的特点,分为5个等级11个因素完成了对某导弹武器系统生存能力的定量评估分析,结果表明某导弹武器系统射前生存能力较高。第二阶段,导弹发射后效能评估以导弹捕捉目标概率、被雷达探测及导弹突防概率为研究对象。在模拟导弹捕捉目标物理过程基础上,根据统计理论,建立了某导弹对海上目标动态捕捉概率数学模型,提出了导弹捕捉概率算法,分析了雷达方位扫描范围、自导距离、距离选择波门宽度等设计指标对目标捕捉概率的影响,并指出波门宽度的确定应综合考虑各方面的因素;针对某导弹,在考虑了海上、地面杂波及气象影响条件下,采用临界俯仰角法,简化某些参数,建立了雷达对该导弹探测模型。利用模型进行了数学仿真,分析了导弹雷达散射面积RCS、飞行高度等设计指标和地杂波、地物遮挡等使用因素对某导弹发现概率的影响。第三阶段,命中毁伤效能评估以战斗部对目标毁伤效能为研究对象。针对某导弹的侵彻和杀爆两种战斗部,分别建立了对典型目标的毁伤效能模型。在对目标进行易损性分析基础上,对典型目标进行了等效简化。将指挥中心等效为建筑目标,通过采取构造条件毁伤概率密度与爆破破坏体积之间函数关系的方法,建立了侵彻战斗部毁伤效能模型。将地空导弹阵地的车辆分别等效为不同厚度的等效靶板,综合考虑了杀爆战斗部对目标的破片毁伤和冲击波毁伤,建立了某导弹杀爆战斗部毁伤效能模型。依据建立的某导弹两种战斗部毁伤效能模型进行了仿真研究,对导弹攻击角度、某导弹触发自适应引信和触发延期引信的合理性、末段飞行高度控制精度、导弹俯仰角、导弹命中精度CEP等技术指标对目标毁伤概率的影响进行了分析。最后,利用建立的导弹武器系统效能评估模型,对某导弹武器系统效能进行了综合仿真研究,验证了评估方法的正确性,并得出了许多有工程应用价值的结论。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题研究的目的和意义

1.2 国外发展概况

1.3 国内研究情况

1.3.1 结构评估法

1.3.2 量化标尺评价法

1.3.3 阶段概率法

1.3.4 ADC (Availability Dependability Capability)法

1.3.5 SEA(System Effectiveness Analysis)法

1.3.6 检验假设法

1.3.7 程度分析法

1.3.8 信息熵评价法

1.3.9 模糊评价法

1.4 文献综述

1.5 本文的主要工作

第2章 系统效能研究的理论基础与模型

2.1 引言

2.2 分系统优化与武器系统总体优化的数学表达

2.3 分系统最优化组合为导弹武器系统总体最优解的条件

2.4 分系统单独优化不能实现导弹武器系统全系统最优化

2.5 导弹武器系统作战效能的理论模型

2.5.1 导弹武器系统效能评估理论模型

2.5.2 武器系统可用性理论模型

2.5.3 武器系统可信性理论模型

2.5.4 武器系统能力向量/矩阵理论模型

2.6 导弹武器系统效能评定的概率矩阵法

2.6.1 作战使用阶段的划分

2.6.2 效能评估的概率矩阵模型

2.7 性能加权系数的获得

2.7.1 确定评价因素

2.7.2 构造判断矩阵

2.7.3 计算重要性排序

2.7.4 检验

2.8 性能指标——阶段完成任务概率

2.8.1 阶段划分和性能指标

2.8.2 阶段I

2.8.3 阶段II

2.8.4 阶段III

2.9 本章小结

第3章 某导弹武器系统射前生存能力评价

3.1 引言

3.2 模糊评估模型

3.2.1 评判等级集合的确定

3.2.2 评判因素子集的确定

3.2.3.某导弹武器系统生存能力的二级模糊综合评判模型

3.3 评判因素权重的确定

3.4 模糊关系矩阵的确定

3.5 仿真应用实例

3.6 本章小结

第4章 导弹捕捉目标概率

4.1 引言

4.2 捕捉概率计算模型

4.2.1 导弹捕捉海上目标的物理过程

4.2.2 建立模型的假设条件

4.2.3 建立导弹捕捉目标坐标系

4.2.4 目标在捕捉坐标系上的坐标

4.2.5 末制导雷达距离搜索波门扫描坐标

4.2.6 捕捉目标条件方程组

4.2.7 捕捉概率计算

4.3 仿真结果与分析

4.3.1 射程、自控终点散布、自导距离的关系

4.3.2 扩大方位搜索范围可提高目标捕捉概率

4.3.3 距离选择波门和天线起始偏角位置的确定

4.4 本章小结

第5章 某导弹被防空系统发现概率及突防模型

5.1 引言

5.2 基本理论

5.3 发现概率计算模型

5.3.1 雷达系统特征常数的计算

5.3.2 临界散射截面的计算

5.3.3 地面雷达平视时临界散射截面的计算

5.3.4 雷达发现概率的计算方法

5.4 发现概率仿真结果与分析

5.5 某导弹易损性

5.6 地空导弹杀伤

5.6.1 地空弹杀伤区的确定

5.6.2 地空弹武器系统的制导误差

5.6.3 地空弹的引战配合

5.6.4 地空弹杀伤概率

5.7 高炮杀伤模型

5.8 歼击机杀伤模型

5.8.1 空空导弹对某导弹的杀伤模型

5.8.2 空空导弹杀伤目标的概率

5.9 本章小结

第6章 战斗部目标毁伤效能

6.1 引言

6.2 指挥控制中心(建筑物)易损性分析

6.3 侵彻爆破战斗部毁伤概率计算[107]

6.3.1 战斗部侵彻数学模型

6.3.2 冲击波参数计算

6.3.3 毁伤概率计算模型

6.3.4 毁伤概率计算

6.3.5 结果分析

6.4 地空导弹阵地的易损性

6.5 杀爆战斗部坐标毁伤规律

6.5.1 破片的毁伤概率

6.5.2 冲击波的毁伤概率

6.6 杀爆战斗部毁伤概率计算

6.6.1 试验设计

6.6.2 计算结果

6.6.3 结果分析

6.7 本章小结

第7章 某导弹效能仿真研究

7.1 引言

7.2 影响突防效能的理论分析

7.2.1 影响突防概率的因素

7.2.2 突防概率极大化的数学描述

7.3 风险场构造方法

7.3.1 局部突防概率极大化策略和方法[99]

7.3.2 全局风险场与风险函数

7.3.3 对给定反导体系部署的战场风险场构造

7.3.4 最小风险路线的确定

7.3.5 最大突防概率的确定

7.4 战场环境设定

7.4.1 防御部署想定

7.4.2 某导弹主要性能参数设定

7.5 某导弹系统效能仿真

7.6 本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

个人简历

发布时间: 2017-11-06

参考文献

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标签：导弹武器系统效能论文;  捕捉概率论文;  发现概率论文;  突防概率论文;  毁伤效能论文;