<正>《火炮发射与控制学报》是由中国兵工学会主办、西北机电工程研究所和中国兵工学会火炮专业委员会等承办的火炮专业综合性学术期刊。本刊为中文核心期刊和《中国学术期刊综合评价数据库》《中国科技论文统计与分析数据库》源期刊。本刊已被《中国学术期刊数据库》《中文科技期刊数据库(全文版)》《中国核心期刊(遴选)数据库》等数据库收录。本刊现为双月刊,国内外公开发行,服务对象为从事火炮武器系统、弹道及武器自动控制工作和相关专业的各研究所、部队、工厂的专业人员和工程技术人员。
针对现代火炮自动装填推药机构在大节距、高速重载及多边形效应作用下难以精确描述动力学行为的问题,提出一种兼顾精度与效率的刚柔耦合建模与特性分析方法。在分析推药机构结构与运动拓扑的基础上,采用基于相对坐标和板-梁组合单元的柔性链节模型,构建包含滚轮-轨道、滚轮-链节及滚轮-链轮间隙与接触关系的刚柔耦合动力学方程;同时针对储药筒—模块药—阻滞装置界面,引入物理接触模型与多项式回归相结合的数据驱动接触力建模技术。通过推药试验台架在多种典型工况下采集的位移、速度和电流数据,对仿真结果进行对比,表明所建模型能够准确再现推药过程的起动、推送、制动及回程阶段,且较好捕捉链传动系统的多边形效应。在此基础上,分析轨道间隙和模块药-通道间隙对邻接药块位置、目标药块进入分取装置速度以及链头速度波动的影响规律,结果显示轨道间隙过大或模块药-通道间隙过小均会导致推药性能下降。研究为推药机构间隙优化设计、故障诊断与可靠性提升提供了理论支撑和建模方法参考。
随着低空经济与无人机技术的蓬勃发展,在带来诸多便利的同时,也引发了一系列严峻的低空安全问题。为了有效应对这一挑战,本研究整合多维度反无人机技术手段,构建“警戒区-防御区-核心区”三级协同防御体系架构。在技术手段层面,系统分析了侦察探测(含雷达、光电、声学、无线电探测)、通信压制、导航诱骗、物理毁伤及综合反制技术的原理,在体系架构设计中,明确警戒区以多源侦察探测为主、防御区融合软/硬杀伤手段、核心区部署高精度拦截设备的分层策略,并通过通信系统与指挥控制系统实现跨区域体系协同。为保障要地安全提供全面的理论指导和实践方案,助力提升要地反低慢小无人机的防御能力,切实维护国家安全与社会稳定。
针对传统遗传算法初始化存在的种群多样性不足,以及搜索空间覆盖不均匀的问题,引入双重Logistic混沌映射初始化,提出了一种改进遗传退火算法。进一步针对反无人机蜂群目标分配场景,构建了防御方无人机蜂群对抗来袭无人机蜂群的目标分配模型。通过在该模型中应用改进遗传退火算法,并与传统遗传算法的性能进行比较。结果表明,改进遗传退火算法相较于传统遗传算法和遗传退火算法,收敛至最优解所需平均代数分别减少36%和20%;针对Logistic混沌映射初始化参数对改进遗传退火算法性能的影响问题,通过仿真实验对比了不同参数取值,得出当Logistic映射参数为3.98时收敛性能最优。该算法有效提升了求解速度与稳定性,为反无人机蜂群动态实时目标分配提供了高效可靠的解决方案。
为解决无人机高空视角下小目标检测易出现漏检、误检及复杂背景干扰等问题,提出了一种以YOLOv11n为基础的轻量级目标检测模型WDS_YOLO,该模型在主干网络中引入小波变换卷积(Wavelet Transform Convolutions, WTConv),用来增强对小目标特征提取能力;模型检测头采用Dynamic Head结构,实现多尺度特征的自适应融合,从而提高对不同尺寸目标的适应性;在颈部网络嵌入空间-通道协同注意力机制(Spatial and Channel Synergistic Attention, SCSA),进一步强化对小目标的感知能力。在VisDrone2019公开数据集的实验中,WDS_YOLO相较于基线模型mAP@50达到0.419,较基线提升3.5%,参数量降至2.30 M,较基线模型减少14.8%,消融实验进一步证明各模块对模型精度和性能提升的有效性。这表明该模型具有良好的检测效果和轻量化性能,为无人机航拍图像小目标检测提供了新的轻量化范式。
战时维修器材供应保障具有高度的复杂性、随机性和动态性,导致维修器材需求预测的不确定性和模糊性。针对高原高寒部队战时维修器材需求预测困难的现实问题,进行了作战影响因素分析,分别从定性和定量两个方面对战时影响维修器材需求的因素进行研究,主要从作战规模、社会环境、自然环境、地形环境、友邻能力5个方面得出了装备损坏率的主要影响因素。建立了作战影响因素下的装备损坏率修正指标体系,给出了修正指标量化模型,构建了综合指标修正预测模型。最后,运用PSO-BP神经网络算法,得到了综合修正指标值,验证了预测方法的有效性和可行性,提高了维修器材需求预测的精准性和客观性。
针对地面多目标多属性的威胁评估问题,提出了一种基于动态自适应变权的直觉模糊TOPSIS地面多目标威胁评估模型。通过构建全面的地面威胁评估指标体系,给出各指标的量化方法,在经过量化结果统一转化为直觉模糊数后,获得多目标威胁度量化矩阵。利用客观赋权法得到客观常值权重,并通过引入变权理论的激励与惩罚机制,根据目标动态参数对动态指标进行自适应变权,获得由静态常权与动态变权构成的组合权重矩阵。基于多目标威胁度量化矩阵与组合权重矩阵,采用基于直觉模糊TOPSIS法完成对地面多目标的威胁度评估排序。实验结果证明,改进后的模型针对目标的动态属性更加敏感,且基于直觉模糊数的表示形式,在保留指标不确定信息的同时提高了实用性,评估效果较传统TOPSIS法更加可靠、准确。
弹道寿命预测结果是枪炮身管寿命评估的阈值基准。从失效考量因素入手,系统整理、分析并回顾了不同时期的弹道寿命理论预测模型,重点探究了代表性预测模型的关注要点及构建思路。通过关键参数对比,分析各模型在实际应用中的优势与局限。研究发现,弹道寿命理论预测模型的发展过程可分三阶段:初期基于少量膛内参数建立经验公式;中期引入烧蚀、磨损等失效因素简化模型;现阶段综合热、化学与机械因素建立了相对完善的预测模型,但还存在着失效机理认识不足、模型建立方法单一、结果评价标准混乱等问题。据此,简要提出了身管弹道寿命预测研究的潜在突破方向,为实质性推动寿命预测研究提供参考。
针对在实际工程中,直线推进电磁能装备枢轨摩擦系数难以通过传统实验或理论分析准确测定的问题,利用Stacking集成模型与改进差分进化算法对摩擦系数进行反求计算。通过建立有限元模型并构建摩擦系数与电枢速度对应的数据集,采用Stacking集成模型进行回归训练,并通过对电枢速度进行灵敏度分析确定了动摩擦系数FD对出口速度影响最为显著。采用改进差分进化算法在优化过程中动态调整变异算子和交叉算子,并对FD赋予更高变异权重,从而实现对摩擦系数的高效反求。将反求得到的摩擦系数应用于数值计算,结果显示,所提出的摩擦系数反求方法显著提升了摩擦系数的识别精度与计算效率,为直线推进电磁能装备的精确建模提供了有效技术支撑。
针对传统空爆弹药远距离拦截自杀式无人机/巡飞弹目标存在毁伤概率低的问题,分析提出将脉冲修正技术应用于空爆弹药的解决方案,实现弹药末端拦截点精确修正并提高预制破片毁伤概率。通过建立多维修正空爆弹药的六自由度外弹道仿真模型,并结合拦截点偏差预测算法和脉冲修正策略,对末端拦截点偏差散布进行蒙特卡洛打靶仿真。根据预制破片战斗部相关参数和典型自杀式无人机目标特性,推算出单发空爆弹药对无人机目标的毁伤概率。仿真计算结果表明:多维修正技术可有效提升该型中口径火炮的反无作战能力,其数值仿真结果将为产品升级方案提供必要的依据。