• 2022年第41卷第12期文章目次
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    • >武器装备智能化
    • 国外推进先进军工制造技术的战略举措研究

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.001

      摘要 (168) HTML (0) PDF 286.29 K (450) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高我国高新技术武器装备研制生产能力,对国外推进先进军工制造技术的战略举措进行研究。针对 日益复杂的国际安全形势和国防科技工业发展需求,梳理分析欧美等军事发达国家在工业化形势下,积极推进先进 制造业、提升军工制造技术能力的重要战略举措及相关案例。结果表明,该研究可为我国国防科技工业发展提供一 定的参考和借鉴。

    • 基于扰动观测器的炮控系统自适应鲁棒控制

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.002

      摘要 (178) HTML (0) PDF 567.26 K (315) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对坦克快速运动过程中火炮控制系统存在一系列复杂的非线性问题,提出一种自适应鲁棒控制方法。 结合自适应控制智能优化自身参数的特点和鲁棒控制的稳定性特点,通过设计一种能够实时准确测定扰动项扰动观 测器加入到控制策略中,从而精确补偿扰动。仿真结果表明:该控制策略能较好地提升炮控系统的抗干扰能力和稳 定性,有效提高坦克行进间的射击精度。

    • 基于BP 神经网络的舰载机对陆打击作战效能评估

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.003

      摘要 (161) HTML (0) PDF 612.58 K (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决复杂战场态势下影响舰载机对陆打击作战效能因素多、情况复杂的问题,提出一种基于BP 神经 网络学习算法的舰载机对陆打击作战效能评估模型。结合舰载机性能及战场环境,运用层次分析法构建舰载机对陆 打击作战效能评估指标体系;通过Matlab 工具进行动态评估仿真。仿真结果表明:该模型准确率能达到98.5%,验 证了模型的有效性和可行性,可为舰载机在战术应用方面提供一定的决策信息。

    • 基于ARINC661 的火控系统UA 设计

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.004

      摘要 (88) HTML (0) PDF 490.91 K (317) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决火炮火控系统混合编写用户界面和用户应用程序所带来的显示系统设计复杂、开发难度大、维护 性差等问题,对显控终端用户界面和用户应用(user application,UA)的设计进行分离,重点进行UA 的设计研究。 对火控系统的总体框架和复杂界面进行分析,对多定义文件(definition file,DF)文件和多UA 进行分析和设计,给 出UA 设计流程。测试验证结果表明:该设计能实现UA 与座舱显示系统(cockpit display system,CDS)的动态交互, 达到火控系统用户界面和用户应用的分离。

    • 狙击步枪透过玻璃射击弹道修正方法

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.005

      摘要 (114) HTML (0) PDF 537.29 K (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现透过玻璃精准狙击,采用经验法对弹丸穿透玻璃后的弹道偏斜规律进行分析。设计出弹道偏差量 获取方法,通过实验和计算得出偏斜率、偏斜角计算公式,制定出使用狙击步枪透过玻璃射击弹道修正方法。结果 表明,该方法为巷战和反恐作战一枪毙敌、解救人质提供了科学可行的技术解决方案。

    • >机器人技术与应用
    • 基于柔性摩擦纳米发电机的水下仿生胡须传感器研究

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.006

      摘要 (93) HTML (0) PDF 1.05 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:为帮助自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)感知周围环境信息,设计一种基于柔性摩 擦纳米发电机的仿生胡须传感器(bionic whisker sensor,BWS)。该传感器通过氟化乙烯丙烯薄膜和导电油墨之间的 接触分离产生电信号,通过分析收集到的电信号,估计外部载荷的方向、位置和大小等特征;为演示传感器的实用 性,将胡须传感器放置在循环水洞中测试其水下的感知能力。实验结果表明,该传感器能够感知包括流动速度、涡 流引起的振荡频率等流场信息。

    • 一种六自由度仿生机器海豚

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.007

      摘要 (184) HTML (0) PDF 879.26 K (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升机动性与灵活度,设计一种具有图像传输功能的六自由度仿生机器海豚。对机器海豚的刚性头部、 偏航腰部和两关节俯仰尾部的四关节系统进行设计;采用Arduino Uno3 单片机输出PWM 信号控制7 路舵机,制定 电气系统控制方案和防水密封方案,利用PS2 手柄遥控机器海豚,通过尾部两关节上下摆动实现推进,腰部偏航关 节实现转弯,舵机驱动配重块和一对单自由度的胸鳍实现俯仰姿态调节,通过实验验证方案的可行性。结果表明, 该设计能实现机器海豚加减速前进、偏航、俯仰、原地转弯和双胸鳍拍水的运动姿态。

    • 基于沿海声层析技术的水下目标探测技术

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.008

      摘要 (72) HTML (0) PDF 1.52 M (313) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对难以对水下目标进行快速有效探测的难题,利用声层析的方法观测域内的水下目标尾流分布及其随 时间演变过程,通过流场变化以实现对水下目标的探测。通过沿海声层析(coastal acoustic tomography,CAT)5 站声 同步传输观测试验,获得双向声传播时间数据,进行流场分布反演;利用3 维反演方法观测得到自主式水下潜器 (autonomous underwater vehicle,AUV)潜航所在深度的水平流场演变过程,反演结果与直接计算的路径平均流速基 本吻合;实验过程中,鱼雷型水下机器人经过后流场产生明显波动,声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler velocity profiler,ADCP)与CAT 观测结果分别为1.57, 1.43 m/s。结果表明:利用CAT 方法在小尺度区域内观测探测AUV 目 标取得的成功,为后续的观测实验打下了基础。

    • 水面无人艇系统架构设计与构建

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.009

      摘要 (75) HTML (0) PDF 906.90 K (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对新技术新能力快速形成的装备发展趋势,分析水面无人艇系统的组成和架构设计需求。明确面向无 人艇系统设计的原则和目标,提出水面无人艇架构设计的技术路线、构建步骤、分层功能域架构设计和通用接口设 计参考规范。实艇测试证明了整体架构设计的有效性。结果表明,该系统架构设计可有效缩短无人艇新任务能力的 开发和部署时间。

    • 安全性A*算法融合动态窗口法的路径规划

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.010

      摘要 (96) HTML (0) PDF 1.15 M (204) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对移动机器人在路径寻优过程中,传统A*算法搜索效率差、所规划路径缺乏安全性、拐点多、转角大 且无法实现动态避障等问题,提出一种安全性A*算法和动态窗口法(dynamic window approach,DWA)结合的融合算 法。全局路径规划中,在传统A*算法的评价函数中引入安全估值,并拓展启发式搜索邻域和精简搜索方向;进行二 次路径优化,删除冗余节点,并平滑路径;运用改进的动态窗口评价函数,将安全性A*算法与动态窗口法融合实现 机器人沿全局路径行进中的动态避障。仿真实验结果表明:改进A*算法相比文献算法在路径长度上和拐角数量上平 均减少了2.39%和25%,并在动态复杂环境下验证了其动态避障效果,能满足机器人路径规划的实际需求,具有一 定的应用价值。

    • 隧道电缆巡检机器人结构设计及其力学性能分析

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.011

      摘要 (73) HTML (0) PDF 1003.39 K (283) 评论 (0) 收藏

      摘要:为利用机器人代替人工完成隧道电缆巡检,设计一款带云台升降的吊轨式巡检机器人并对其行走过程进 行力学分析。根据隧道内具体环境的要求,确定机器人工作原理与系统构成;对机器人的主要结构模块进行设计, 并搭建机器人传感与控制系统;基于达朗贝尔原理建立机器人行走过程力学模型,通过仿真对其行走过程中的驱动 力变化规律进行分析。仿真结果表明 :该机器人满足行走速度大于0.8 m/s、爬坡能力大于15°以及转弯半径小于 0.5 m 的性能指标,具备可行性与实用价值。

    • 无人机空中回收视觉导航技术

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.012

      摘要 (136) HTML (0) PDF 841.50 K (275) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无人机空中回收过程中的导航问题,提出一种利用深度学习进行目标检测并配合双目视觉进行位姿 估计的技术。设计空中回收视觉导航系统,通过改进原有目标检测算法YOLOv3 框架提高回收过程中的检测精度和 速度;通过双目视觉系统对特征点进行3 维位姿解算,返回无人机和回收锥套中心相对位置信息。实验结果表明: 改进后的检测算法平均精度比YOLOv3 提高了3.2%,检测速度提高到73 FPS,检测速度明显提升;双目视觉算法 的位姿解算精确度高,两者同时满足导航系统精确性和实时性的要求。

    • 无人系统自主性技术研究现状与发展趋势

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.013

      摘要 (102) HTML (0) PDF 573.71 K (287) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于无人系统自主性技术影响未来战争的发展方向,对其研究现状及发展趋势进行分析。阐述无人系统 自主性的内涵,并以面向不同单一导航任务为例介绍无人系统自主性技术的框架,重点揭示内驱力和外驱力在环境 模型构建和行为决策中的作用;对无人系统自主性技术研究现状进行分析,包括态势感知、自动规划、策略学习和 环境模型学习4 方面,据此判定无人系统自主性技术的研究趋势;讨论无人系统自主性技术在实际应用中存在的问 题与面临的挑战。结果表明,该分析可为我国无人系统的发展提供参考。

    • >自动测量与控制
    • 基于双探测器的水中放射性实时在线监测装置研制

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.014

      摘要 (65) HTML (0) PDF 547.35 K (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对水体的放射性监测问题,提出一种基于双闪烁体探测器的水中放射性连续监测装置。采用双闪烁体 联合设计,整合闪烁体优秀性能,发挥硬件最大效用,并在能谱解析和无源效率刻度方面进行优化,实现超低放射 性核素的快速识别和活度测量。结果表明,该方法可适用于大面积水域的快速巡回测量。

    • 基于粒子群优化的某车载火箭炮自抗扰控制

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.015

      摘要 (71) HTML (0) PDF 684.21 K (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对车载火箭炮行进间的PID 控制方法存在动态性能的限制,提出一种自抗控制器的设计。针对自抗扰 控制器(active disturbance rejection control,ADRC)模块中存在众多且不便确定的参数这一问题,利用粒子群优化算 法(particle swarm optimization,PSO)较强的寻优能力,对扩张状态观测器的参数进行优化,并优化控制系统。仿真 结果表明:基于该控制方法的伺服系统稳定性显著提升,提高行进间火炮的控制精度与动态性能。

    • 新型转塔式高效加药机

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.016

      摘要 (163) HTML (0) PDF 1.30 M (202) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升成弹装配生产效率,设计一种新型转塔式高效加药机。通过增加中间物流传输链,将传统计量板 加药机构与转塔式加药机构有机结合,通过装药效率评估。结果表明:该加药机既能保证加药精度,又能有效提高 加药效率,仅采用4 孔计量板结构就将生产效率提高90%,具有广阔的推广前景。

    • 基于YOLOv5 改进的小目标检测算法

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.017

      摘要 (299) HTML (0) PDF 1.19 M (547) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统目标检测算法存在对小目标检测的识别精度低和不稳定的问题,提出基于YOLOv5 改进的小目 标检测算法。基于卷积神经网络加入额外的检测头,采用数据增强策略并更改网络卷积步长,解决了小目标像素低、 占比小、易重叠和难以分辨等问题;同时依托真实检测场景制作一个全新的针对飞机检测的卫星影像数据集,该数 据集的待检测小目标占比达61%,飞机姿态及场景丰富,有助于客观全面地验证网络精度。将改进后的算法与原始 的YOLOv5 模型进行对比,结果表明,其平均精确率AP 值较原始YOLOv5 模型提升约3%。

    • >系统建模与仿真
    • 某小口径火炮多功能膛口装置流场数值仿真

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.018

      摘要 (68) HTML (0) PDF 667.19 K (194) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对小口径火炮身管长度和后坐力与无人作战平台不匹配、传统膛口装置功能单一等问题,设计集制退、 消声、消焰为一体的多功能膛口装置,提出一种适用于该膛口装置的超压分布模型。采用截短型火炮身管,利用Fluent 软件建立2 维轴对称气体动力学模型来计算膛口流场;采用大涡模拟模型,使用Ffowcs Williams and Hawkings 方法 计算噪声变化情况,结果显示,该膛口装置的制退效率为70%,消音率为17.8%,制退效率与实验误差为14%,消 音率与实验误差为11%。数值仿真结果表明:该膛口装置能有效降低火炮后坐力,并且在射击时有良好的隐蔽性, 满足现代战争的需要。

    • 基于物理杀伤面积的杀爆战斗部最佳炸高计算模型

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.019

      摘要 (79) HTML (0) PDF 414.89 K (159) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决地面目标的多样性和随机性导致平均效率面积难以准确计算的问题,提出基于物理杀伤面积的杀 爆战斗部杀伤威力评定方法,并以此作为确定杀爆战斗部最佳炸高的依据。由给定的末端弹道参数及杀爆战斗部破 片参数,建立物理杀伤面积的计算模型,编制计算程序并以物理杀伤面积最大作为确定炸高的条件。计算结果表明: 导弹落速及导弹落角对杀爆战斗部最佳炸高均有较大影响。该方法可作为杀爆战斗部最佳炸高确立以及破片参数优 化的依据。

    • 火炮随动系统连续滑模控制算法

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.020

      摘要 (86) HTML (0) PDF 406.10 K (165) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对防空火炮对伺服系统高精度和强鲁棒性的要求及传统滑模控制中抖振的缺点,设计一种连续滑模控 制算法。建模时忽略电流环路的动力学特性,将其视为比例环节;分析火炮随动系统的动力学和跟踪目标,对火炮 随动系统的滑模控制算法及连续滑模跟踪算法进行研究;运用数值仿真进行验证。结果表明:该算法能消除系统抖 动,使系统具有较小的误差,证明理论结果的有效性。

    • 某球铰式柔性导引仿真与优化

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.021

      摘要 (76) HTML (0) PDF 767.37 K (188) 评论 (0) 收藏

      摘要:为降低航炮武器系统供弹阻力,根据某直升机武器平台特点,设计基于无链供弹原理的球铰式柔性导引。 分析该球铰式柔性导引的基本结构和工作原理,建立闭合弹带在柔性导引中运动和受力情况的数学仿真模型,并根 据分析结果对导引结构进行优化;通过试验测试该柔性导引在不同工作条件下运动阻力的变化情况,分析影响其工 作性能的因素。结果表明:采用刚、柔结合的球铰式柔性导引能有效降低航炮武器系统供弹阻力,提高供弹可靠性。

    • >2022年火炸药先进工艺与制造技术
    • DNAN 基高固含量熔铸炸药力学性能研究

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.022

      摘要 (108) HTML (0) PDF 698.28 K (340) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基高固含量熔铸炸药(20%DNAN/15%HMX/32.5%NTO/31%Al/1.5% 功能助剂,固含量78.5%)的动态力学性能,对其进行分析。使用万能材料试验机及分离式霍普金森杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)对DNAN 基熔铸炸药样品进行准静态与动态加载,获取炸药样品在准静态加载与动态加载条件 下的应力应变曲线;依据应力应变曲线,标定炸药的Maxwell 模型参数,并通过数值仿真对模型及标定参数进行验 证。验证结果表明:DNAN 基熔铸炸药失效应变低于1.6%,脆性大,随着加载应变率增大,材料失效应力随之增加, 机械响应应变率相关;Maxwell 模型标定参数准确,能较好地反映炸药在不同应变率加载下的力学性能。

    • HAZOP 在黑索今热压煮洗工序中的应用

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.023

      摘要 (82) HTML (0) PDF 379.87 K (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高黑索今(1, 3, 5-trinitro-1, 3, 5-triazacyclohexane,RDX)生产中热压煮洗工序工艺及装置的安全性, 采用危险与可操作性分析法(hazard and operability analysis,HAZOP)对RDX 的热压煮洗工序进行分析。通过划分节 点、确定和分析偏差的方式,查找事故发生的原因及可能发生的事故,提出相应的安全对策和建议;对此次HAZOP 分析总结了优缺点,明确了今后改进的方向。结果表明,该方法为RDX 热压煮洗工序的工艺和装置的安全运行提供 了有力支撑。

    • 单螺杆机筒结构对发射药挤出过程影响研究

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.024

      摘要 (60) HTML (0) PDF 844.90 K (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高产品质量与生产安全性,对某发射药单螺杆挤出成型过程进行分析。采用有限元方法分别对光滑 机筒单螺杆挤出机与开槽机筒单螺杆挤出机内发射药的挤出成型过程进行数值模拟,对比流场内的输送速度、最大 压力、混合指数和粘性热,分析不同机筒结构对输送效率、混合效果与安全性能的影响。结果表明:与光滑机筒单 螺杆挤出机相比,开槽机筒单螺杆挤出机的输送性能与混合效果更好;槽数为6,槽深为2~3 mm 的开槽机筒为最 优结构。

    • 复合推进剂力学性能及其改善技术研究进展

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.025

      摘要 (127) HTML (0) PDF 616.41 K (293) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善复合推进剂力学性能的技术途径和发展思路,对近年国内外复合推进剂力学性能的研究情况进行 分析。提出提高粘合剂基体力学性能、增强固体填料和粘合剂基体界面作用、优化固体填料组成及粒度级配等技术, 进一步改善复合推进剂力学性能。结果表明,该研究可为进一步改善推进剂的力学性能提供理论和实践支持。

    • 高效隔热材料在战斗部中的热防护性能研究

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.026

      摘要 (84) HTML (0) PDF 792.65 K (185) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高超声速武器的热防护性能,设计一种高效隔热材料。通过快速烤燃对比试验分析高效隔热材料对 战斗部热防护性能的影响。加入高效隔热材料后,试验件内部的升温速率可大幅度降低;炸药受热后的开始反应时 间从58 s 延长到16 min 2 s,降低了炸药的反应类型。结果表明:该研究应用于超声速武器战斗部中,可显著提高战 斗部的防热安全性。

    • 小口径可燃药筒与发射药匹配性研究

      2022, 41(12). DOI: 10.7690/bgzdh.2022.12.027

      摘要 (67) HTML (0) PDF 516.73 K (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用密闭爆发容器试验的方式,研究不同配方的可燃药筒和不同配比混合装药的燃烧性能,并通过内弹 道性能试验研究不同发射药与可燃药筒占比下的内弹道性能及其燃尽性。试验结果表明:合适比例的含能纤维能提 高药筒的燃速和力学性能,采用3/7-单作为主装药与可燃药筒配合能有效提高内弹道性能和燃尽性,可提高内弹道 模型的准确性。

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