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2024
第4期
刊出日期:2024-09-14
主管单位:中国航天科技集团有限公司
主办单位:上海机电工程研究所
上海交通大学出版社有限公司
编辑单位:《空天防御》编辑部
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2024年, 第7卷, 第4期 刊出日期:2024-09-14
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超视距空战对抗下的杀伤链构建研究
侯凯宇, 赵钱, 钟永建, 吴昕芸
2024 (
4
): 1-6.
摘要
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191
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(1175KB) (
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随着网络化、智能化等技术的加速发展,体系化作战也在加速演进,传统杀伤链逐步由固定向动态、单一向多源、预设向自主转变,链路闭合方式更为灵活,实战性、鲁棒性增强,可以更好地应对未来的复杂对抗环境,有效扩大杀伤范围,提高作战效能。本文从杀伤链理论出发,通过对美军杀伤链相关技术发展进行分析,结合对抗需求,提出超视距空战对抗下的杀伤链设想,分析主要技术特征,从“观察、定位、决策、行动”(OODA)的角度梳理杀伤链构建所需关键技术,以期对未来体系条件下的超视距空战运用提供参考。
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面向宽域飞行平台的涡轮增强组合动力总体性能分析
何国强, 秦飞, 魏祥庚, 张铎, 玉选斐, 魏黎明
2024 (
4
): 7-17.
摘要
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106
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(3492KB) (
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面向宽域飞行平台的动力需求,提出了兼顾加速性与燃油经济性的新型涡轮增强组合动力方案,并从发动机组成与工作原理的角度阐明了采用串联式流道方案实现高加速能力与高比冲性能的可行性。首先,基于自主开发的性能评估模型,对发动机涡轮增压模式和冲压模式宽域性能进行预估,并通过整机三维数值模拟对典型工作点发动机性能进行计算。在采用液氧/甲烷推进剂时,马赫数为0~3的涡轮增压模式可实现800~1 000 s的比冲和145 s的最大比推力;在当量比1.0的冲压模式下,马赫数为4时可实现1 300 s以上的比冲,马赫数为6时可实现1 000 s以上的比冲。其次,以该组合动力方案作为两级入轨第一级飞行器动力,开展两级入轨任务的总体方案初步论证,结果表明该组合动力方案具备优异的宽域加速能力,能够支撑高效的可重复使用航天运输任务。该组合动力还可以作为覆盖亚声速到高超声速范围的宽域机载无人平台动力,实现自主加速和超高速巡航。最后,对发动机研制面临的主要关键技术进行了梳理和总结。
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面向目标跟踪的多传感器数据融合研究综述
唐胜景, 王太岩, 赵刚练, 郭杰, 李佳丽, 尹航
2024 (
4
): 18-29.
摘要
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276
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随着现代目标跟踪场景的日益复杂化,单一传感器探测系统已无法满足目标跟踪的实际需求,多传感器数据融合技术成为复杂场景下目标跟踪问题的重要解决方案。本文综述了多传感器数据融合中的数据关联和估计融合这两项关键过程的基本原理与研究现状,整理了神经网络、强化学习等人工智能技术在多传感器数据融合领域应用的相关研究,并对多传感器数据融合方法在目标跟踪领域的发展进行了展望。
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综述
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2023年美俄典型机载导弹发展动态与趋势分析
李勇, 张顺家, 朱玉虎, 孔晓俊, 杜泽弘
2024 (
4
): 30-37.
摘要
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113
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2023年,世界范围内机载导弹加速发展。本文对2023年美国和俄罗斯机载导弹领域的重大事件进行了梳理和分析,包括空空导弹、空面导弹、高超声速导弹和反辐射导弹等。美俄持续改进升级现役空空导弹并加速推进新型空空导弹发展,“突变”(MUTANT)新概念导弹项目引发广泛关注。美国系列化发展空面导弹并持续拓展挂装平台,F-35战斗机将集成AGM-158C空面导弹。俄罗斯推进机载高超声速武器实战应用,俄乌战争中“匕首”导弹战果显著。美国加速发展新型反辐射能力,AGM-88G导弹连续多次成功完成飞行试验,并将匹配集成P-8A和F-35等作战飞机。
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反辐射导弹发展的挑战、现状及展望
何永鹏, 杨艺, 程志君, 程洋, 张陆进, 王泉
2024 (
4
): 38-46.
摘要
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141
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95
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当前,一体化防空体系日益成熟、异构防空系统跨域成网,未来压制防空作战将面临更加复杂的电磁环境、能力升级的雷达装备、多样化的对抗方式等现实挑战。本文据此分析国外主要反辐射导弹的最新发展现状,研究反辐射导弹执行压制防空任务的战术演进趋势,并在此基础上对未来反辐射导弹体系化、智能化、多任务、低成本、多模复合制导等发展方向进行展望,为加强建设反辐射导弹装备、提升压制防空作战能力提供有益的参考。
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面向无人自主空战的编队飞行控制方法综述
刘源渊, 周蕾梅, 李昊, 高子义
2024 (
4
): 47-58.
摘要
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105
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无人机集群在民用和军用领域的应用近年来受到广泛关注,其中一个关键问题就是无人机编队的飞行控制,为此本文对该领域内的相关文献进行了梳理。首先,介绍了无人机编队计算和通信结构的组织方式,即集中式、分布式和混合式;其次,对常用的一些无人机编队飞行控制方法进行了详细介绍,包括领从法、虚拟结构法、基于行为的方法和人工势场法等;再次,从编队生成、队形保持、避障、可实现性、鲁棒性、对计算资源和通信链路的需求等方面对比了这些方法的优缺点,以期为读者在编队控制领域的研究提供便利;最后,讨论了一些有待解决的难题和可能的研究方向。
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战略与体系研究
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面向机弹一体的未来空战火力运用思考
李晓冬, 朱玉虎, 金鹏飞, 孔晓俊, 吴昕芸
2024 (
4
): 59-66.
摘要
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96
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50
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未来空战将呈现“智能、无人、自主、分布、协同”等新特征,在体系和网络支持下,长时慢速滞空和快速火力打击灵活组合,呈现机弹一体深度融合的趋势,因此现有的打击链路和火力运用将发生重大变革。本文介绍了美国机弹一体技术发展概况,提出机弹一体火力重构概念,并在远程拒止、中距交战、主动防护、制空巡飞等典型场景下,描述机弹一体形态在“观察、判断、决策、行动”(OODA)各环节中衍生出的新型运用方式,最后给出了机弹一体融合发展的展望。
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机载主动防御系统毁伤技术发展现状及趋势
毕鹏, 陈永鹏, 祝雯生, 张超飞, 袁大钟, 吕瑞恒
2024 (
4
): 67-72.
摘要
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88
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61
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发展机载末端主动防御系统已成为当前战场环境下提高军机生存力的现实途径,毁伤单元作为打击链路的最终作用环节,其有效与否直接关系到整个主动防御系统的作战效能。本文从机载主动防御系统的对抗原理出发,梳理了机载主动防御系统的发展现状,提出构建“软硬协同”对抗式综合主动防御系统的总体设计理念,并从软杀伤和硬杀伤两个方面给出发展主动防御系统毁伤技术的思路与建议。
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防空压制装备发展及作战体系研究
熊健, 张顺家, 王世超, 康振亮, 郑昕祎
2024 (
4
): 73-80.
摘要
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现代空中战场环境愈发呈现高复杂、高对抗的态势,防空压制作战之于制空权的重要性不言而喻。首先,梳理美俄两国先进防空系统中的装备构成,根据观察—判断—决策—行动环理论,对美军防空压制装备体系进行分解。其次,详细介绍世界各国的反辐射导弹、反辐射无人机、电子战飞机等先进防空压制武器装备,借鉴现代战争中防空压制作战案例,总结出典型的作战样式和战术策略。最后,针对防空压制武器装备所面临的技术难点和作战策略发展趋势,从武器平台研制、协同组网技术、体系化作战等方面提出发展建议。本文分析结果对我国防空压制作战体系建设具有一定借鉴意义。
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专业技术
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低信息条件下的机载拦截武器目标分类轨迹预报方法研究
陈万春, 袁文婕, 于琦, 刘小明, 徐增
2024 (
4
): 81-87.
摘要
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72
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30
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在三体博弈场景中,为了提升防御弹的拦截能力,需要对来袭目标的轨迹进行预报。受限于数据链的传输速率,目标信息的更新频率较低,基于卡尔曼滤波和轨迹拟合的弹道预报方法不再适用。为此,本文提出了一种在低信息支撑条件下的具备分类能力的目标轨迹预报方法。先根据载机对来袭目标的探测能力建立来袭目标的轨迹库,后使用轨迹库数据训练分类神经网络和轨迹预测神经网络;在线根据数据链传输的目标信息确定来袭目标类型,再通过最小二乘法解算来袭目标初始状态的最优估计,并实现轨迹预测。仿真试验表明本文提出的方法在低信息支撑条件下可以实现高精度的轨迹预报。
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基于循环神经网络的高超声速机动目标状态估计算法
臧红岩, 谢晓龙, 徐亚周, 陶业, 高长生
2024 (
4
): 88-98.
摘要
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24
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针对高超声速机动目标运动状态的实时、高精确估计问题,提出了一种基于循环神经网络的高超声速机动目标状态估计算法。首先,将气动参数作为缓变量引入半速度系下的高超声速飞行器运动模型中,建立了高超声速机动目标状态估计模型,并给出了地面雷达测量模型;其次,考虑到高超目标的策略性机动带来的模型不确定性会超出常规滤波方法的处理能力,基于高超声速飞行器运动模型建立目标机动行为数据集,对其在实际作战过程中可能出现的运动行为进行模拟;然后,将多模型滤波与循环神经网络相结合设计了多滤波器联合估计算法;最后,在多种仿真条件下对本文所提出的算法进行了仿真验证。仿真结果表明,提出的高超声速机动目标状态估计算法可实现对高超声速目标机动变化的快速响应,并且算法的估计结果平滑、精度高,有利于后续预报。
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复杂环境约束下的飞行航路规划研究
李徐, 董伟, 杜泽弘
2024 (
4
): 99-105.
摘要
(
116
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随着战场环境的日益复杂化,实时、精准的信息获取对于战场决策具有决定性影响。然而,传统的无人机侦察路径规划方法常受限于环境复杂性,难以快速且有效地适应动态变化的战场环境。本文提出了一种基于贝塞尔曲线二次优化的无人机侦察路径 规划技术,利用贝塞尔曲线的灵活性和几何特性,结合二次优化算法,能够精确构建适应复杂环境的飞行路径。通过在实验室模拟战场环境中进行飞行实验,验证了该路径规划技术的执行效率和安全性。通过对比试验表明:该技术显著提高了无人机的侦察效率和准确性,有效支持了战场中的快速决策和行动,证明了其在实际应用中的可行性和效果。
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空面导弹轻量化空中斜框目标检测算法
刘婧, 郭晓雷, 张欣海, 毛靖军, 吕瑞恒
2024 (
4
): 106-113.
摘要
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随着现代军事和安全挑战的演变,地面目标种类和方向不断增加,传统的目标检测算法在复杂多变的空中环境时存在诸多限制,且因神经网络的复杂性使其在移动设备上难以应用。因此,为了提升飞行过程中对地面任意方向目标检测的准确率和检测效率,提出轻量化空中斜框目标检测算法。首先,使用Ghost模块改进原有的卷积神经网络,利用少量小滤波器生成更多的特征图,减少计算成本;其次,使用改进后的卷积网络从特征金字塔的5个级别的特征中生成高质量候选目标框;最后,使用检测头接收生成的候选目标框作为输入,计算得分后最终用于分类和回归。实验结果表明,本文所提出的斜框目标检测算法能够对地面目标进行精确的检测定位并降低了模型复杂度。
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针对分布式集群的空中诱骗对抗方法
焦聪, 许兆胜, 李威, 田道贵, 陈炼, 赵征
2024 (
4
): 114-120.
摘要
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42
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针对具有切换拓扑的分布式无人机蜂群,本文提出一种虚假偏差诱骗方法。该方法利用虚假偏差信号注入编队控制协议,能够在保持无人机蜂群基本编队结构和编队收敛性的情况下,诱骗无人机蜂群改变原有运动轨迹,达到驱离无人机蜂群的目的。首先,构建虚假偏差信号并将其引入编队控制协议中,提出了切换拓扑条件下的虚假偏差诱骗协议;然后,通过导出诱骗可行条件,给出了实现分布式无人机蜂群虚假偏差诱骗的充分条件;接着,给出了诱骗参考函数的显式表达式,描述了无人机蜂群被虚假偏差诱骗后的运动轨迹;最后,通过仿真算例,验证了理论方法的有效性。
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水面舰艇反无人机技术发展研究
王乐庭, 黄俊松, 麻仕豪, 张晨璐, 戴杰
2024 (
4
): 121-126.
摘要
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目前水面舰艇面临的主要空中威胁为各种亚音速和超音速的反舰导弹,但随着无人机的快速发展和大量使用,无人机及其携带的精确制导武器正逐步成为水面舰艇新的重要威胁。现有舰载防空手段对无人机拦截效费比低、作战效能差,因此为水面舰艇提供低成本、高效能的无人机反制手段具有重要现实意义。本文对现有无人机装备进行分类总结,分析了水面舰艇面临的潜在无人机威胁;通过调研当前主流反无人机装备的作战能力及应用特点,结合当前无人机水面作战典型样式和水面舰艇防空作战能力,论述了水面舰艇反无人机技术目标探测复合化、拦截手段多样化、火控系统一体化、武器装备模块化以及装备成本最小化的发展趋势;同时,分析了舰艇反无人机涉及的关键技术,以期为舰艇反无人机技术发展提供参考。
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