兵工学报

马彪，陈飞，李和言，熊涔博，王宇森，李耿标

2016, 37(6): 961-968. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.001

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针对湿式换挡离合器结合过程温升特性，基于集总参数法将离合器液压系统各元件简化为节点，建立了系统热阻网络模型与试验系统，研究获得了冷却润滑流量和转速差对离合器温升的影响规律。研究结果表明：在中低摩擦热负荷下，离合器温升对冷却流量的改变不敏感；在中高摩擦热负荷下，冷却流量变化对离合器温升影响显著，但当冷却流量增大到超过某一临界值时，流量增加对离合器温升影响微弱；转速差与离合器结合油压影响摩擦热负荷强度；离合器温升表现为转速差的线性增长关系，在相同冷却润滑状态下，转速差每增加100 r/min，离合器温升增加8.05%. 通过仿真结果与试验数据的对比，验证了所建模型的有效性，该模型能较好反映离合器正常工况的温升特性。

基于多目标遗传算法的高速履带车辆动力学模型参数修正研究

王钦龙，王红岩，芮强

2016, 37(6): 969-978. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.002

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为了提高高速履带车辆多体动力学模型仿真结果的准确度，对模型参数修正方法进行了研究。建立了高速履带车辆多体动力学模型，根据其行驶工况统计规律，选择水泥路和砂石路作为参数修正的行驶路面条件。对比分析了模型参数修正前的仿真结果与实车测试结果，并给出了修正目标函数的表达式。通过正交实验设计筛选出对目标函数影响较大的待修正模型参数。为了解决修正效率低、计算量大的问题，建立了修正参数与目标函数之间关系的径向基神经网络近似模型。通过分析目标函数随修正参数的变化规律，采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对两种工况条件下的模型参数同时进行修正，并确定了最终解。研究结果表明，动力学模型仿真结果的准确度得到了提高，证明该修正方法的有效性。

S变换相对谱熵及其在液压泵退化状态识别中的应用

王余奎，李洪儒，黄之杰，赵徐成

2016, 37(6): 979-987. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.003

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为更好地表征液压泵的退化状态，对液压泵退化特征提取方法和退化状态识别方法进行研究。基于S变换分析非平稳信号的优异能力以及相对熵较好表征振动信号概率分布差异的特性，提出S变换相对谱熵的液压泵退化特征提取方法，对液压泵仿真信号分析结果验证了所提出的S变换相对能谱熵和S变换相对奇异谱熵作为退化特征的有效性和可行性。将两个特征指标组成退化特征向量，对滑靴磨损和松靴故障模式下不同故障程度的液压泵振动信号进行分析，进一步验证所提出的特征指标作为液压泵退化特征的有效性。将加权灰关联法用于液压泵退化状态识别，建立了液压泵的标准退化模式矩阵，对两种故障模式下液压泵待检测样本的退化特征向量和标准模式矩阵做加权灰关联分析，根据灰关联度的大小判定液压泵的退化状态，结果验证了所提出方法的良好性能。

考虑缠绕预应力的轨道炮身管复合外壳渐进损伤分析

尹冬梅，栗保明

2016, 37(6): 988-995. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.004

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基于渐进损伤理论和Hashin失效准则，建立轨道炮身管纤维缠绕复合外壳的三维渐进损伤模型，采用有限元法分析和预测其损伤的起始和演变发展。借鉴纤维缠绕压力容器的设计理论，计算了等环向应力缠绕的预应力，分析了缠绕预应力对复合外壳渐进损伤的影响。仿真结果表明:复合外壳渐进损伤过程中，基体开裂、分层等多种损伤模式相继出现，其中基体开裂和拉伸引起的分层是复合外壳稳态失效过程中的主要损伤模式;缠绕预应力对复合外壳的某些损伤模式在一定程度上起到了抑制作用，但是加剧了复合外壳整体的损伤。该缠绕方式仅在加载初始电磁压力时，对内膛的刚度和密封性能的改善起到一定作用。

灵巧弹药感应装定系统基带码型特征分析及应用研究

常悦，沈晓军，李杰，胡峻铭，张峰

2016, 37(6): 996-1005. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.005

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为满足灵巧弹药大数据量、高速率、高可靠性的装定需求，实现灵巧弹药的数据装定，针对感应装定系统的信道特性，从能量传输有效性、功率谱与带宽、码元同步误差对误码率的影响3个方面，对单极性不归零码、单极性归零码、密勒码、曼彻斯特码、传号反转码、变形密勒码6种数字基带码型进行理论分析、仿真和实验室试验。仿真与试验结果表明：低电平间隙因子为0.3的变形密勒码具有很好的能量传输有效性、较为丰富的时钟定时信息和较低的误码率，适合选做发送信道的基带码型；曼彻斯特码是一种自同步相位编码，具有丰富的时钟定时信息、较低的误码率，适合选做反馈信道的基带码型；实验室试验结果与理论仿真结果具有一致性。

非零攻角和侧滑角条件下弹托不同步飞离的数值模拟

黄振贵，汤祁忠，陈志华，赵强

2016, 37(6): 1006-1015. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.006

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对弹药在不同条件下的发射过程进行研究是研制弹药的重要一环，它有助于弹药适应现代战场复杂多变的发射环境。为了提高尾翼稳定脱壳穿甲弹(APFSDS)的射击精度和飞行稳定性，通过非结构化动网格技术和用户自定义函数耦合计算流体力学和六自由度外弹道程序，对非零攻角和侧滑角条件下APFSDS弹托相对弹体动态分离过程进行了数值模拟，获得了非零攻角和侧滑角条件下弹托分离流场、六自由度运动参数以及弹体气动参数的变化情况。结果表明：在非对称来流的影响下，弹托分离流场呈现非对称性，引起弹托受力不均匀，从而导致弹托非对称、不同步地飞离弹体，加大弹体受到的扰动,最终降低弹丸的射击精度和飞行稳定性。

类钢密度活性材料弹丸撞击铝靶行为实验研究

肖艳文，徐峰悦，余庆波，郑元枫，王海福

2016, 37(6): 1016-1022. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.007

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采用弹道碰撞实验对类钢密度冷压成型和烧结硬化聚四氟乙烯/铝/钨系活性材料弹丸撞击铝靶行为进行了研究。基于圆柱形活性材料弹丸正碰撞不同厚度2A12硬铝靶的弹道极限速度、穿孔破坏模式及平均穿孔尺寸实验结果，结合THOR侵彻方程，得到活性材料弹丸正碰撞铝靶的弹道极限速度半经验关系，并分析铝靶厚度对活性材料弹丸相对于钢弹丸侵彻行为及性能的影响。从活性材料内部压力分布、靶板背面稀疏波卸载效应和活性材料激活响应点火时间等角度，分析和讨论了活性材料弹丸化学响应行为对侵彻性能的影响机理。分析结果表明，随着靶板厚度的增大，活性材料激活率和侵孔内爆燃压力随之提高，从而导致侵彻末端爆裂穿孔能力的显著增强。

利用流变学等温测试方法研究铝对聚叠氮缩水甘油醚改性球形药固化的影响

何伟，何利明，马中亮，肖忠良，郭彦丽

2016, 37(6): 1023-1029. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.008

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为了研究铝在聚叠氮缩水甘油醚（GAP）改性球形药固化过程中的作用，利用流变学等温测试方法研究了铝对GAP改性球形药固化动力学的影响，采用热分析动力学Sestak-Berggren模型对固化动力学参数进行求解，分别建立了含0%铝和10%铝的GAP球形药的固化动力学模型。结果表明：GAP球形药固化过程中表观活化能变化不大，在0<转化率<0.8范围内可认为表观活化能为64.8 kJ/mol，加入铝后反应的表观活化能增大，为85.1 kJ/mol，反应级数增加,指前因子减小，说明铝对GAP球形药的固化反应具有消极影响；模型与实验数据吻合较好，说明可利用流变学等温测试方法研究固体GAP球形药的固化过程；对0%和10%铝两个体系的黏度变化进行分析发现，铝主要影响到GAP球形药固化的第二阶段，使异氟尔酮二异氰酸酯分子上位阻较大的异氰酸酯基反应更加困难，活化能增大。

控制量受限情况下的有限时间收敛制导律

段美君，周荻

2016, 37(6): 1030-1037. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.009

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针对动能拦截器拦截临近空间高速机动目标的问题，基于零化视线角速率原理，应用有限时间收敛理论推导出了控制量受限情况下的Bang-Bang型滑模制导律有限时间收敛条件,既适用于二维平面情况又适用于三维空间问题。通过设计制导律中滞环控制开关门限的上下限，在视线角速率可控的条件下去除了其抖振。仿真结果表明，制导律有限时间收敛，具有较高的制导精度，并对目标机动具有鲁棒性。

导弹热发射方式增推效能研究

邓科，周成康，于殿军，姜毅

2016, 37(6): 1038-1043. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.010

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为研究导弹热发射增推效能，设计了3种不同方式的排导空间。建立导弹热发射过程的控制方程和导弹全区域结构化网格模型，使用计算流体力学方法进行仿真，分别采用2阶迎风格式和全隐式方法进行空间离散和时间离散；计算了3种不同排导空间条件下导弹的出筒过程、出筒速度，分析导弹发射时筒内气动特征和导弹在发射筒内运动时增推力随导弹位移的变化过程。数值计算结果与原理验证试验结果符合较好。对不同条件下导弹出筒速度的仿真计算结果表明，采用筒式热发射，可以通过改变排导空间的方法实现燃气能量的再利用，将筒内燃气的气动力转换为推动导弹运动的推力，形成额外的增推力，提升导弹筒内运动速度，降低导弹出筒消耗的能量。

机载无线激光通信对准-捕获-跟踪系统及动态飞行试验研究

李小明，张立中，孟立新，宋延嵩，姜会林

2016, 37(6): 1044-1051. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.011

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机载无线激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强、保密性好、布置灵活等优点，在天地一体化高速信息网络、军用保密通信、电磁干扰环境下可靠通信等应用中有着广阔前景。为解决机载环境下激光通信光轴对准难题，通过对无线激光通信系统特点和Y-12型飞机平台特性的分析，采用粗、精两级复合跟踪方案，设计了由被动减震结合主动抑制的粗跟踪单元和电磁振镜精跟踪单元组成的机载无线激光通信对准、捕获、跟踪（PAT）系统。Y-12飞机搭载该系统开展了双固定翼飞机间远距离、高速机载激光通信试验，验证了所设计的机载无线激光通信PAT系统的跟踪性能和机载环境适应性。

正态分布转换算法在声纳图像处理中的应用

谭克，邹丽娜

2016, 37(6): 1052-1057. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.012

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根据声纳图像匹配处理的实时性需求，研究了正态分布转换算法。该方法基于对图像中目标点的概率分布进行匹配，不需要提取图像的几何特征或灰度特征，可有效缩短匹配时间。通过对均值滤波法、中值滤波法、小波去噪法、形态学平滑法4种图像去噪和迭代阈值法、最大熵法、一维Otsu法和二维Otsu法4种分割算法，进行仿真并对比，选出符合实时性处理的方法，即中值滤波法和一维Otsui法。基于美国德州仪器公司的数字信号处理芯片，将图像去噪、分割和匹配算法在硬件上实现，硬件实现结果和仿真结果一致,实现了声纳图像匹配的实时处理。

低速单向走丝电火花线切割钛合金TC4表面粗糙度试验研究与建模

巩亚东，孙瑶，刘寅

2016, 37(6): 1058-1065. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.013

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低速单向走丝电火花线切割在钛合金加工领域有着不可替代的作用和地位，但微观放电的复杂性决定了其难以建立有效的表面粗糙度数学模型，同时现有机床系统中并没有针对钛合金材料的加工参数。以钛合金TC4为试验研究对象，采用Design-Expert设计Box-Behnken试验并通过三维轮廓仪和扫描电子显微镜对加工后的表面形貌、功率频谱和重熔层进行分析。观测结果表明：电火花加工表面没有明显纹理，为各向同性，不同于磨削加工表面；当峰值电流为40 A，开路电压为100 V，脉冲宽度为18 μs时，裂纹延伸至TC4基体。利用响应曲面法通过模型选择和显著性检验得出三维表面粗糙度的2阶数学模型，能正确地映射出低速单向电火花线切割钛合金的工艺规律。为了提高模型预测精度和泛化能力，引入BP神经网络建立组合模型，试验验证结果表明：样本内相对误差均值由4.33%降低到3.26%，样本外相对误差均值由13.31%降低到8.50%，为电火花加工工艺仿真提供新的方法和途径。

错齿内排屑刀具深孔加工中的刀具振动特性对孔圆度形貌的作用机制

孔令飞，牛晗，侯晓丽，林宏斌，王杰

2016, 37(6): 1066-1074. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.014

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依据错齿内排屑刀具深孔加工的实际特点，构建了受刀具横向振动特性影响的加工孔圆度形貌模型。运用动力学半解析法，在保证刀具系统动态分析精度的前提下，将复杂深孔刀具系统离散为多段具有局部特征的梁单元，其中相邻单元之间满足模态形函数传递矩阵的连续条件。结合Newton-Raphson迭代法，给出了深孔圆度形貌形成轨迹的数学描述，以及深孔刀具动态特性与加工孔圆度形貌之间的关联关系。通过数值算例验证了所提出方法的可行性，同时为实现深孔切削过程加工孔圆度误差的预测与控制奠定了基础。依据错齿内排屑刀具深孔加工的实际特点，构建了受刀具横向振动特性影响的加工孔圆度形貌模型。运用动力学半解析法，在保证刀具系统动态分析精度的前提下，将复杂深孔刀具系统离散为多段具有局部特征的梁单元，其中相邻单元之间满足模态形函数传递矩阵的连续条件。结合Newton-Raphson迭代法，给出了深孔圆度形貌形成轨迹的数学描述，以及深孔刀具动态特性与加工孔圆度形貌之间的关联关系。通过数值算例验证了所提出方法的可行性，同时为实现深孔切削过程加工孔圆度误差的预测与控制奠定了基础。

基于“回”型阴极屏蔽板的平面电铸件厚度分布均匀性研究

李慧娟，明平美，周涛，赵云龙，秦歌

2016, 37(6): 1075-1081. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.015

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为进一步提高大面积平面电铸件厚度分布的均匀性，提出一种改进型电铸工艺——阴极加设“回”字型屏蔽板并做周向等幅平面运动，并对此进行了数值分析与实验研究。研究结果表明：“回”字型屏蔽板结构参数与位置参数对阴极电流密度分布有很大影响，采用改进型电铸工艺能显著改善电铸层厚度的分布特性，基于新工艺制备约为100 μm厚的电铸层（大小70 mm×70 mm）的厚度差小于8%.

基于优先排序与粒子群优化的装备保障任务规划方法

彭鹏菲，于钱，李启元

2016, 37(6): 1082-1088. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.016

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针对装备保障任务规划过程中保障资源占用冲突及保障任务逻辑关系约束的实际问题，构建基于任务优先排序的解空间模型，并进一步提出基于优先排序与改进粒子群优化的装备保障任务规划方法。该方法将分解后的保障任务按照其重要性和逻辑顺序进行优先排序，并根据排序结果对粒子群优化算法得到的任务与资源匹配解空间进行调整，以解决资源占用冲突和逻辑顺序问题。为保证每次迭代后的粒子为可行解，提出不可行粒子的多维异步处理机制，提高了粒子群优化算法的搜索效率。通过实例应用仿真分析，验证了该方法在装备保障任务规划中的有效性和优越性。

一种改进的装备保障能力并联预测模型

帅勇，宋太亮，王建平，沈洪

2016, 37(6): 1089-1095. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.017

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为了提高装备保障能力的预测精度，针对当前预测算法及其组合模型存在的问题，提出了一种改进的并联预测模型。利用文本挖掘选择预测指标及权重，改进了区间标度算法并构造了不等距、多尺度区间的模糊时间序列模型。改进了粒子群优化方法中微粒速度和位置及惯性权重值的算法，使用该方法优化了支持向量机参数并建立预测模型。依据改进的模糊时间序列和支持向量机预测模型建立了改进的并联预测模型，通过计算预测权重值并将预测值与预测权重值组合形成并联模型的预测值。通过案例证明了该预测方法具有更高的精度。

分离涡模拟和非线性声学方法求解腔体气动噪声对比分析

张群峰，闫盼盼，黎军

2016, 37(6): 1096-1103. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.018

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超声速条件下内埋式弹舱通常存在明显的自持振荡现象并产生强烈的气动噪声。分别利用分离涡模拟(DES)方法和求解非线性脉动方程组的非线性声学方法，对来流马赫数为2.0条件下，长度与深度比为5.88的开式空腔进行了数值模拟。计算结果表明，非线性声学方法得到的各模态声压级量级与实验结果符合较好，而DES方法得到的结果偏小，幅值在5 dB左右；DES方法求得的各模态频率与实验吻合较好，而非线性声学方法求得的频率有一定偏差。产生这些差别的原因是DES方法能较为准确地捕捉噪声源，而非线性声学方法由于耗散小而能较好地模拟噪声传播过程。从两种方法所需的计算资源对比表明：DES方法要求较密的网格和较小的时间步，需要耗费较多的计算资源；非线性声学方法采用人工合成湍流的方法来模拟小尺度脉动，可以选择较粗的网格和较大的时间步从而节约计算资源。

仿尺蠖机器人曲面爬行步态分析与中枢模式发生器规划

金英连，任杰，冯伟博，黎建军，王斌锐

2016, 37(6): 1104-1110. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.019

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风电叶片爬壁机器人的曲面爬行步态是研究难点。为此建立了含3个T型和2个I型关节的5自由度仿尺蠖机器人机构模型；通过几何关系分析机构对球曲面的适应性，基于吸附稳定状态建立关节角度幅值与曲率半径之间的函数关系，采用余弦函数设计翻转步态轨迹；基于反馈学习方法、自适应频率Hopf振荡器和Kuramoto耦合，设计关节中枢模式发生器(CPG)单元及其网络；通过学习平面翻转步态得到CPG网络参数初值，再通过在线调节关节角度幅值规划球曲面翻转步态。通过Matlab和Adams联合仿真分析了CPG网络的稳定性；进行了实物样机测试，测试了在叶片曲面上的翻转步态。研究结果表明，利用吸附稳定所需角度幅值可将平面步态调节为曲面步态，CPG在线调节步态规划方法有效。

狙击步枪新型电动击发装置设计与分析

刘华，范大鹏，李胜鹏，周擎坤

2016, 37(6): 1111-1116. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.020

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针对狙击步枪手动击发对瞄准线的扰动以及响应速度慢等不足，提出一种新型嵌入握把内部的电动击发装置，分析其工作原理，建立电击发装置的参数化模型，并对该电击发装置进行了仿真分析与实验测试。结果表明：该电动击发装置能够实现发射机电控击发，其对瞄准线方位方向的扰动幅度降为手动击发的1/5，可有效降低击发对瞄准线的扰动，提高射击精度；响应时间约为35 ms，远快于手动击发速度，提高了狙击步枪击发的响应速度，有助于准确把握击发时机。

基于球形杀伤元运动特性的明胶靶标标定方法研究

刘飞，单永海，张俊斌，宫小泽

2016, 37(6): 1117-1124. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.021

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为研究使用明胶靶标对杀伤元进行杀伤威力评估的工程方法，分析明胶靶标的材料力学性能，在实验研究的基础上，结合瞬态动力分析软件对球形杀伤元在明胶介质中的运动规律进行了分析研究。研究结果表明：在使用明胶靶标进行威力实验前，应对靶标材料特性进行标定；球形杀伤元在明胶介质中高速运动时会产生空腔现象，最大空腔直径会随着侵彻深度的增加而增大，杀伤元的速度、阻力均以指数形式衰减；杀伤元以中高速（300～1 000 m/s）侵彻明胶靶标时，可将明胶靶标简化为流体模型。通过实例分析、计算，建立了速度与位移的数学关系，确定了明胶靶标的标定方法。研究结果可为杀伤元威力评估和明胶靶标标定提供参考。

飞行器轨迹优化的造型降维方法

张松, 侯明善

2016, 37(6): 1125-1130. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.022

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提出一种基于Bezier曲线造型的降维轨迹优化方法，用于提高轨迹优化的精度。该方法利用Bezier曲线优良的形状刻画能力描述最优轨迹，将优化问题的边界条件化为Bezier曲线的造型参数约束，从而使原问题表示为较低维含造型参数的优化问题，减少了计算量。轨迹造型法可有效协调飞行器动力学模型中不同时间尺度变量动态特性差异对非线性规划求解条件数的不利影响，更易于得到光滑最优解。按照常规高斯伪普法和网格自适应伪谱法分别对一种轨迹优化的原问题和造型降维问题进行了仿真验证，证明了所提出方法的可靠性。

一种导弹终端侵彻多约束最优制导方法

李强，卢宝刚，王晓辉，王永海，庄凌

2016, 37(6): 1131-1137. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.023

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针对地面目标精确打击及高效毁伤的需求，提出一种满足终端位置、落角及攻角约束的最优制导方法。利用比例导引项、落角约束项及加速度约束项保证终端命中多种约束条件，并且设计制导阶次实现全程加速度指令的优化分配，保证命中目标时的加速度指令收敛为小量。通过仿真计算验证了该制导方法能够满足精度、落角及攻角等终端约束条件，同时具有更好的加速度指令特性，有利于增强导弹的精确毁伤能力。

基于运动学调制的高逼真度有源假目标航迹研究

钟林，饶彬，李永祯

2016, 37(6): 1138-1143. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.024

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针对外太空干扰机产生的与雷达真实目标回波高度逼近的有源假目标干扰，在雷达数据处理环节可通过动力学守恒定律对此类假目标进行过滤，从而导致常规的转发式假目标无效。基于精细运动学调制原理，从理论上推导假目标欺骗参数与动力学参数（动量矩）之间的关联关系，将其化简为一个一元二次方程，并导出假目标欺骗参数的解析表达式。通过仿真实验比较传统假目标和精细调制假目标的对抗性能。研究结果表明，新方法产生的假目标航迹运动学特性几乎与实体目标相同，可以达到以假乱真的目的。

大型复杂武器系统可靠性和维修性指标的总体优化方法

吕建伟，徐一帆，谢宗仁

2016, 37(6): 1144-1152. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2016.06.025

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可用性是装备效能的重要组成部分，是装备常规技术性能得以发挥的前提。通过对大型复杂武器系统层次结构和可用度基本关系式的研究，采用数学分析方法确定了各分系统可用度指标协调改进的基本原理。研究了在工程实践中，各分系统的指标改进难度对改进次序的影响，设计了分系统级可用性和设备级可靠性维修性指标优化的计算方法并确定了算法流程。采用Matlab编程，以某型舰为例，检验了算法的可行性与有效性，给出了完整的计算示例，从而可为以最小的代价实现和改进装备总体可用度指标，使各分系统所属设备的可靠性和维修性指标形成一个整体的要求，提供理论依据和方法。

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