一种多种类多枚杀爆弹对面目标毁伤评估方法技术

本发明专利技术公开的一种多种类多枚杀爆弹对面目标毁伤评估方法，属于杀爆战斗部对面目标毁伤效果评估领域。本发明专利技术将面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，并对编号后的网格面赋予物理属性；在计算破片场与面目标网格微元交会情况时通过撞击点坐标计算得到各枚破片所在的网格编号，无需对每个网格与所有破片交会情况进行计算，提高评估效率。本发明专利技术能够充分考虑多枚杀爆弹与面目标弹目交会条件与不同杀爆弹的真实威力场参数，同时将面目标易损性赋予网格属性中，支持多杀爆弹耦合毁伤效果计算，提高毁伤幅员评估的合理性、精确性与实用性；此外通过引入结构化网格使多枚杀爆弹打击面目标精确毁伤幅员计算耗时难题得到解决，显著提高毁伤评估效率。显著提高毁伤评估效率。显著提高毁伤评估效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多种类多枚杀爆弹对面目标毁伤评估方法


[0001]本专利技术属于杀爆战斗部对面目标毁伤效果评估领域，涉及一种基于结构化网格的多种类多枚杀爆战斗部对面目标毁伤幅员快速评估方法。

技术介绍

[0002]毁伤评估主要用于解决弹药毁伤效能和目标毁伤效果的评价与估量的问题，尤其是近些年来，面向实战的演习、训练需求强烈以及信息化作战对毁伤方案精准定制提出了新的要求，必然牵引毁伤评估技术成为未来重要的、前沿的和学科交叉的发展领域。可以预见，随着毁伤效能评估技术的不断发展，必然可以产生“设计战争”的效果，提升作战效能，促进未来战争转型。毁伤评估主要涉及战斗部威力评估、弹药毁伤效能评估和目标毁伤效果评估三个方面。本专利技术提出的杀爆弹毁伤幅员计算方法可为杀爆弹动爆威力评估、多种类多枚杀爆弹联合打击毁伤效能评估、杀爆弹对面目标毁伤效果评估提供有力支撑，填补多杀爆弹耦合毁伤效果的评价方法空白。
[0003]目前，杀爆弹威力多通过破片质量、数量、速度及其分布和冲击波超压及其分布，即威力场特征参数进行描述，体现为威力数据集合的形式。这样的威力表征方法能够在一定程度上反映杀爆弹的毁伤性能，并间接地反映其毁伤目标的能力，但无法实现以归一化的度量指标定量表征与评定其综合威力，也就无法从定量的角度对比分析不同杀爆弹对同一目标以及同一杀爆弹对不同目标的毁伤能力差别。
[0004]对于已有的综合性威力度量指标——杀伤半径(密集杀伤半径和有效杀伤半径)和杀伤面积：前者只针对人员目标，没有考虑冲击波毁伤效应，另外事实上也可能存在两种弹杀伤半径相同而杀伤半径内外的毁伤威力存在着较大差别的现象，因此具有很大的局限性；后者是从目标分布和杀伤目标数量的角度定义，用于表征与度量战斗部本征功能和综合威力的含义不明确，特别是空中爆炸和毁伤空中目标需要考虑三维威力场结构时，则无法给出答案。
[0005]本专利技术提出的采用毁伤幅员定量表征杀爆弹综合威力的原理和方法，给出了基于战斗部威力场模型和目标易损性模型求解毁伤幅员的方法与模型，可对杀爆弹综合威力评估提供可靠指标依据。
[0006]目前已有的基于微元法的杀爆战斗部对面目标毁伤面积计算方法是先建立面目标的等效模型，划分网格后，使用遍历的方法，分别求每个网格面与破片迹线的交点、距离炸点位置等，以此来求面目标各网格微元上毁伤元数据(破片枚数、动能、冲击波超压峰值等)。这种方法在网格数量较多的时候，每个网格都要与破片轨迹线求交点，且每个网格都要判断是否达到毁伤阈值，因此毁伤评估过程会耗费大量的时间及计算资源。
[0007]以往的多枚杀爆弹毁伤面积快速计算方法为了节省时间以及计算资源，都采用毁伤半径的方式简化等效杀爆弹的威力场，此简化方法对于冲击波场的等效具备一定可靠性，但无法反应真实的破片场散布(月牙形、元宝形等)，故毁伤幅员计算结果缺乏精确性以及可靠性，无法满足精确毁伤评估需求。

技术实现思路

[0008]本专利技术主要目的是提供一种多种类多枚杀爆弹对面目标毁伤评估方法，能够充分考虑多枚杀爆弹与面目标弹目交会条件与不同杀爆弹的真实威力场参数，同时将面目标易损性赋予网格属性中，提高评估结果的合理性、精确性与实用性；此外通过引入结构化网格使多枚杀爆弹打击面目标精确毁伤幅员计算耗时难题得到解决，进而显著提高毁伤评估效率。
[0009]本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。
[0010]本专利技术公开的一种多种类多枚杀爆弹对面目标毁伤评估方法，包括如下步骤：
[0011]步骤1：建立面目标几何模型，并对建立的面目标几何模型进行目标区域微元划分。
[0012]建立面目标的几何模型。建立目标坐标系，将坐标系原点定在等效矩形的中心点，Y轴垂直于地面，X轴指向等效矩形较长边的方向，若两边长度相等则任取一边作为长边，Z轴通过右手定则获得。面目标为长宽分别为L、W的等效矩形阵地。
[0013]将面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照XZ平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性以及“目标类型”属性。目标区域微元化划分相关参量如下：
[0014]Δ
aim
＝f(L
a
,W
a
,N
a1
,N
a2
,Δ
damagecriterion
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0015]其中：L
a
为目标区域长度；W
a
为目标区域宽度；N
a1
表示在长度方向划分网格大小；N
a2
表示在宽度方向划分网格大；Δ
damagecriterion
为不同种类目标毁伤判据，所述不同种类目标毁伤判据包括破片比动能、冲击波超压峰值。
[0016]作为优选，目标微元的毁伤判据数据通过查阅文献、数值仿真或试验验证获取，此种赋予微元属性的方法扩展性强，能够简化目标易损性，且能够精细化区别目标各部位易损性，即改变微元对应目标类型即可改变对应毁伤判据。
[0017]步骤2：根据弹目交会条件与引信参数计算杀爆弹炸点坐标。
[0018]根据命中精度和末端弹道参数抽样得到末端弹道线方程，由于杀爆战斗部的末端弹道近似为一条直线，因此根据弹道线方向向量D
Pene
＝(D
X
,D
Y
,D
Z
)与线上一点P
L
＝(X
L
,Y
L
,Z
L
)确定目标坐标系下的弹道线方程。
[0019]其中弹道线方向向量D
Pene
＝(D
X
,D
Y
,D
Z
)通过杀爆弹落角α与方位角β计算得到。
[0020][0021]其中，入射角α是指末端弹道线与XOZ平面的夹角，取值为[0,90
°
]；方位角β是指末端弹道线在XOZ平面上的投影线与X轴的夹角，取值为[
‑
180
°
,180
°
]，逆时针为正。
[0022]线上一点P
L
＝(X
L
,Y
L
,Z
L
)通过瞄准点P
Aim
＝(X
Aim
,Y
Aim
,Z
Aim
)与命中精度参数CEP进行满足均值为(X
Aim
,Z
Aim
)，方差为(σ1，σ2)的二维正态分布抽样计算得到。考虑弹药CEP，使毁伤幅员计算更贴合实际作战。其中σ1，σ2相等，计算公式为：
[0023]σ1＝σ2＝σ＝CEP/1.1774
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0024]根据已有参数能够构建两枚杀爆弹的末端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多种类多枚杀爆弹对面目标毁伤评估方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1：建立面目标几何模型，并对建立的面目标几何模型进行目标区域微元划分；建立面目标的几何模型；建立目标坐标系，将坐标系原点定在等效矩形的中心点，Y轴垂直于地面，X轴指向等效矩形较长边的方向，若两边长度相等则任取一边作为长边，Z轴通过右手定则获得；面目标为长宽分别为L、W的等效矩形阵地；将面目标划分成用于毁伤评估仿真的结构化网格，对网格按照XZ平面位置顺序进行编号，赋予网格“毁伤状态”属性以及“目标类型”属性；目标区域微元化划分相关参量如下：Δ
aim
＝f(L
a
,W
a
,N
a1
,N
a2
,Δ
damagecriterion
)
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(1)其中：L
a
为目标区域长度；W
a
为目标区域宽度；N
a1
表示在长度方向划分网格大小；N
a2
表示在宽度方向划分网格大；Δ
damagecriterion
为不同种类目标毁伤判据，所述不同种类目标毁伤判据包括破片比动能、冲击波超压峰值；步骤2：根据弹目交会条件与引信参数计算杀爆弹炸点坐标；根据命中精度和末端弹道参数抽样得到末端弹道线方程，由于杀爆战斗部的末端弹道近似为一条直线，因此根据弹道线方向向量D
Pene
＝(D
X
,D
Y
,D
Z
)与线上一点P
L
＝(X
L
,Y
L
,Z
L
)确定目标坐标系下的弹道线方程；其中弹道线方向向量D
Pene
＝(D
X
,D
Y
,D
Z
)通过杀爆弹落角α与方位角β计算得到；其中，入射角α是指末端弹道线与XOZ平面的夹角，取值为[0,90
°
]；方位角β是指末端弹道线在XOZ平面上的投影线与X轴的夹角，取值为[
‑
180
°
,180
°
]，逆时针为正；线上一点P
L
＝(X
L
,Y
L
,Z
L
)通过瞄准点P
Aim
＝(X
Aim
,Y
Aim
,Z
Aim
)与命中精度参数CEP进行满足均值为(X
Aim
,Z
Aim
)，方差为(σ1，σ2)的二维正态分布抽样计算得到；考虑弹药CEP，使毁伤幅员计算更贴合实际作战；其中σ1，σ2相等，计算公式为：σ1＝σ2＝σ＝CEP/1.1774
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)根据已有参数能够构建杀爆弹的末端弹道线方程，用于后续的基于引信参数的炸点位置计算；根据输入杀爆战斗部的实际参数设定模型的引信参数和杀爆弹末端弹道线方程，计算得到杀爆弹炸点坐标P
Q
＝(X
Q
,Y
Q
,Z
Q
)；步骤3：计算目标区域微元上的毁伤元载荷数据；通过文件读入各枚杀爆弹的静爆威力场数据，其中静爆威力场数据文件包含破片编号、弹体坐标系下每枚破片XYZ方向上的初始速度与初始位置、破片质量、破片速度衰减系数、炸点不同距离处的冲击波超压峰值与比冲量；威力场数据文件中的参数通过经验公式、数值仿真或试验收集获得，通过标准格式威力场文件使得能够同时计算多枚不同种类杀爆弹打击效果，并且数据来源广泛，拓展性强；当杀爆弹为威力场相同的同一型杀爆弹，威力场数据来源于经验公式计算；若为不同类型杀爆弹则只需读取不同的相对应的威力场文件即能够实现多种类杀爆弹协同毁伤幅员评估；
引入标准威力数据文件与采用毁伤半径等效战斗部毁伤威力相比，能够使毁伤效果仿...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐豫新，贾志远，朱登基，王若素，索非，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：