水面舰船结构在水下近场爆炸作用下冲击响应研究

水面舰船结构爆炸毁伤是舰船生命力研究的重要内容,也是分析舰载设备及人员毁伤的基础。为提高对舰艇等目标的打击能力,各国大力发展精确制导技术。目前精确制导引信使鱼雷能贴近船体表面接触爆炸,对舰船的船体结构造成严重毁伤。由于兵器水下近场爆炸毁伤复杂性,使之成为国内外研究的热点。采用水中近场爆炸毁伤模型,利用自编程序和商业程序相结合的方法,将冲击波和气泡射流的联合载荷加载到近场结构上进行仿真计算;对舰船结构在水下近场爆炸作用下毁伤特性进行试验研究。仿真计算结果与试验结果吻合较好。     

国外舰艇抗水下爆炸研究进展

分析了水下爆炸对舰艇破坏的特点和开展舰艇抗水下爆炸研究的意义。从理论研究、试验研究、仿真计算研究、毁伤评估和规范标准研究、抗冲击防护研究5个方面对国外舰艇抗水下爆炸研究情况进行了综述,并提出我国要加强舰艇抗水下爆炸研究的建议。     

沉底水雷毁伤能力研究

为了科学准确评价沉底水雷的毁伤能力,研究了水下爆炸对舰船的破坏作用、舰船破坏标准、沉底水雷打击能力设计指标及水雷毁伤战例,分析了沉底水雷毁伤能力工程设计标准与战例中舰船毁伤的吻合情况;结果发现：对于新型装药沉底水雷对现代作战舰艇的毁伤情况,目前的沉底水雷毁伤能力工程设计标准应用有较大的局限性;标准忽视了装药爆炸能量输出结构差别、舰船结构特性及防护能力差别对毁伤效果的影响,因而不适用于新型装药水雷对现代舰艇的毁伤情况;提出了水雷毁伤能力能量评价方法和评估模型,在实船试验基础上建立舰船能量破坏标准,以此来评价水雷的毁伤能力。     

基于遗传算法的舰艇编队火力分配问题研究

根据水面舰艇编队反舰作战的特点,构建基于综合考虑多种因素（目标毁伤度、目标战略战术价值、兵力消耗和目标毁伤程度要求）的综合评价目标函数,运用遗传算法来分析反舰导弹火力分配问题,并给出实例进行仿真运算与结果分析。仿真表明,该模型和方法是有效的,可为水面舰艇编队反舰作战导弹攻击目标分配提供参考依据。     

反鱼雷鱼雷毁伤效果计算分析

水下爆炸冲击下的鱼雷结构动力学响应特性研究和对来袭鱼雷毁伤效果的评定对反鱼雷鱼雷研究具有重要的应用价值.本文以MSC.Dytran有限元计算分析软件为平台,建立了ATT攻击对象的结构有限元计算模型、ATT的炸药模型以及水域模型,并进行了仿真计算,得出了炸药水中爆炸形成的冲击波的传播和作用过程,以及冲击波作用在雷体上的动态响应过程,分析了不同施爆距离、不同水下深度对雷体动态响应的影响.并参考国内外目前普遍应用的舰艇毁伤标准,根据假想模型的仿真计算结果,进行了ATT硬毁伤半径和软毁伤半径的评定,初步得出了ATT对来袭鱼雷的毁伤规律.     

装药水下近距离爆炸作功能力的试验测量方法

通常水下爆炸能量测试结果只反映炸药自身的能量结构,无法表征装药对邻近结构物的作功能力.基于效应物动响应对装药水下接触及近距离非接触爆炸的作功能力试验测量技术进行初步研究.采取弹道摆试验方法实现水下接触爆炸,以爆炸驱动下摆体获得的冲量来表征装药水下接触爆炸的作功能力.采用两种试验方法表征水下近距离非接触爆炸的作功能力:第1种为边界可滑移圆板的动响应,通过观测靶板中心变形时程,得到冲击波及气泡的阶段毁伤比例及总体毁伤情况;第2种以强舱段缩比模型的整体运动响应,以刚体运动及位移得到爆炸载荷的驱动能力.试验结果表明:水下接触爆炸时冲量约为空中爆炸时的3倍;近距离爆炸时,冲击波及气泡两个阶段的变形能比例为先快速减小再趋于平缓的变化过程,距离药包越近,能量吸收比例越小.试验测量技术可为水中兵器毁伤威力评估提供一定的技术参考.     

穿爆战斗部装药对舰艇组合舱室内爆炸毁伤效应研究

为了研究穿爆战斗部装药对舰艇组合舱室的毁伤效应,运用有限元软件ANSYS-DYNA进行舱室内爆炸仿真。分析了爆炸载荷作用下主舱和后邻舱舱内流场分布、压力变化及其破坏模式,评估了穿爆战斗部装药对组合舱室的毁伤效果。两级装药爆炸产生的冲击波相互作用,提高了主舱室内的冲击波峰值和准静态压力值,增强了对主舱室的毁伤能力,能够实现对舰艇组合舱室的高效毁伤。研究结果为舰艇组合舱室毁伤评估提供了参考。     

反舰作战中的反辐射导弹运用优化

为研究反辐射导弹在反舰作战中与常规反舰导弹的协同运用效果,建立了反舰导弹的突防概率模型,在反辐射导弹对舰艇防空雷达的毁伤概率研究基础上,建立反辐射导弹对搜索雷达、制导雷达和炮瞄雷达的毁伤模型,仿真在不同情况下反辐射导弹的毁伤效果,并在导弹总数一定的情况下,对反辐射导弹和常规反舰导弹协同反舰的优化使用模型进行仿真分析。结果表明：该方法能降低舰艇对导弹的发现和抗击能力,提高常规反舰导弹的突防概率和增强其反舰作战能力。     

舰舰导弹攻击条件下舰机协同对海搜索研究

分析了目标在水面上的散布规律 .采用非线性规划方法优化了舰载直升机起飞的时机 ,建立了舰艇机动模型 ,得出了舰舰导弹攻击条件下的优化搜索方案 ,以期为作战部队制定作战方案提供参考 .     

中远程舰空弹对目标拦截效果的实时评估

抗击效果评估是防空作战中的重要环节,文中阐述了海上平台在防空作战中,使用中远程舰空导弹对空中目标进行抗击效果评估的必要性和实时性要求,从海上舰艇防空作战毁伤效果实时评估的要求出发,分析研究了水面舰艇平台对空中目标进行打击效果评估的评估信息获取手段和信息类型,在此基础上,建立了舰载远程舰空导弹对空中目标毁伤效果实时评估的规则和模型。     

近场爆炸作用下舰艇结构毁伤要素分析研究

首先采用量纲分析方法对近场爆炸作用下结构等效的毁伤条件进行分析,然后采用毁伤理论对结构毁伤要素进行分析并与实船测量结果进行比对验证,证明了毁伤理论方法的正确性,综合两种方法提出目标毁伤等效结构设计的基本条件,为结构等效设计提供参考。     

水面舰艇反舰作战指挥决策的发展变革研究

根据水面舰艇新一代反舰导弹对作战指挥决策变革的需求,从剖析传统反舰作战指挥决策存在的现实问题着手,对反舰导弹作战观念和水面舰艇反舰作战指挥决策的变革趋势进行了探讨,提出了水面舰艇反舰作战指挥决策的思路和原则。研究结果对突破传统视距反舰导弹战术使用观念和方法的束缚,提高现装及在研反舰导弹的作战能力具有参考作用,对新一代反舰导弹作战指挥决策软件研制具有理论牵引的作用。     

水中兵器爆炸威力增强技术的发展思考

鱼雷、水雷和深水炸弹等水中兵器作为海军的主战武器,在历次海战中均发挥了重要作用.战斗部装药作为毁伤的核心要素,其能量水平和能量释放控制模式直接影响了水中兵器装备的作战效能,如何提高水中兵器毁伤威力,发展水中爆炸威力增强新技术一直是各军事强国高度关注的重大问题.现代潜艇和航母等水面舰艇抗爆抗冲击能力的提升,对水中爆炸毁伤技术提出了更高的要求,发展新型水中爆炸毁伤技术,对水中兵器的创新发展具有重要意义.     

大开口对船体结构抗冲击性能的影响

舰艇在设计过程中不可避免地会出现大开口部位,这类部位对舰艇的结构强度、稳定性等都有比较严重的影响。特别是在舰艇遭受到水下非接触爆炸冲击载荷作用以后,会引起拉伸/压缩的交变载荷,在船体结构大开口角隅处产生应力集中现象。本文通过建立舰艇船体结构冲击响应有限元分析模型,计算分析了在不同海况下舰艇遭受到水下非接触爆炸冲击后结构大开口角隅处的应力及其储备系数。研究结果表明,结构大开口部位公共角隅处的安全储备系数较小,应力集中现象明显,在进行舰艇船体结构抗冲击设计与评估等研究过程中需要予以考虑;此外,对于相同爆距,遭受水下爆炸冲击的舰艇船体结构在静水弯矩工况下的安全储备系数一般大于六级海况下的情形,这说明波浪弯矩导致的舰艇中拱或中垂加剧了结构大开口部位角隅处的应力集中现象。     

鱼雷对水面舰艇毁伤效能评估方法

在武器毁伤效能评估层次研究框架分析的基础上,对于爆破型鱼雷对典型水面舰艇目标的交汇条件计算、物理毁伤评估、功能毁伤评估及鱼雷对水面舰艇毁伤的综合评估方法进行了研究,可为其他型号武器装备对系统目标的毁伤效能评估研究提供参考.     

水下爆炸冲击波毁伤鱼雷壳体结构的数值仿真研究

运用ANSYS／LS-DYNA程序对鱼雷壳体结构在近场水下爆炸冲击波作用下的毁伤过程进行了数值仿真,研究了鱼雷壳体的毁伤规律,分析了鱼雷内部构件的存在对于鱼雷壳体毁伤的影响,研究了鱼雷不同舱室壳体的易损性。仿真结果表明：在近场水下爆炸冲击波作用下,鱼雷壳体的毁伤具有局部性特点;内部构件对于鱼雷壳体的动态响应有显著影响,在仿真时必须考虑内部构件;鱼雷不同舱室壳体的易损性有较大差别,对于文中的鱼雷而言,在同样的冲击载荷作用下,鱼雷控制舱壳体的塑性变形较大,而后舱壳体更易产生等效应变。     

小药量水下爆炸对水下目标的毁伤有效值评估

针对水下目标的小药量水下爆炸试验,分析影响试验效果的主要因素和破坏参数,对试验数据利用判别分析方法对水下爆炸对目标毁伤的有效性问题进行了定量分析,给出了目标毁伤曲线,确定了目标的毁伤范围,该曲线较好地反映了水下爆炸对水下目标的有效毁伤距离。     

反舰战——反舰武器与其目标舰的匹配

水面舰艇如同飞机一样,是在一个三维空间里活动。它们最易受从水面和水下发射的各种武器的攻击。这些武器有:炮弹、导弹、炸弹(包括制导炸弹)、水雷和鱼雷等。敌人还可以利用空气和水两种性质完全不同的介质,为其武器选择最佳的攻击剖面。在空气中爆炸的战斗部必须首先穿透目标的外壳——舰艇的壳体或上层结构,否则破片、     

舱内设备对爆载荷毁伤效应影响的对比分析

舰艇舱室内常按其功能要求安装布置有不同的设备,目前舱室内爆毁伤相关研究主要关注毁伤元对无设备舱室结构的毁伤,而很少考虑舱室内设备对于毁伤效应的影响。基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,建立了带加强筋舱室模型,分别分析了没有安装设备、安装一台设备和对称安装两台设备等三种工况的舰艇舱室,在受战斗部装药内部爆炸载荷作用时舱室结构和设备机柜等效物的毁伤情况,对比分析了设备对毁伤效应的影响。通过对比分析三种工况下毁伤过程、测点压力变化及舱壁飞散速度的结果表明,爆炸发生后,受设备遮挡作用,不同数量的设备将对舱室内部流场分布及角隅部位冲击波的汇聚产生影响,降低了舱室内的最大超压值、改变了最大超压出现的位置,使舱室结构的破坏过程发生变化。     

基于协同进化算法的多舰扩方应召反潜搜索方法

反潜作战是现代海战中水面舰艇的主要作战任务之一,对潜搜索行动是水面舰艇反潜作战的重要组成部分,是实施对潜攻击的前提和保证.针对目前常规多舰扩方搜索方法存在搜索效率低、协同能力弱的问题,对现有的2种多舰扩方搜索样式进行协同路径优化.根据舰艇声呐搜索原理以及实际反潜战术的应用,以在固定搜索时长内使得搜索效能最大为目标,建立了2种搜索样式最优协同路径问题的数学规划模型,给出了运用改进的协同进化算法规划多艘舰艇搜索路径的具体求解过程,并通过仿真实验得到不同搜索样式下的多舰协同最优搜索路径.结果表明:该方法具有搜索范围大、搜索效率高的特点,相比常规方法具有较大优势,适用于解决多舰扩方反潜搜索路径规划问题.