武器毁伤与评估心得体会篇1

摘要：利用激光探测装置可以实现导弹落点对海面和舰船舰面的识别定高起爆，通过毁伤覆盖面积评估和破片着靶数统计评估，并考虑导弹落点精度，对采用识别定高技术的某型杀爆战斗部对舰船目标的毁伤效能进行了分析研究。分析结果表明：采用识别定高技术能够有效提升杀爆战斗部对舰船目标的毁伤覆盖面积和着靶数，提升效果随着导弹精度误差的增大而提高，在一定程度上可以弥补导弹精度误差造成的毁伤效能降低。

关键词：识别定高；导弹；杀爆战斗部；舰船；毁伤评估

杀爆战斗部一般采用定高起爆，在弹头落速与破片初速的耦合作用下，战斗部破片高速飞向地面，并在地面形成一定的散布，在弹道和战斗部威力参数一定时，杀爆战斗部的起爆高度直接决定其毁伤威力[1]。当打击海上舰船目标时，由于舰船舰面与海面存在着明显的高度差，定高基准平面的选择影响着战斗部的起爆高度，进而影响了战斗部的毁伤效能。一种利用新型的激光探测装置在导弹弹道末端利用激光测距和回波能量信号处理，可以识别导弹落点位于海面还是舰面，但是目前尚无相关评估方法和研究结论用以分析和支撑识别定高条件下杀爆战斗部对舰船的毁伤效能[2-3]。本文即针对上述实际应用问题，通过毁伤覆盖面积评估和破片着靶数统计评估，并考虑导弹落点精度，对识别定高杀爆战斗部对舰船的毁伤效能进行了分析评估，本文研究方法和结论以期支撑定高识别技术应用和导弹武器作战毁伤效能提升。

2毁伤效能计算条件

2.1识别定高起爆控制技术

识别定高起爆控制主要通过在引控系统、爆炸序列基础上增加目标识别与炸点控制装置来实现，装置主体为主动激光发射/探测模块。将装置安装于导弹内，在弹道末端一定高度时，激活多路激光发射/探测模块光路；模块测得激光测距值和对应激光回波信息时间序列后，以预设的判别策略准则，对测距和回波能量、信息时间序列进行处理，判断导弹飞行轨迹是否与舰面交会，针对导弹飞行轨迹与海面、舰面的交会判断，形成相应的起爆高度控制信号[4-7]。

2.2杀爆战斗部及导弹终点弹道参数

以某型杀爆战斗部为分析对象，战斗部威力性能参数见表1。导弹平台终点弹道条件落速550m/s，落角90°。

武器毁伤与评估心得体会篇2

武器毁伤效能评估是对实战条件下战斗部打击特定目标的毁伤能力与毁伤效果进行度量，是武器研制、试验鉴定、装备部署乃至实战运用全寿命过程中至关重要的内容，不仅可为武器系统设计奠定基础，也可为指导武器战场运用提供科学依据。因此，在国防经费有限、试验条件有限、历史经验有限以及相关基础技术薄弱等现实条件下，探索科学合理的试验模式，开展准确可靠的终点毁伤效能评估方法并建立应用系统，进而提高武器的实战能力，是我国武器发展面临的重要而迫切的任务。

由于历史原因，我国在武器毁伤效能评估领域缺乏成熟的理论和技术，更没有建成实用的应用系统，粗略的毁伤效能评估已经成为制约系统作战效能的瓶颈。因此，开展武器毁伤效能评估方法研究，尽快建立起实用的评估系统是开展武器试验最紧迫的工作。

1评估方法

战斗部对目标的毁伤是一个极为复杂的过程，涉及目标特性及易损性、战斗部毁伤机理、毁伤能力以及作战条件等多方面因素。如何准确客观地评估战斗部对目标的毁伤能力和效果，一直是相关领域的研究重点，涌现出了多种评估方法。本文主要对毁伤指数法进行介绍。

毁伤指数评估法综合考虑战斗部命中概率、目标单元毁伤程度、目标单元影响因子等要素，对不同类型参数进行量化和综合，以毁伤指数来度量战斗部对复杂目标的毁伤效能。综合考虑战斗部在区域的概率密度及命中某点后的相应目标毁伤程度，以命中概率为权值，计算概率加权意义下的目标毁伤程度，称之为毁伤指数，即毁伤指数是对命中概率和目标毁伤程度的综合度量：

2评估体系

量化评估体系是毁伤效能量化评估研究中最关键的一环，是进行武器毁伤效能量化评估的依据。要进行毁伤效能的量化评估，首先必须在量化评估理论框架的指导下，根据评估的目的、目标的特性、战斗部的特性等来构造量化评估体系的递阶结构图，找到影响战斗部终点参数、战斗部威力场、目标毁伤效应的主要因素。图1是在量化评估基础理论的指导下建立的量化评估体系框架图。

武器毁伤与评估心得体会篇3

一、引言

海湾战争以来的近几场局部战争表明,精确打击已经成为现代战争最重要的作战样式之一,目标信息对于精确打击作战保障起到了核心作用[1].美军在2005年的伊拉克战争中,已经展示了其在短时间内连续迅速精确打击任何目标的能力,在每一轮打击完成后,实现快速反应,迅速做出下一轮打击决策.在这一过程中,目标毁伤效果评估\\(BattleDamageAssessment,BDA\\),又称战斗毁伤评估、作战毁伤评估[2],扮演着至关重要的角色.

BDA是现代精确打击作战体系的一个重要环节和关键步骤,融合了雷达、卫星、武器视频等图像信号的分析处理和地面人员情报搜集的综合处理等多项技术.准确、及时地进行目标毁伤效果评估,既是指挥员决策后续战役行动、有效控制作战进程、最大限度地优化火力打击方案、高效配置打击资源、推动作战顺利发展的重要保证,也是检验目标信息搜集、目标研究、目标选择等工作质量的重要途径,同时还是作战进程中不可或缺的一环.

美军的目标毁伤效果评估始于空中轰炸.目前,美军对目标毁伤评估的官方定义见诸于美军国防部军事术语词典\\(JP1-02\\):及时且准确地评估由杀伤性或非杀伤性军事力量对某一预定目标所造成的毁伤.目标毁伤效果评估适用于整个军事行动中所有类型的武器系统,包括空中、地面、海上和特种作战武器系统[3].马志军将目标毁伤效果评估定义为:”对敌方目标实施火力打击后,对目标的毁伤效果进行的综合评估.根据目标BDA结果,作战指挥人员可以判断已实施的火力打击是否达到预期的毁伤效果,是否需要再次打击,并为制定火力毁伤计划提供科学依据”[4].

笔者根据目标毁伤效果评估涉及的对象、实现手段、方法及地位作用等方面,对”目标毁伤效果评估”做出如下定义:在对军事目标或相关区域进行打击后,通过航空、航天、武器视频及人力等多源侦察手段,根据目标组成结构及其功能,通过图像处理、数学评估模型等多种方法进行量化,采用人机交互的方式,对打击后的军事目标或相关区域进行毁伤程度的计算及毁伤等级判定,为指挥员决策后续战役行动提供重要的目标情报保障.

二、目标毁伤效果评估技术概述

国外对于目标毁伤评估的研究起步较早,20世纪70年代后期,美国、英国、法国及荷兰等国相继开展了有关战场损伤评估及修复的研究与应用工作.海湾战争中,滞后的目标毁伤效果评估严重制约了美军各项军事行动的开展.为此,美军通过调整评估机构,加强评估基础理论研究,采取新评估技术及评估软件的开发等措施,取得了较丰硕的成果.目标毁伤效果评估技术主要包括评估方法、评估模型和评估系统3类,其关系如图1所示.

目前,国外对于毁伤效果评估底层模型及方法的研究较少,已经从基于模型方法的评估过渡到基于评估应用系统进行评估的阶段,大量评估系统运用于毁伤评估、目标易损性分析等领域.国内由于技术、管理和认识上的原因,对目标毁伤评估的研究起步较晚,一直处于理论研究与探索阶段,研究成果还不是很多,评估方法和理论体系尚不成熟.目前处于基于模型方法进行毁伤效果评估的阶段,由于没有相关数据的支持,评估系统还处于仿真阶段,没有可运用于实战的成熟评估系统.

三、毁伤效果评估方法

根据数据信息来源的不同.目前,毁伤效果评估方法主要有基于航空/航天侦察图像变化检测和基于武器/目标信息的战斗部威力/目标易损性分析2种方法.

\\(一\\)图像变化检测方法

图像变化检测,即利用不同时间拍摄的多幅图像检测出一个物体的状态变化或确定某些现象的变化过程,进而实现目标的定性或定量分析.在基于图像的毁伤效果评估中,结合其他目标信息\\(与目标有关的地理位置、几何外形、目标特性等\\),利用计算机提取目标特征\\(如目标轮廓\\)和打击部位,通过对打击部位的分析进行毁伤效果评估[5].

评估一般分为4个步骤,分别是图像预处理、目标识别与定位、变化特征检测与描述和分级毁伤评估.

在基于图像变化检测的毁伤效果评估中,图像上所反映出的目标毁伤情况各异.打击武器的异同会对目标造成不同的毁伤现象和效果,如侵彻弹头会在建筑物上留下一个不大的洞,但建筑物内部毁伤较严重;石墨炸弹会在建筑物外表留下一个很大的黑斑,但对建筑物内部没有造成毁伤.这些都会影响毁伤效果评估的准确性.所以仅依据图像的变化检测得到毁伤结果,虽然可以初步的评估毁伤效果,但只是停留在物理毁伤评估阶段,对后续作战的情报支援力度明显不足.

\\(二\\)目标易损性/战斗部威力分析方法

目前,由于计算机及仿真技术的快速发展,目标易损性/战斗部威力分析\\(VulnerabilityandLethality,V/L\\)方法在目标毁伤效果评估方面已经取得了大量的应用,这2种方法互为支撑,较为完整的从打击工具和打击对象2个角度刻画了目标毁伤这一过程,实现了特定目标在特定武器打击下的目标毁伤效果评估,如图2所示.

从目标易损性出发,即针对特定的攻击武器,在一定弹-目交会情况下,建立被打击目标的易损性模型,对毁伤的敏感性进行评估.一类文献直接用目标的物理毁伤程度代替目标的功能毁伤程度,对目标的其他特性考虑较少,适用性较差.罗宇等人[6]将雷达天线阵面看成一个5m×7m的矩形易损面,并将天线阵面的毁伤等效为波导管的结构毁伤,将等效靶确定为10mmLY-12铝板.另一类文献将目标的易损性分析与目标结构相联系,丁建宝等[7]根据某”长廊”式深层硬目标的结构形式,分析了各系统之间的功能失效关系,建立相关评估模型和子系统毁伤的工程算法进行易损性评估.从战斗部威力入手,即评估武器系统对所攻击目标所产生的破坏效果,目前较常采用的有毁伤半径模型、战斗部威力参数模型和破片射线模型等[8].将二者结合起来,杨云斌等[9]从打击武器与被打击目标2方面入手,建立了战斗部威力/目标易损性评估软件的基本原则和总体框架,定义了评估软件各个功能的模块及功能.

利用目标易损性/战斗部威力分析进行目标毁伤效果评估,可以全面、详细地描述目标毁伤情况,但也面临诸如建模时需要考虑的因素多、需要的数据量大、对仿真模型要求高等问题.同时,该方法涉及武器毁伤学、导弹飞行力学、空气动力学和仿真算法研究等多个领域.将各领域中与毁伤效果评估相关的知识进行抽象、归纳,并最终应用到评估当中实现,还需要做很多工作.

\\(三\\)其他方法

DanielD.Wilke和DennisK.McCarthy[10]提出了”自动毁伤评估、报告和部署”的评估方法,该方法利用统一的毁伤报告模板,结合目标特定信息,通过与历史数据库的对比,实现自动毁伤效果评估和人员部署,实现的难点在于需要针对特定目标建立毁伤历史数据库,方法有效性和通用性不强.美空军大学的BenjaminA.Thoele提出了基于效果评估的方法论,他将评估分为预期效果定义、制定指标、系统状态定义、行动评估、效果评估、目标评估和战役评估7个阶段,对于战役级的评估工作具有一定的指导作用.

四、典型毁伤效果评估模型

利用目标毁伤指标对毁伤效果评估的模型主要有层次分析法、模糊综合评判法、贝叶斯网络法、蒙特卡洛法、毁伤树法和RBF神经网络分析法等.

\\(一\\)层次分析法

层次分析法\\(AnalyticalHierarchyProcess,AHP\\)是美国运筹学家萨迪教授于20世纪70年代初提出的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法.其优点在于系统性、实用性和简洁性,将定性判断与定量分析相结合,用数量形式表达和处理人的主观偏好,从而为科学决策提供依据.易量[11]通过建立水面舰船目标毁伤效能评估指标体系,利用舰船剩余作战能力完整度指标,采用AHP对水面舰船整体毁伤效能进行了综合评价.

AHP通常还与其他方法结合使用,依托其测度原理、递阶层次原理和排序原理,将目标的毁伤评估分解成包含目标各组成部分损伤表征的各个判定因素,将这些因素按照一定规则,划分有序、递阶的层次结构,构造评判矩阵,形成相应的评定次序.樊胜利[12]将AHP与模糊聚类分析法相结合,基于模糊层次分析,构建了装备毁伤评估的数学模型.

AHP在评估决策的过程中,只能从原有的方案中进行优选,且该方法中的比较、判断以及结果的计算过程都是粗糙的,不适用于精度较高的问题.从建立层次结构模型到给出成对比较矩阵时,人主观因素对整个过程的影响很大,且存在着较大的随意性.

\\(二\\)模糊综合评判法

模糊综合评判法以模糊推理为主,精确与非精确、定性与定量相结合,是应用模糊关系合成原理,从多个因素对被评判事务隶属等级状况进行综合性评判的一种方法.在处理一些复杂的难以用传统精确数学方法解决的系统问题时,这种方法表现出了很大的优越性[13].

苗启广等[14]将几何、纹理和整体特征3个方面作为机场目标评估的准则,定义了5级毁伤等级,针对不同的评估准则设定隶属函数,实现了对机场打击效果的量化评估.王瀛等[15]对由多个同一性质的子目标组成的集群目标进行毁伤评估,以点目标的毁伤评估为基础,实现二级模糊综合评判,对同一性质的集群目标毁伤效果评估.甄自清等人[16]通过对地下指挥所结构的分析,建立了评估指标体系,构成三级模糊综合评判因素集.结合层次分析法、专家调查法确定隶属度,对某地下指挥所在遭受打击后的毁伤效果进行了评估.

模糊综合评判过程本身不能解决评价指标间相关造成的评判重复问题.同时,在模糊综合评判过程中,节点值和隶属度是通过专家打分确定的,隶属度函数有高斯型、梯型、三角型等许多形式,在打分和隶属度函数的选取上并没有确定的方法,在实践中须依据具体问题来确定.

\\(三\\)贝叶斯网络法

贝叶斯网络又称信度网络\\(BeliefNetworks,BN\\),是目前不确定知识表达和推理领域最有效的理论模型之一,Pearl于1988年在总结并发展前人工作的基础上,提出了贝叶斯网络.该方法能够根据不确定或不完整的观测信息,对所要研究的问题做出相对准确的推理,适用于根据不确定或不完整的目标毁伤信息去综合评估目标的毁伤效果.

李望西等[17]针对未来复杂战场环境下的作战实际,综合考虑了天气、电子、目标特性等因素对空地打击目标毁伤效果评估的影响.集成模糊贝叶斯网络,对收集到的目标毁伤数据进行学习,不断地进行网络更新.实现对不同作战条件下目标毁伤效果仿真.马志军等[4]建立基于贝叶斯网络的机场跑道毁伤评估模型,实现战前预测BDA、战时实时BDA、再次打击建议和评估模型修正等4类功能.王凤山等[18]以仿真计算数据为样本,构建军事工程毁伤评估置信模型,集成战前预测信息、战时工程物理损毁信息、专家信息,适应了信息不确定、不完整条件下的目标毁伤评估需求.康中启[19]等提出了在图像分析的基础上,建立楼房毁伤效果评估模型,利用贝叶斯网络评估建筑的功能毁伤.A.S.K.Naidu等人[20]基于机电阻抗信息,利用少量的频移数据,提出了进行毁伤识别的贝叶斯网络方法.该方法可以准确地确定毁伤位置,但由于目标结构的多样化,模型只能实现几类目标的建模,对其他结构会存在错误建模的问题.

基于贝叶斯网络模型进行目标毁伤效果评估时,存在如何克服样本数据的缺陷,如何有效选择样本,如何挖掘样本数据的隐藏信息等问题,需要重点解决.

\\(四\\)其他模型各模型的原理、优缺点以及适用性如表1所示.

五、毁伤效果评估系统

\\(一\\)国外毁伤效果评估系统

国外都比较重视毁伤数据的搜集和毁伤数据管理方面的工作.美陆军有多个训练中心从事毁伤数据的收集工作,同时,还建立了全军战斗损伤数据分析中心负责对毁伤数据进行分析和管理,这为美军目标毁伤效果评估系统的建设提供了丰富的数据支持.目前,较新的评估系统如表2所示.

除此之外,美国的陆军研究实验室\\(ARL\\)和弹道研究所\\(BRL\\)2大军方试验室从目标毁伤的终点毁伤效应、机理出发,利用计算机仿真技术等做了大量深入细致的研究,并开发了多种典型目标的毁伤评估模型及程序,并将研究分析成果应用于武器工程设计中[11].荷兰的TNO试验室开展了”杀伤力与防护\\(Lethalityandprotection\\)”项目的研究,通过方法、技术与模型的构建,在物理毁伤层面评估武器的效能和防护能力;瑞典FMV机构研制的”目标毁伤/武器威力计算机高精度仿真评估的软件包”\\(AVAL\\),能够实现包括人员、坦克、飞机和舰船等陆海空在内的目标毁伤、武器威力及实战场景毁伤概率等方面的评估[25].

\\(二\\)国内毁伤效果评估系统

国内在目标毁伤效果评估系统的研究开始于20世纪80年代.由于缺乏实验数据,大部分系统都只是处于仿真评估阶段,对毁伤的仿真过于单一和理想化,与实际评估需求差距较大.高润芳等人[29]结合破片式战斗部对飞机目标的毁伤,建立了目标毁伤效果评估仿真系统的构架结构,实现了对目标毁伤的高精度评估,较好地描述战场复杂目标,为毁伤仿真提供相匹配的目标数据.傅长海等人[30]提出了毁伤效应仿真计算方法的一般流程,较完整地考虑了仿真系统需要的信息,但实现起来有一定难度.卢厚清等人[31]提出了建立基于作战仿真的毁伤评估系统,引入基于武器终点效应/目标易损性的毁伤评估方法,分别从武器威力初评模型、目标易损性模型和弹目交会模型3个方面进行目标毁伤评估建模,给出了模型的处理流程.

目标毁伤效果评估系统的研究涉及包括武器毁伤学、导弹飞行力学、计算机应用、外延仿真建模等多个领域.将各领域中与毁伤效果评估相关的知识进行抽象、归纳,并最终应用到系统当中实现,还需要做很多工作.

六、结束语

笔者对目前目标毁伤效果评估相关技术的研究进展进行了回顾和总结.总的来说,毁伤评估技术发展到现在,已经从以定性分析为主,进入到了以定量分析为主的阶段,智能化水平明显提高.今后可以在以下方面开展进一步研究:

\\(1\\)立足现有武器装备,实现近实时评估.美军早在21世纪初就开展了利用炮射弹药滞空来实现监视、瞄准和毁伤效果评估的研究.我国可以利用装备的大量视频制导武器,开展近实时毁伤效果评估,从而减少对战场侦察的依赖,更为准确、及时地进行目标毁伤效果评估.

\\(2\\)未来将向多功能、全时域的评估发展,评估系统进一步完善.各类演习为仿真评估系统的发展提供了大量的实验数据,建设具备更强的开放性、可扩展性和互通性,加入战场信息的仿真评估系统,并与作战部队指挥自动化系统互连互通,使指挥员或指挥机关对目标毁伤情况进行多功能、全时域的评估成为可能.

\\(3\\)建立自动毁伤效果评估系统,实现高度人机结合.随着计算机智能技术的发展及系统分析理论、模糊工程、灰色系统理论和技术的广泛应用以及毁伤模型的发展和成熟,以计算机为基础的自动毁伤效果评估系统将成为评估人员的基本辅助工具,降低人为因素造成的毁伤评估结果不准确性,使目标毁伤评估分析定量化.同时,军事活动涉及政治、精神、自然等多种因素,难以完全量化,因此,利用评估系统进行目标毁伤定量分析的结果,只能作为目标毁伤效果评估的重要依据加以考虑.评估活动的实践主体是人,必须综合运用定性分析和定量分析相结合的方法,以人机结合的方式做出评估.

武器毁伤与评估心得体会篇4

摘要：以武器研制需求为背景，对空空导弹战斗部毁伤效能评估技术进行了研究，并开发了空空导弹战斗部毁伤效能评估系统。该系统主要包括目标易损性模型、战斗部威力场模型、引战配合模型、弹目交会模型、毁伤评估算法等，可用于空空导弹战斗部指标论证和优化设计，以及空空导弹作战效能评估和目标生存力升级。

关键词：空空导弹;战斗部;目标易损性模型;毁伤效能评估;威力场模型;引战配合

中图分类号：TJ760.3+1文献标识码：A文章编号：1673-5048（2019）02-0045-05

0引言

空空导弹研制、生产、战训和作战使用的需求，使空空导弹战斗部毁伤效能评估技术显得越来越重要。空空导弹战斗部毁伤效能评估技术研究的主要目的：一是从对目标毁伤的终极目标出发，结合导弹其他相关系统、使用环境和目标特性进行战斗部的方案论证和优化设计，提高武器系统的作战效能;其次，在导弹靶试预测、靶场验收、战训和作战效能评估等方面可得到广泛应用。

空空导弹战斗部毁伤效能评估涉及到制导精度、引信启动、引战配合（引信延迟）、战斗部毁伤效应和目标特性等多个专业领域，整个末端交会形成了一个相互关联的复杂系统，是一个跨专业、跨学科，研究难度大，投入成本高，需要长期不断积累数据和持续研究的课题。

1弹目交会模型

导弹与目标的交会状态一般定义在相对坐标系中，可用下列参数描述：

（1）目标速度矢量Vt、目标高度H;

（2）导弹速度矢量Vm;

（3）弹目交会角χ（Vt与Vm反方向之间的夹角），用于描述导弹迎头、尾追、侧向等与目标的交会状态;

（4）VT平面夹角αH（目标机翼平面与导弹攻击平面之间的夹角），用于描述导弹从目标的上方、水平、下方的攻击状态。

弹目交會状态模型示意图如图1所示。

引用格式：张新伟，郝陈朋，宇灿.空空导弹战斗部毁伤效能评估技术研究[J].航空兵器，2019，26（2）：45-49.

ZhangXinwei，HaoChenpeng，YuCan.ResearchonDamageEffectivenessEvaluationofAirtoAirMissileWarhead[J].AeroWeaponry，2019，26（2）：45-49.（inChinese）在相对坐标系中，战斗部起爆时刻导弹相对目标的位置可以用xr，yr，zr表示，xr由引信启动特性给出;（yr，zr）可用脱靶量和脱靶方位表示，其值为

ρ=y2r+z2r（1）

θ=arctanzryr（-π<θ≤π）（2）

在相对坐标系中，确定导弹战斗部爆炸时刻导弹和目标飞机之间的相对位置需要弹目交会角、VT平面夹角和战斗部炸点位置三个参数。

2目标特性模型

空空导弹攻击的主要目标包括各种有/无人驾驶飞机和导弹类目标，如各种歼击机、轰炸机、直升机、预警机、遥控飞行器、巡航导弹等。在空空导弹战斗部毁伤效能评估技术中，目标特性起到非常重要的作用，包括：用于导弹弹道散布仿真的目标运动特性及散射/辐射特性、应用于杀伤概率仿真的目标几何特性及目标易损特性等。

（1）目标运动特性及散射/辐射特性

不同目标具有不同的运动特性、散射/辐射特性，并且在不同的弹目交会条件下，其参数会发生变化，这些都会影响到制导散布中心。为了仿真这种特性，需要对典型目标开展制导反射特性专项研究，经过详细的数学仿真、半实物仿真或实物试验，建立目标制导散布中心数学模型。需要注意的是，当目标机动时，会引起导弹制导中心的变化，需建立相应的数学模型进行仿真。

（2）目标易损特性

目标易损性模型是用一套数据对目标总体及零部件的几何特性、物理特性、杀伤模式进行全面描述，以规范的格式表述目标的全部信息，借助计算机来存储和管理这些信息，并将其用到导弹战斗部毁伤效能评估中。

目标易损性模型主要包含目标的简化几何模型、结构舱段模型、要害舱段模型三个子模型和每个要害舱段与整体杀伤的关系。每个子模型都包含舱段数目、舱段面元数、节点编号、节点坐标、面元材料、材料厚度、毁伤准则判据等;要害舱段杀伤与整体杀伤之间的逻辑关系可用杀伤树来表示，为了便于计算机存储，可用“最小割集”来表示。“最小割集”是指能导致顶事件（目标杀伤）发生的必要的底层事件（舱段杀伤）的集合。

目标易损性模型数据库的建立是一项非常复杂的工作，战斗部类型、目标的飞行环境和姿态对目标易损性都有影响，需要战斗部设计和试验、毁伤评估以及熟悉目标性能的专业人士协同合作。其中，空中目标如某飞机需要对每个部件功能进行分析，逐个确定要害部件的尺寸、结构承力部件尺寸和几何外形的等效厚度及其对应的毁伤准则，并经过必要的试验验模而得到。某型飞机的易损性模型如图2所示。

3制导误差模型

如果导弹在相同的条件下重复多次打击，则导弹的相对弹道与脱靶平面的交点给出单发导弹射击的散布图，表征导弹命中点的（z，y）的散布密度φ（z，y）称为导弹的命中点分布规律。

偏离目标中心的误差用z和y表示，如果z和y方向上的脱靶距离相互独立，脱靶距离的概率分布可用二维正态分布表示，即

φ（z，y）=12πσzσye-（z-mz）22σ2z+（z-my）22σ2y（3）

式中：mz，my为分布中心的误差，即射击的总系统误差;σz，σy表征随机量z，y在分布中心附近离散的均方差。

若总系统误差mz，my都等于0，均方差σz=σy，则二维分布变成瑞利分布：

φ（z，y）=12πσ2e-r22σ2（4）

4引信启动模型

在空空导弹毁伤效能评估中，引信启动模型用于仿真从引信探测目标的存在到确认目标的过程，给出引信确认目标时导弹在目连相对坐标系中的坐标xp，yp，zp。简化处理时，通常采用引信触发线仿真模型确定引信的启动位置。

建立引信触发线（面）模型一般应具有触发线倾角均值和均方差、引信作用距离和均方差、引信启动位置和均方差等参数。

引信启动点的坐标位置是随机的。根据数理统计理论中的中心极限定理，启动点的分布密度函数可以表示为正态分布函数。在弹体相对坐标系中，当脱靶量ρ和脱靶方位θ给定时，引信启动点沿相对运动速度方向分布的概率密度函数为

fF（xR/ρ，θ）=12πσxexp-（xR-mx）22σ2x（5）

式中：mx为引信启动点沿相对速度方向散布的数学期望值;σx为引信启动点沿相对速度方向散布的均方差;xR为（ρ，θ）给定条件下引信在相对速度轴上的启动点坐标。

5引战配合模型

引战配合指在给定的弹目交会条件下，引信的启动区与战斗部的动态杀伤区协调一致的性能。为获得较好的引战配合效果，通常采用引信延迟起爆技术，可分为固定延时或可调延时技术，现代空空导弹常采用自适应可调延时技术。

引信可调延时模型基本形式为

τ=τ（Tt，Vr，χ，…）（6）

式中：Tt为目标特性参数;Vr为弹目相对速度;χ为弹目交会角。

经过引信延迟起爆后，战斗部在相对运动轨迹上的炸点为

xr=xp+τVr（7）

式中：xr为战斗部炸点坐标;xp为引信启动点坐标。

在对空中目标进行毁伤评估时，需要对各种弹目交会条件下的目标杀伤概率进行计算，其参数通常由以下两种方法给出：

（1）采用蒙特卡洛方法，在一定制导精度或脱靶量下，弹目交会角和VT平面夹角在一定的范围内随机抽取，根据引信启动特性，由试验确定其均值和均方差，随机产生引信启动位置，结合延迟时间给出炸点位置，计算导弹对目标的平均杀伤概率。

（2）通过制导回路仿真给出弹道条件，通过引信和引战配合数字仿真，得到弹目交会角、VT平面夹角和炸点位置，由这些输入条件，计算对目标的杀伤概率。其仿真过程如图3所示。

6战斗部威力场模型

战斗部爆炸后，破片在爆轰产物的作用下形成杀伤威力场。战斗部威力场的确定通常有三种途径：（1）参数输入法。利用经验公式，计算战斗部杀伤元的质量、飞散初速、飞散角、方向角、分布密度等。这种方法简单实用，但没有考虑各杀伤元飞散速度、速度衰减的差异，与实际误差较大。随着武器研制的发展，需要对混合破片聚焦战斗部、离散杆战斗部和定向战斗部进行研究，参数输入法已不能真实反映战斗部威力场。（2）数值模拟法。随着计算机技术的发展，有限元软件LS-DYNA和AOTUDYN在战斗部威力场的数值仿真中得到了广泛的应用，通过试验对比，应用数值仿真方法得到的战斗部威力场模型更接近实际结果。应用LS-DYNA或AOTUDYN建立战斗部模型，通过计算得到每个破片的初速和方向，然后将其按一定的格式存储起来，形成威力场文件，供毁伤评估系统计算时调用。这种方法能够得到各种类型的战斗部威力场，满足武器研制的需要。目前，可评估的战斗部类型有单聚焦战斗部、双聚焦战斗部、可控离散杆战斗部、连续杆战斗部和可变形定向战斗部。（3）试验统计法。战斗部威力场模型还可以通过试验测试，经过一定数據处理得到。

7毁伤效能评估算法

战斗部是空空导弹的有效载荷，其任务是摧毁空中目标，至少使其不能完成预定的使命。空空导弹战斗部通常为杀伤战斗部，大致可以分为破片类、离散杆类、连续杆类三大类。由于这三类战斗部威力场对目标的毁伤机理不同。因此，在进行空空导弹毁伤效能评估时，将分别进行仿真计算。

杀伤战斗部威力场对目标的毁伤主要通过两种途径来实现。如果战斗部在目标足够近的范围内爆炸，其强大的瞬间爆炸冲击波会对目标造成冲击波超压作用，当超压大于目标的损伤极限时，会导致目标毁伤;当威力场与目标交会时，若干高速杀伤元所具有的动能往往会导致目标的结构舱段受到损伤，杀伤元会对要害舱段造成穿透、引燃及引爆效果，从而导致目标毁伤。战斗部对目标杀伤概率计算的基本流程如图4所示。

计算单发空空导弹对给定目标的杀伤概率，可把此事件分为五个部分，即在任意一次弹目遭遇条件仿真中，都可以用五个随机事件表示：

A=A1，A2，A3，A4，A5（8）

式中：A1为目标在冲击波作用下的毁伤;A2为目标结构的非组合舱段毁伤;A3为目标结构的组合舱段毁伤;A4为目标要害的非组合舱段毁伤;A5为目标要害的组合舱段毁伤。

在目标的结构杀伤、要害杀伤、冲击波杀伤确定后，目标的毁伤根据“目标易损性模型”所建立的“最小割集”来确定，当任何一个集合的事件全部发生时，即可判断目标已经毁伤。

目标的杀伤概率可以根据下式来确定：

1A1∪A2∪A3∪A4∪A5

0其他情况（9）

依据现有的目标易损性评估方法和理论，在空中目标的空空导弹毁伤效能评估技术研究的基础上，建立了空空导弹毁伤效能评估系统，如图5所示。

通过图5（a）所示的界面，输入导弹和目标的各自运动参数和交会参数，通过坐标转化，将其转化到同一坐标系（目连相对坐标系）。通过编写程序，完成每个破片与所有几何模型、结构模型和要害模型的交会判断。弹目交会场景如图5（b）所示。在交会计算中将破片模拟成射击线形式，并具有一定的运动速度和质量。目标的模型一般采用四边形面元形式进行逼近。射击线是否与四边形面元相交可用该射击线与四边形面元平面的交点是否在面元内部来判断。通过每个破片的逐一判断，可以统计每个几何、结构和要害模型段遭遇破片打击的数目，以及每个破片的命中参数（速度、大小、质量和方向）。

8结论

由于空中目标具有高速、机动及易损性相对较高、以空空导弹近炸为主要毁伤模式的特点，空空导弹战斗部的毁伤效能评估一定要结合导弹制导精度、弹道分布规律、弹目交会条件、空中炸点分布、战斗部威力场及目标易损特性等各种关联因素一并进行，任何一个环节都会影响到评估结果的正确性。本文建立的评估技术和系统特点将空空导弹对目标攻击的全程关联因素联系起来，进行战斗部毁伤效能评估技术的理论分析，提出空空导弹战斗部的设计思想。在一定的战术使用条件下，从对典型目标的最高杀伤效能出发，结合导弹总体，对战斗部进行总体论证和优化设计，阐述了所开发的空空导弹战斗部毁伤效能评估系统的基本功能和应用，为空空导弹战斗部总体指标论证和优化设计提供了重要技术手段，同时，为导弹全弹道仿真、靶试预测分析及作战效能仿真提供技术支撑。

需要说明的是，战斗部毁伤效能评估是一个持续发展的研究课题。随着空空导弹作战空域的拓展、作战任务的延伸、所攻击的目标防护和对抗能力的提升及新型战斗部技术的发展，目标易损性数据库需要不断补充和完善，战斗部毁伤效能评估技术也需要进一步深入研究。

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总之，武器毁伤与评估心得体会是武器设计生产过程中不可或缺的环节，其重要性不容忽视。在进行武器毁伤与评估工作时，应该始终牢记安全第一，遵循科学规范，注重实践和经验总结，不断完善毁伤与评估体系，为武器的实际使用效果和安全性提供保障。

武器毁伤与评估心得体会篇5

摘要:针对国内外武器装备毁伤评估方法的研究现状，详细阐述了贝叶斯方法、有限元分析方法、基于复杂系统目标的毁伤评估方法的应用过程与基本原理，并分别对3类方法的优、缺点进行了分析与比较，指出了存在的问题及下一步的改进方向，为装备毁伤评估领域的研究提供了理论参考与借鉴。

关键词:武器装备;毁伤评估

战场毁伤评估(BattlefieldDamageAssessment，BDA)是指在战场上或突发紧急情况下，对受损装备运用定性或定量分析方法，科学、准确判定装备的毁伤程度、现场可修复状态、修复时间和修复后的作战能力，并确定由谁实施修复和在哪里修复，以及明确受损装备的修复方法步骤与应急修理所需保障资源的决策过程。在现代战争作战节奏日益加快的条件下，进行科学、有效的武器装备战场毁伤评估，是迅速确定维修资源、实施快速战场抢救抢修、加快受损装备恢复作战能力的先决条件。鉴于此，笔者对武器装备战场毁伤评估的研究方法进行了分类、分析与比较，并指出了存在的问题与改进方向，进而为武器装备战场毁伤评估的理论研究提供参考与借鉴。

1武器装备战场毁伤评估主要方法

目前，对于武器装备战场毁伤评估的研究，主要分为3种情况:一是从弹体战斗部毁伤机理的角度对装备的损伤概率进行判定;二是运用贝叶斯网络的相关理论方法，从损伤状态变化的角度对武器装备战场毁伤概率进行判定;三是从系统目标复杂程度的角度对武器装备战场损伤概率进行判定。

1.1基于弹体战斗部毁伤机理的装备毁伤评估方法

基于弹体战斗部毁伤机理的装备毁伤评估，是以不同弹种战斗部对装备毁伤方式为前提条件，围绕冲击波毁伤和破片毁伤，定量分析装药量、爆炸点距目标的距离、气象条件、高度和目标抗冲击载荷能力、破片质量、破片动能和破片比动能等因素对装备毁伤程度的研究方法。

1.2基于贝叶斯网络的装备毁伤评估方法

基于贝叶斯网络的装备毁伤评估，是围绕装备毁伤等级或毁伤概率的评定与计算，通过分析与装备毁伤相关的各类信息，如弹种、破片、战斗部和装药量，或侦察机录像、卫星静态图片和武器系统录像等，以贝叶斯网络为理论基础，利用状态节点和弧之间的关联结构表示装备毁伤状态与观测信息的因果关系，以某一时刻或连续时间区间内获取的装备毁伤状态信息，不断更新条件概率表与各状态节点的先验概率，对装备的毁伤程度进行定量分析与评定的研究方法。一般来讲，它主要分为基于朴素贝叶斯网络(即静态贝叶斯网络)的装备毁伤评估方法[17-19]和基于动态贝叶斯网络的装备毁伤评估方法[20-24]2类。

1.2.1基于静态贝叶斯网络的装备毁伤评估方法

2武器装备战场毁伤评估各类研究方法的特点

从方法应用的角度来看，基于弹体战斗部毁伤机理的装备毁伤评估和基于目标性质与功能的装备毁伤评估都属于装备毁伤预测的范畴，可作为构建基于贝叶斯网络的装备毁伤评估模型的状态节点;而基于贝叶斯网络的装备毁伤评估则主要针对的是装备遭受打击后的实时毁伤评定。

2.1基于弹体战斗部毁伤机理的装备毁伤评估方法的特点

基于冲击波效应的装备毁伤评估，是利用弹体战斗部爆炸时产生的冲击波对装备的毁伤效果进行计算的研究方法，此类方法简便、易行。装备的各类易损性参变量均标有参考值，只需利用冲击波的标准杀伤规律公式和萨道夫斯基公式，即可对装备的毁伤概率进行求解与计算。然而，它对装备毁伤概率的判定只能以0或1表示，无法区分出装备轻度、中度和重度损伤级别，这给后续维修保障资源的部署与分配带来了困难，也难以估计受损装备作战能力的恢复时间，不利于装备保障指挥员确定维修保障资源，制定维修保障方案。