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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明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。

主权项：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：Δaim＝fLa,Wa,Na1,Na2,Δdamagecriterion1其中：La为目标区域长度；Wa为目标区域宽度；Na1表示在长度方向划分网格大小；Na2表示在宽度方向划分网格大；Δdamagecriterion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DPene＝DX,DY,DZ与线上一点PL＝XL,YL,ZL确定目标坐标系下的弹道线方程；其中弹道线方向向量DPene＝DX,DY,DZ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PL＝XL,YL,ZL通过瞄准点PAim＝XAim,YAim,ZAim与命中精度参数CEP进行满足均值为XAim,ZAim，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＝CEP1.17743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PQ＝XQ,YQ,ZQ；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，能够使毁伤效果仿真更接近真实打击情况，毁伤幅员评估结果更具实际参考价值，为“察-打-评”一体化作战提供有力支撑；将威力场数据里的破片在弹体坐标系下的初始位置以及飞散方向转换到目标坐标系下；弹体速度矢量与破片静爆飞散速度矢量相叠加即能够得到每枚破片在战斗部动爆情况下速度大小与方向；对于破片的运动轨迹能够近似为一射线，即已知初始点与飞散方向能够构造射线方程，计算该射线与面目标的交会情况，并根据交会点坐标结合结构化网格特性计算出交会网格微元编号；具体计算方法如下： 其中iE为网格长方向上编号，jE为网格宽方向上编号，L为面目标区域长，W为面目标区域宽，DL为长方向上网格划分数量，DW为宽方向上网格划分数量，XExp为交会点X坐标，ZExp为交会点Z坐标；引入结构化网格后每枚破片只需计算一次轨迹线与面目标交点即可根据交点坐标求得交会网格微元编号，与以往传统的网格法计算毁伤幅员需遍历计算轨迹线与所有网格微元交点相比节省大量计算资源；将精确毁伤幅员计算时间缩减到秒级；根据每枚破片的初始速度大小、飞行距离以及速度衰减系数能够通过速度衰减公式计算得到破片作用与目标时的速度大小；Vx＝V0e-αx5其中Vx为剩余速度，V0为初始速度，α为破片速度衰减系数，x为破片飞行距离；根据冲击波威力场参数以及各杀爆弹炸点坐标通过线性插值计算得到各微元上冲击波威力参数，即计算得到目标区域微元上的毁伤元载荷数据，其中冲击波威力场参数为炸点不同距离出冲击波超压峰值与比冲量；步骤4：根据目标易损性数据以及微元的“目标类型”属性获得网格微元上的破片与冲击波毁伤阈值，并选取毁伤准则；步骤5：根据步骤3计算得到作用在微元上的毁伤元载荷数据与毁伤阈值作比较判断微元是否毁伤；步骤6：求和所有被毁伤网格微元总面积，计算火箭杀爆弹对目标区域毁伤幅员与毁伤比；列于式2、式3，式中SDi为每个达到毁伤判据的网格面积，Saim为目标区域总面积；ΔDamageArea＝∑SDi6其中SDi为每个达到毁伤判据的网格面积 其中Saim为目标区域总面积；步骤7：将多次抽样计算获得的毁伤幅员求期望得到弹药对目标的毁伤幅员，并得出毁伤幅员方差，即实现多种类多枚杀爆弹对面目标毁伤评估。

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