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舰载多功能火箭炮系统分析与研究

作　者: 王锋
导　师: 马大为
学　校: 南京理工大学
专　业: 兵器发射理论与技术
关键词: 舰载多功能火箭炮总体方案射击密集度效能费用风险分析
分类号: TJ393
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文主要研究武器研制总体方案决策评价与系统分析的理论、方法及其在舰载多功能火箭武器系统研制中的应用问题。在对现有舰载火箭炮的作战需求分析和装备需求分析的基础上，提出了舰载多功能火箭炮的总体概念。详细分析了该武器系统的功能、结构、性能，建立了功能、结构模型；运用系统工程理论的解释结构模型原理，建立了性能分析的解释结构模型；并论述了装备型号指标体系及指标参数的确立方法。提出了舰载多功能火箭炮研制的若干总体方案；阐述了总体方案评价是一种灰色系统的思想，提出了一种基于隶属度函数和层次分析法的模糊灰色关联决策模型；采用定性判断与定量分析相结合的方法，确立了各方案的评价指标属性值及评价指标的模糊隶属度函数，并对各总体方案进行了综合评价与选优。对舰载多功能火箭炮发射中程火箭弹的射击密集度进行了全弹道仿真分析。首先推导了舰船在海浪作用下的摇荡运动模型，建立了舰载多功能火箭炮的实体模型，对火箭发射过程进行了系统动力学仿真；然后利用蒙特卡洛法对火箭弹的外弹道进行了模拟仿真，通过对仿真结果的统计和计算得到了舰载多功能火箭炮发射中程火箭弹时的射击密集度；仿真结果表明该系统具有较高的射击密集度。计算了舰载多功能火箭炮的作战效能。利用效能分析的ADC模型，在既定的作战想定下对舰载多功能火箭炮系统的作战效能进行了评估。在评估过程中，将多功能火箭炮的反导、反潜和火力打击能力作为评估模型中能力矩阵的三个品质因素向量，取其射击效力指数作为品质因素值，通过加权和处理，有效地对三种作战效能进行了综合，从而为同其它武器系统的效能进行比较奠定了基础。估算了舰载多功能火箭炮的研制费用。提出了火箭炮武器研制参数费用估算的灰色—神经网络组合预测模型：首先采用灰色系统建模对研制费用进行预测，然后利用神经网络对预测误差进行了模拟与修正，实例验证该方法具有较高的预测精度，并运用该模型对研制费用进行了初步估算。分析了舰载多功能火箭炮与普通火箭炮的差异，运用武器研制的外推费用法原理，提出了基于未确知数学理论的费用修正模型，进一步修正了研制费用估算值，使估算结果更为准确可靠。分析了舰载多功能火箭炮的研制风险。对舰载多功能火箭炮总体方案的研制风险进行了模糊综合评判；针对技术风险难以量化的特点，建立了技术风险分析的灰色聚类决策模型，并对总体方案的技术风险进行了重点分析；最后给出了总体方案研制的风险分析与风险管理建议。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-23
  1.1 课题的背景和意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-21
    1.2.1 舰载火箭武器的发展现状与发展趋势  11-13
    1.2.2 武器装备总体方案决策的研究现状  13-14
    1.2.3 武器系统效能评估的研究现状  14-17
    1.2.4 武器研制费用预测的研究现状  17-18
    1.2.5 武器研制风险分析的研究现状  18-21
  1.3 本文的目标、贡献和组织  21-23
2 舰载多功能火箭武器系统的概念研究  23-40
  2.1 装备型号发展需求分析  23-24
    2.1.1 作战需求分析  23
    2.1.2 装备需求分析  23-24
  2.2 舰载多功能火箭炮概念模型  24-26
    2.2.1 概念模型  24-25
    2.2.2 舰载多功能火箭炮的概念  25-26
  2.3 舰载多功能火箭炮系统功能分析  26-28
  2.4 舰载多功能火箭炮系统结构分析  28-29
  2.5 舰载多功能火箭炮的性能分析  29-35
    2.5.1 解释结构模型  30-31
    2.5.2 舰载多功能火箭炮性能分析的解释结构模型  31-35
  2.6 指标体系分析  35-38
    2.6.1 指标体系提出的基本思路  35-36
    2.6.2 指标体系的确定  36-37
    2.6.3 战技指标的确定方法及步骤  37-38
  2.7 本章小结  38-40
3 舰载多功能火箭炮总体方案及评价  40-63
  3.1 舰载多功能火箭炮总体方案  40-41
    3.1.1 基本思路  40
    3.1.2 舰载多功能火箭炮总体方案  40-41
  3.2 基于隶属度函数和层次分析法的模糊灰色关联决策模型  41-52
    3.2.1 灰色关联决策  41-45
    3.2.2 层次分析法  45-47
    3.2.3 基于隶属度函数和层次分析法的灰色关联综合决策模型  47-52
  3.3 舰载多功能火箭炮总体方案决策  52-55
    3.3.1 指标体系的确定及初始数据的获得  53-54
    3.3.2 指标权重的确定  54
    3.3.3 隶属度函数的建立  54-55
    3.3.4 计算结果与分析  55
  3.4 舰载多功能火箭炮射击密集度仿真  55-62
    3.4.1 军舰在海浪作用下的运动特性分析  55-57
    3.4.2 舰载多功能火箭炮发射动力学仿真  57-60
    3.4.3 发射动力学仿真结果及初始扰动计算  60-61
    3.4.4 基于蒙特卡洛法的外弹道数值仿真  61-62
    3.4.5 仿真结论与分析  62
  3.5 本章小结  62-63
4 舰载多功能火箭炮作战效能分析  63-83
  4.1 ADC 作战效能综合模型  63-68
    4.1.1 ADC 效能基本模型  63-65
    4.1.2 ADC 效能建模原理  65-67
    4.1.3 ADC 模型建模步骤  67-68
  4.2 舰载多功能火箭炮效能评估模型  68-82
    4.2.1 基本假设  68-69
    4.2.2 可用性矩阵  69-70
    4.2.3 可信性矩阵  70-73
    4.2.4 能力矩阵  73-82
  4.3 效能计算  82
  4.4 本章小结  82-83
5 舰载多功能火箭武器系统研制费用估算  83-105
  5.1 概述  83-85
  5.2 灰色神经网络预测模型的理论基础  85-96
    5.2.1 灰色系统预测建模原理  85-91
    5.2.2 人工神经网络预测原理  91-96
  5.3 火箭武器研制费用预测的灰色神经网络组合模型  96-100
    5.3.1 灰色神经网络组合预测模型  96-98
    5.3.2 火箭武器研制费用预测应用  98-100
  5.4 基于未确知数学理论的研制费用修正  100-104
    5.4.1 未确知数学的基本理论  101-102
    5.4.2 舰载多功能火箭武器研制费用估算的专家修正  102-104
  5.5 本章小结  104-105
6 总体方案风险评估  105-123
  6.1 武器研制风险的基本概念  105-109
    6.1.1 风险的定义  105
    6.1.2 风险的种类  105-106
    6.1.3 风险的数学表示  106-109
    6.1.4 风险分析步骤  109
  6.2 风险辨识方法  109-110
  6.3 总体方案风险评价  110-116
    6.3.1 风险分析的多级模糊综合评价模型  111-114
    6.3.2 应用实例  114-116
  6.4 基于灰色聚类决策的技术风险评估模型  116-121
    6.4.1 灰色聚类评估模型  116-118
    6.4.2 应用实例  118-121
  6.5 风险分析与风险管理建议  121-122
  6.6 本章小结  122-123
7 结束语  123-125
  7.1 主要结论  123-124
  7.2 主要创新点  124
  7.3 工作展望  124-125
致谢  125-126
参考文献  126-133
作者在攻读博士学位期间发表的论文  133

舰载多功能火箭炮系统分析与研究

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