战斗机空战仿真技术研究
面向体系作战的战斗机信息融合技术研究
2020年12月第51卷第4期Dec.2020Vol.51No.4航空电子技术AVIONICS TECHNOLOGY avionicstech@D0l:10.12175/j.issn.l006-141X.2020.04.01面向体系作战的战斗机信息融合技术研究吴新良，张滋，汪鹏，廉浩伟(中国航空无线电电子研究所，上海200233)［摘要］信息融合是现代信息技术多学科交叉、综合、延拓产生的新的系统科学研究方向，信息融合技术在航空领域已经展现出有效和广阔的应用前景。
本文对面向体系作战的战斗机信息融合技术进行深入研究，提出 了体系作战环境下的机载信息融合设计，分析了体系作战环境下亟待解决的机载信息融合关键技术。
［关键词1信息融合；体系作战；机载信息融合技术［中图分类号］TN967［文献标识码］A［文章编号］1006-141X(2020)04-0001-05 Research on Airborne Information Fusion Technology in System CombatWU Xin-liang,ZHANG Zi,WANG Peng,LIAN Hao-wei(China National Aeronautical Radio Electronics Research Institute,Shanghai200233,China)Abstract:Information fusion is a new systematic research branch which involves multi-disciplinary overlay,integration and rmation fusion technology has shown effective and broad application prospects in the aviation field.System-level airborne information fusion technology has been researched in depth.An information fusion design method and key technologies are proposed in combat environment.Key words:information fusion;system combat;airborne information fusion信息融合在生物世界中广泛存在，工程领域中的信息融合本质是用数据和机器对生物体信息融合功能的模仿和抽象。
浅探飞行训练模拟器的现状及发展趋势
浅探飞行训练模拟器的现状及发展趋势1 引言随着现代军事技术的迅猛发展，空军武器装备更新换代的速度不断加快，并且逐渐向着系统化、集成化、复杂化的方向发展，这对飞行人员的能力和素质提出了更高的要求，同时也导致了空军装备训练使用的成本大幅上升。
为了使新武器装备尽快形成战斗力，必须加紧对装备使用人员的训练。
2 飞行训练模拟器的作用及优势2.1 飞行训练模拟器的作用飞行训练模拟器是新型战机训练系统的重要组成部分，是飞行员训练不可缺少的重要装备。
飞行训练模拟器能够模拟飞机的全部或部分功能、性能或某类特定系统。
它不仅可以为受训人员提供技术、战术训练或者火控武器、精确打击武器等复杂系统的专项模拟训练，还能够进行特定机种、特定型号飞机的座舱模拟、飞行性能仿真、视景模拟、动感模拟、航空电子模拟、综合环境模拟、声音模拟等训练。
2.2 飞行训练模拟器的优势利用飞行训练模拟器进行训练已经成为飞行训练发展的重要方向，其原因在于：（1）利用实装进行飞行训练过程中，需要花费更高的成本，实装训练不仅需要繁杂的保障技术人员和保障设备，而且在训练过程中还会对实装造成损耗，因此利用飞行训练模拟器可以大大降低训练的成本，提高经济效益；（2）利用飞行训练模拟器进行飞行训练，可以突破气候条件、地域和环境条件的限制，可以根据特定的飞行训练任务随意挑选受训地点，训练的有效性高；（3）飞行员利用飞行训练模拟器进行飞行训练时，可以根据自身条件对难点项目进行反复练习，大大提升训练效果；（4）利用飞行训练模拟器可以避免飞行员由于操作失误造成的不安全隐患，大大提高安全性。
3 国内飞行训练模拟器的现状当前，国内的飞行训练模拟器通常由飞机性能仿真分系统、座舱模拟分系统、视景分系统、教员控制台分系统、计算机和网络分系统、动感模拟分系统、航空电子模拟分系统、综合环境模拟分系统、声音模拟分系统和辅助分系统等若干系统组成。
当前，国内研发的飞行训练模拟器还存在一些缺陷和不足。
智能空战体系下无人协同作战发展现状及关键技术
在当今科技飞速发展的时代，智能空战体系的崛起成为军事领域的重要趋势。
无人协同作战作为智能空战体系的关键组成部分，正展现出巨大的潜力和广阔的发展前景。
本文将深入探讨智能空战体系下无人协同作战的发展现状，剖析其中的关键技术，并展望其未来的发展方向。
一、智能空战体系下无人协同作战的发展现状随着人工智能、信息技术、传感器技术等的不断进步，无人协同作战在智能空战体系中逐渐崭露头角。
无人作战评台的种类日益丰富。
从无人机到无人战斗机、无人轰炸机等，各种类型的无人作战评台具备不同的性能和作战能力。
无人机具有成本低、可重复使用、风险小等优势，能够执行侦察、监视、目标打击等多种任务；无人战斗机则具备高机动性和隐身性能，可在复杂的空战环境中发挥重要作用；无人轰炸机则可携带大量弹药，对敌方目标进行远程精确打击。
这些无人作战评台的协同配合，极大地拓展了空战的作战样式和作战效能。
另无人协同作战的智能化水平不断提高。
通过运用先进的人工智能技术，无人作战评台能够实现自主决策、自主规划航线、自主识别目标和自主攻击等功能。
它们能够根据战场态势的变化，迅速做出反应并调整作战策略，提高了作战的灵活性和适应性。
无人协同作战系统还能够与有人驾驶战机进行信息共享和协同作战，实现有人-无人作战的无缝衔接，提升整个空战体系的作战能力。
无人协同作战在实战中的应用也逐渐增多。
一些军事强国已经在局部战争和军事演习中进行了无人协同作战的尝试，并取得了一定的成果。
在某些作战中，无人机被广泛应用于侦察和打击恐怖分子目标；在一些军事演习中，无人作战评台与有人驾驶战机协同进行空战演练，验证了无人协同作战的可行性和有效性。
然而，智能空战体系下无人协同作战的发展也面临着一些挑战。
无人作战评台的自主性能还需要进一步提高。
尽管目前的无人作战评台已经具备一定的自主能力，但在复杂多变的战场环境中，仍然存在自主决策失误、识别目标不准确等问题，需要不断进行技术改进和优化。
无人协同作战系统的通信和数据传输可靠性也是一个关键问题。
战斗机的飞行性能优化与研究与发展与探讨
战斗机的飞行性能优化与研究与发展与探讨战斗机作为现代军事力量的重要组成部分，其飞行性能的优劣直接关系到作战效能和国家的空防安全。
随着科技的不断进步，战斗机的飞行性能优化、研究与发展一直是航空领域的热门课题。
战斗机的飞行性能涵盖了多个关键方面。
速度是其中极为重要的一项。
更高的速度意味着能够更快地抵达战场、执行任务以及摆脱威胁。
现代战斗机通过先进的发动机技术、优化的气动外形设计来实现更高的速度。
例如，采用高推力的涡扇发动机，结合流线型的机身和精心设计的机翼，减少空气阻力，从而提高飞行速度。
机动性也是战斗机飞行性能的核心指标之一。
优秀的机动性能够使战斗机在空战中迅速改变姿态、占据有利位置。
为了提升机动性，飞机的控制系统不断进化，从传统的机械控制发展到电传操纵系统，使得飞行员对飞机的操控更加精准和灵敏。
同时，采用先进的矢量推力技术，让发动机的推力方向可以改变，进一步增强了飞机在俯仰、偏航和滚转等方面的机动能力。
爬升率对于战斗机来说同样关键。
较高的爬升率可以帮助战斗机迅速获得高度优势，更好地执行空中拦截、侦察等任务。
通过优化发动机的功率输出、减轻飞机的重量以及改进机翼的升力特性，能够显著提高战斗机的爬升性能。
航程和作战半径决定了战斗机的作战范围和持续作战能力。
为了增加航程，一方面可以增大飞机的燃油携带量，另一方面则通过提高发动机的燃油效率来实现。
此外，采用先进的材料和制造工艺，减轻飞机自身的重量，也有助于增加航程。
在战斗机飞行性能的优化过程中，航空材料的发展起到了重要的支撑作用。
高强度、轻质的复合材料逐渐取代传统的金属材料，不仅减轻了飞机的结构重量，还提高了飞机的强度和耐久性。
例如，碳纤维复合材料在战斗机的机身、机翼等部位的广泛应用，有效降低了飞机的重量，同时增强了结构的可靠性。
飞行性能的优化还离不开先进的航空电子设备。
高精度的导航系统、先进的雷达设备以及智能化的飞行控制系统，为飞行员提供了准确的信息和便捷的操作环境。
现代战斗机武器系统集成技术研究
现代战斗机武器系统集成技术研究在现代军事领域，战斗机的作战效能很大程度上取决于其武器系统的性能和集成水平。
随着科技的不断进步，战斗机武器系统的集成技术也日益复杂和先进。
战斗机武器系统的集成并非简单地将各种武器装备拼凑在一起，而是一个涉及众多技术领域的综合性工程。
它需要考虑武器的种类、性能、发射方式、控制机制以及与战斗机自身系统的兼容性等多个方面。
首先，武器的种类繁多，包括空空导弹、空地导弹、航空炸弹、机炮等。
不同类型的武器具有不同的作战用途和性能特点。
空空导弹是战斗机进行空中格斗的主要武器，其射程、速度、机动性和制导精度等性能指标直接影响着战斗机的空战能力。
空地导弹和航空炸弹则用于对地面目标的攻击，它们的威力、精度和打击范围是关键因素。
机炮虽然在现代空战中的作用相对较小，但在近距离格斗或对地攻击时仍具有一定的价值。
在武器性能方面，先进的战斗机武器系统需要具备高精度、高速度、大威力和强适应性等特点。
高精度可以确保武器能够准确命中目标，减少无效攻击；高速度能够缩短攻击时间，提高作战效率；大威力可以增强对目标的毁伤效果，增加作战的成功率；强适应性则使武器能够在不同的作战环境和条件下发挥作用，例如在恶劣天气、电子干扰等情况下仍能正常工作。
武器的发射方式也是武器系统集成的重要环节。
目前，战斗机武器的发射方式主要有内置式和外挂式两种。
内置式武器舱可以减少战斗机的雷达反射截面积，提高隐身性能，但对武器的尺寸和重量有一定限制。
外挂式武器则可以携带更多、更大的武器，但会增加战斗机的阻力和雷达反射信号。
因此，在武器系统集成时，需要根据战斗机的任务需求和隐身要求，合理选择武器的发射方式。
控制机制是战斗机武器系统的核心部分。
它包括武器的瞄准、发射控制和制导系统等。
现代战斗机通常配备先进的火控系统，能够实现对目标的快速搜索、跟踪和锁定，并根据目标的运动状态和战场环境，计算出最佳的射击时机和射击参数。
制导系统则可以确保武器在发射后能够准确地飞向目标，提高打击精度。
过失速机动对抗战法研究
过失速机动对抗战法研究
孙金标;张曙光;张建康;伊红平
【期刊名称】《飞行力学》
【年(卷),期】2003(21)3
【摘要】对过失速机动进行仿真建模,并以Herbst机动为例,进行了数值仿真。
根据仿真结果,分析了过失速机动存在的弱点,并研究了常规战斗机对抗过失速机动的战法,包括一对一压制摆脱、双机及多机编队攻击等环境下的战法。
结果表明,在充分了解过失速机动弱点的基础上,通过合理的战法,用常规战斗机进行对抗仍能获得攻击或逃逸机会。
【总页数】4页(P10-13)
【关键词】过失速机动;仿真;对抗;战斗机;机动能力;战法;空战
【作者】孙金标;张曙光;张建康;伊红平
【作者单位】空军指挥学院二系;北京航空航天大学;北京航空航天大学509教研室【正文语种】中文
【中图分类】V271.41;E844
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4.筑起战略战役机动的快速通道--安徽省"保畅通"战法研究成果摘录 [J], 王贺文;
张金荣;孙学顺;王炳臣;刘桂成;李兆康;李正平
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仿真纸飞机的放飞调整方法
仿真纸飞机的放飞调整方法像鸟类一样，飞机要想飞上蓝天就要依靠翅膀。
但是和鸟类不同的是，鸟类的翅膀产生升力是依靠扇动空气利用反作用力产生升力，飞行中又依靠扇动翅膀制造涡流产生推力，总之鸟类的飞行方法极其复杂。
我们人类从达芬奇开始就感到研究和模仿鸟类飞行非常困难，所以后来干脆另辟蹊径，完全依靠速度让自己的翅膀产生升力，结果后来居上，现在我们飞得比鸟类更快、更高、更远。
机翼利用速度产生升力的原理不得不提到帕努力原理，根据这种理论只要让机翼上表面的气流速度大于下表面的速度，机翼就会因为上下表面气流速度造成的压力差而产生上吸下推的的升力。
为了使机翼上表面的气流速度比下表面快，帕努力原理要求机翼上表面要凸起，延长气流流经翼面的距离，迫使气流加速。
不过很多战斗在风洞实验室的一线航空工作者对这一理论表示了质疑，他们提出了一种机翼后缘“真空吸力”的说法，并声称是根据风洞实验得出的结论。
这些争议我们就不讨论了，纸飞机最怕的就是风，所以也不可能进入风洞做实验用实践去检验真理，更重要是纸飞机没有动力，自由滑翔的过程就是不断减速的过程，所以利用速度产生的升力对于纸飞机来说实在是微不足道。
不过即使如此，纸飞机仍然可以折出帕努力原理机翼（见图1）。
图1鸟类控制飞行的方法仍然是扇动翅膀，靠用力的不同改变飞行姿态。
我们人类发明的飞机既然依靠机翼的形状影响气流速度产生升力飞翔，那么控制飞机飞行自然也是靠改变机翼的形状来完成。
为了改变机翼形状，设计师们在机翼上安装了很多机关——可以活动的小机翼（见图2）。
图2图2是纸飞机工作室以FC-1枭龙歼击机为原型机推出的仿真纸飞机模型，这是最为常见的单垂尾常规空气动力布局，也是飞机控制技术最具有代表性的气动布局。
不过FC-1枭龙歼击机的水平尾翼是全动的，而纸飞机这点比较遗憾，因为折纸艺术的先天缺陷，任何部位都不可能是全动的，必须要与机体相连，所以我们只得落后一步，在水平尾翼上设置襟翼来代替全动尾翼控制飞行。
基于FEKO软件仿真计算战斗机的RCS
采用 国外 专业 的 电磁 计 算 Ｆ ＫＯ 软 件 ，Ｆ Ｋ０ 是 Ｅ Ｅ
针对 电 磁兼 容 性 分析 、 Ｃ Ｒ Ｓ分 析 等 开 发 的专 业 电
磁场 分析 软 件 ， 计 算 战 斗 机 等 电大 尺 寸 目标 的 在
Ｒ Ｓ过 程 中 ， 有 较 大 的 优 势 。 Ｆ ＫＯ 是 基 于 格 Ｃ 具 Ｅ
第 ２ ９卷 第 ４期
２０１ ０年 １ ２月
计
算
技
术
与 自 动
化
Ｖ ｏ ． ９。 Ｏ ４ １２ Ｎ ． Ｄｅ ．２ ０ １Ｏ ｃ
Ｃｏ ｍｐ ｔ ｇ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ａｕ ｏ ｔ ｎ ｕ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｔ ｍａ ｉ ｎ ｏ
文 章 编 号 ： ０ ３ ６ ９ （ ０ ０ ０ － ０ ９ —０ １ ０ — １ ９ ２ １ ） ４－ ０ ３ ４
标 Ｒ Ｓ的首选 方 法 。本 文仿 真计 算 战斗机 的 Ｒ Ｓ Ｃ Ｃ
战 机 的隐身技 术研 究 和空 中作 战 的 战术 战 法 研 究
以及 对于 敌方 战机 的 目标识 别 ， 都具 有 重要 的军 事
意义 。 目前 ， 定 一 个 目标 的 Ｒ Ｓ通 常 有 二 种 方 法 ， 确 Ｃ
文献标识码 ： Ａ
Ｓｉ ｕｌ ｔｏ ｆ ＲＣＳ ｏ ｔ ｌ ｐ ａ ｙ ｔ ｅ Ｓｏ ｔ ｒ ｋｏ ｍ ａｉｎ ｏ ｆ Ｂａ ｔｅ ｌ ｎ ｂ ｈ ｆ ｗａ ｅ Ｆｅ
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南京航空航天大学硕士学位论文 i摘 要 本文利用数值分析方法通过计算机模拟仿真战斗机的空战过程，研究战斗机在各种空战态势下的战斗使用问题，对双机空战仿真中的飞机数学模型进行初步研究与设计，找到一种较为符合实际的飞机简化模型描述方法。以战斗机的空战格斗为重点，研究空战规律根据基本的空战机动模式进行机动作战决策的建模。给出一种空战仿真可视化系统的实现方法。
主要研究内容如下： 1、运用了计算机辅助设计方法建立F-16和Su-27飞机的三维外形，并运用商业气动数值分析软件计算了其气动性能。
2、通过对空战飞机基本运动方程的线性化，建立其状态方程，运用非线性控制系统模型去控制舵面偏转，并根据敌我机当前的作战态势建立机动作战中的决策模型。
3、运用OpenGL、Visual C++与面向对象编程等技术，实现了基于PC机的飞机模拟空战三维可视化系统，可以比较直观地显示战斗机的空战过程，同时也可记录分析仿真飞行轨迹，从而对现役战斗机的性能进行定性和定量的分析评估。
关键词：飞行动力学 运动方程 空战仿真 OpenGL 南京航空航天大学硕士学位论文
iiAbstract This paper uses numerical analysis methods to simulate two fighters fighting in the air by computer and researches all the problems at different postures of the fighters when fighting. The mathematical modeling is preliminarily researched and designed during the air action emulation of two fighters. A sort of description means which is found is more realistic for the simplified modeling of the fighters. Air combat laws are researched by putting stress on the air combat of the fighters. Decision-making modeling of the maneuver fighting are built according to the elementary maneuver mode of the air action. A type of implementation method of the air action emulation visualizing system is given in this paper.
Main research contents are as follow: 1. Using CAD methods to give the aero 3-dimensional shapes of F16 and Su-27 and using commercial aerodynamic numerical analysis software to compute their aerodynamic performances.
2. Linearizing the fundamental motion equations of the fighters and then establishing the state equations. Using nonlinear control system to control the rudder deflexions, and giving decision-making modeling of the maneuver fighting according to the current combat postures of the enemy's and our fighters.
3. Implementing the 3-d visual system of air combat simulation with the help of the computer by using new technologies, such as OpenGL, Visual C++ and OOP. The procedures of fighting can be displayed intuitively. At the same time, the flight tracks of simulation can be recorded and analyzed, which helps to analyze and evaluate the performances of the current fighters in service qualitatively and quantitatively.
Keywords: Flight dynamics; Equation of motion; Air action emulation; OpenGL 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 (保密的学位论文在解密后适用本承诺书)
作者签名： 日 期： 南京航空航天大学硕士学位论文
1第一章 绪论 1.1课题背景 本课题背景是利用计算机以F-16和SU-27战斗机为对象研究空战模拟仿真方法。课题的研究任务是通过空战模型的建立和战术动作的选取，并运用数值积分的方法来进行空战仿真研究,从而对现役战斗机的性能进行定性和定量的分析评估。
1.2 F-16和SU-27战斗机的性能概述
图一 F-16战斗机 图二Su-27战斗机 1.2.1布局概述[23] 飞机的气动布局通常是指其不同的气动力承力面的安排方式。全机气动特性取决于各承力面之间的相互位置以及相对尺寸和形状。机翼是主承力面，它是产生升力的主要部件，前翼、平尾、立尾等是辅助承力面，主要用于保证飞机的安定性和操纵性。根据各辅助翼面与机翼相对位置及辅助面的多少，有以下几种气动布局形式：
• 正常式布局：水平尾翼在机翼之后； • 鸭式布局：水平翼在机翼的前面；
• 无尾或“飞翼”：飞机只有一对机翼；
• 三翼面布局：机翼前面有水平翼，机翼后面有水平尾翼。
F-16“战隼”美国洛克希得⋅马丁战术飞机系统公司为美国空军研制的单发轻型
多用途战斗机，主要用于空战，也可以用于地面攻击和近距离空中支援，是美国空军的主力战斗机之一。
机身：半硬壳式机身，外型短粗，采用翼身融合体形式于机翼相连接，提高南京航空航天大学硕士学位论文 2了升阻比并且提高了刚度。机翼后缘机身下方与两块腹鳍。开裂式减速板位于平尾后侧机身延长处。
机翼：切角三角形中单翼，采用多梁悬臂式结构，上下蒙皮为整体壁板，通过机加铝接头与机身相连。采用NACA64A204翼型，相对厚度4%，前缘后掠角40度，展弦比约为3.0。前缘机动襟翼采用单块式铝合金蜂窝结构，可随迎角和马赫数自动偏转，后缘有全展长的襟副翼，最大偏转达52度每秒，左右可以互换。翼根前缘沿机身两侧向前延伸有大的边条翼，可以进行涡流控制，增加飞机在大迎角下的升力和方向稳定性。
尾翼：全动式平尾，可差动，外型与机翼相似，下反角25度，由碳纤维复合材料盖板，铝蜂窝夹心，钛合金梁以及钢制的前缘组成。垂直安定面较高，采用多梁多肋铝合金结构和碳纤维复合材料蒙皮组成，面积大，大迎角时安定性好，可防尾旋，有全展长方向的舵。
起落架：可收放前三点式单轮起落架，采用电传刹车系统并装有防滑装置，前起落架位于进气口之后，向后收起，前轮旋转90度平放在进气道下侧。前轮可转向，轮胎规格18×5.7-8。左右主起落架的绝大部分零件可以互换，向前收入机身，轮胎规格27.75×8.75-14.5。后机身下部两腹鳍装有着陆阻拦钩。
动力装置：A/B型装普•惠公司的F100-PW-200涡轮风扇发动机，加力推力105.9千牛。早期生产的C/D型装普•惠公司的F100-PW-220发动机，加力推力111.2千牛，或通用电器公司的F110-GE-100发动机，加力推力122.3千牛。1991年后换装最大推力129千牛的F100-PW-229和F110-GE-129发动机。固定几何形状进气道位于机腹，装有跗面层搁板。机翼和5个机身油箱可载燃油3989升，机身下可挂一个1139升的副油箱，机翼内侧挂架可各挂一个1400升副油箱。空中加油口位于座仓后机身上方。
座舱：空调增压座舱，采用波音公司的ACESΠ零弹座椅，向后倾斜30度安装，扶手上装有“力敏感侧置驾驶手柄”。座椅位置较高，采用聚碳酸盐塑料制成的气泡式座舱盖，可向驾驶员提供360度的全向视野，前后为195度，侧下方为40度，前下方15度。风挡与座舱盖前段为一整体，可向后上方打开，通过简单的支撑钩架与后座舱盖铰接在一起。座舱盖内壁涂有金箔，以减少雷达发射信号。
系统：带有数字式电子控制的可再生环境控制系统，用于空调增加和设备冷却。两套完全独立的液压系统，压力520710×帕，流量161升/分。电力系统