舰载机弹药保障系统优化与仿真研究

摘要

在众多的舰载机保障作业中，弹药保障作业是影响其出动回收能力的主要因素之一。舰载机弹药保障系统主要负责舰载机的弹药补给作业，在作战时舰载机着舰后需要在限定的时间内对其完成挂弹作业准备再次起飞作战，时间非常紧迫，因此安全高效的弹药保障系统是提高舰载机出动回收能力重要保障。弹药保障过程所涉及的作业环节众多且复杂，航空母舰上弹药升降机数量和甲板空间有限，为保证舰载机在作战时的弹药保障需求，需要对弹药保障任务进行统筹优化，合理安排弹药调度次序。当航母处于紧急作战状态时由于弹药升降机数量、运弹组数目等的限制全部从弹药库中取弹可能无法在规定的时间内完成弹药保障任务，若在甲板设定弹药缓存区可有效提高弹药保障效率确保在规定时间内完成任务。
　　首先，对弹药转运系统的组成进行了分析，并针对不同的作业情况对弹药转运的主要流程进行了详细阐述，完成了弹药保障仿真系统总体框架设计。
　　其次，对弹药保障仿真系统的作业特点及作业时遇到的作业冲突严重、资源利用率低、人员需求量大等问题进行了阐述，并对甲板弹药缓存区作了简要分析。本文通过分析“尼米兹”级航母舰载机在固定作战情况下的作战架次及弹药消耗情况，得出了舰载机弹药需求量的计算规则。
　　再次，鉴于弹药调度作业的特殊性，在标准粒子群算法的基础上通过添加线性权重和学习因子的方式对其进行了改进，并利用改进粒子群算法以每波次弹药保障任务总的完成时间最小为目标函数，针对不同的作业情况对算法的编码、解码及进化规则进行了设计，利用设计的调度优化算法进行了案例仿真。通过对仿真结果的分析验证了改进粒子群算法在求解弹药调度问题上的有效性。
　　最后，对舰载机弹药保障仿真系统进行模块化设计和功能实现，并利用该仿真系统在不同弹药保障任务需求下以运弹组数量为控制变量进行案例仿真，通过对仿真数据进行分析最终得出运弹组和弹药缓存区对弹药保障效率的影响程度，为是否设定弹药缓存区及配置运弹组数量提供借鉴。

目录

声明

第1章 绪论

1.1课题研究的目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3甲板弹药缓存区介绍

1.4本文主要研究内容及组织结构

第2章 舰载机弹药保障转运过程分析与仿真系统框架设计

2.1舰载机周期性作业分析

2.2舰载机弹药保障转运过程分析

2.3 弹药缓存区弹药补给作业分析

2.4舰载机弹药保障仿真系统框架设计

2.5 本章小结

第3章 弹药保障系统及航空弹药配置分析

3.1弹药保障系统的组成要素

3.2 弹药保障系统的特点及作业中遇到的难题

3.3 航母航空弹药类型

3.4 舰载机挂弹需求量分析

3.5 本章小结

第4章 基于改进粒子群算法的弹药调度算法设计

4.1 标准粒子群算法概述

4.2 改进的粒子群算法

4.3 无弹药缓存区的弹药调度问题描述及优化算法设计

4.4 有弹药缓存区的弹药调度问题描述及优化算法设计

4.5 本章小结

第5章 弹药保障仿真原型系统及仿真案例

5.1仿真系统软件环境

5.2仿真系统结构设计

5.3弹药缓存区效率影响因素仿真研究

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢