弹药标准化研究

2011-08-03郭泳亨龚传信夏良华

装备学院学报 2011年1期

郭泳亨，李渊，龚传信，夏良华

（1.军械工程学院装备指挥与管理系，河北石家庄 050003； 2.装备指挥技术学院装备指挥系，北京 101416）

所谓弹药标准化是选取一种标准弹，然后将其他弹药向标准弹转化的过程。弹药标准化的意义在于简化弹药型号的复杂性，其结果主要用于弹药需求的计算。

由于弹药对目标的毁伤一般是通过其在弹道终点处与目标发生的碰击和爆炸作用，将自身的动能、爆炸能量或产生的作用元对目标进行机械的、化学的、热力效应的破坏，使之暂时或永久地局部或全部丧失正常功能，丧失作战能力［1］。因此，弹药威力是表征弹药的主要参数，本文以弹药威力来进行弹药的标准化。

弹药的标准化过程包括标准弹药的选取、弹药威力指标体系的建立、指标权重的计算、指标参数的归一化处理、弹药威力指数的解算和弹药标准化系数的计算6个步骤。由于不同种类的弹药的杀伤机理不同，表征弹药威力的指标也就不同，因此，本文以炮弹中的榴弹为例来研究弹药的标准化过程。

1 标准弹药的选取

理论上可以选取任意一种现役的弹药作为标准弹药，但在实际操作过程中，标准弹药应选取众多弹药型号中具有代表性的弹药，要求其战技性能处于中上等水平，并且大量装备部队，在未来的作战中可通过其发射平台发射，对目标进行毁伤，不宜选取即将淘汰或已退出现役的弹药。

2 弹药威力指标体系的建立

本文依据榴弹对目标的毁伤作用［1－2］，按照全面性、系统性等原则，从侵彻力、杀伤力和爆破力3个指标来构建反映榴弹威力的指标体系，榴弹威力指标体系如图1所示。

图1 榴弹威力指标体系

3 指标权重的计算

对于弹药威力指标权重，本文采用层次分析法［3］进行计算，可分为3步：建立层次结构模型；构造比较判断矩阵；计算权向量并做一致性检验。层次分析法在解决复杂问题时将问题中包含因素分解为不同层次（如，目标层、准则层、指标层、方案层等），并以框图形式说明自上而下的支配关系和递阶层次结构。在分析弹药威力时可将弹药威力作为目标层；侵彻力、杀伤力和爆破力作为准则层；准则层下级的各要素作为指标层；各种弹药作为方案层。

4 指标参数的归一化处理

在对弹药进行标准化处理的过程中，会遇到指标相应数据量纲的不一致性和数据对抗性等问题。所谓数据量纲的不一致性是指各指标相应数据取值的单位不同，如，有效破片数的单位为块，有效杀伤面积的单位为m2等；所谓数据对抗性是指各指标数据的取值有的是越大越好，有的则是取适当值时最好，如，空气冲击波峰值超压，取值是越大越好，侵彻深度则是取适当值时最好。为避免这些问题对标准化结果的影响，必须对指标数据进行归一化处理。常用的方法有线性变换法、指数变换法、代入法、专家打分法等。本文采用线性变换法对指标数据进行归一化处理［4］。

5 弹药威力指数的解算

对于弹药威力指数的解算，采用指数法的思想，综合运用幂指数法和线性加权法［4－5］，可得弹药威力指数的计算模型为

式中：kq、ks、kb分别为侵彻力、杀伤力、爆破力的权重，且kq＋ks＋kb＝1；μq、μs、μb分别为侵彻力、杀伤力、爆破力的一致性调整系数，主要用来调整弹药威力各分指标处于同一数量级；h为侵彻深度；x1、x2、x3、x4分别为有效破片数、杀伤破片数、有效杀伤面积、密集杀伤面积的归一化参数；α1、α2、α3、α4分别为有效破片数、杀伤破片数、有效杀伤面积、密集杀伤面积在杀伤力中所占的权重，且＝1；y1、y2分别为漏斗坑容积、冲击波峰值超压的归一化参数；β1、β2分别为漏斗坑容积、冲击波峰值超压在爆破力中所占的权重，且β1＋β2＝1。