層次分析法在步槍口徑效能評(píng)估中的應(yīng)用

滕臣 ,李忠新

(南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇南京210094)

0 引言

槍械的口徑是槍械最基本的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)諸元。現(xiàn)在國(guó)際上主要形成了5.45 mm、5.56 mm、5.8 mm三種小口徑槍械的三足鼎立之態(tài),但近三十年來(lái)的實(shí)戰(zhàn)中暴露了不少小口徑步槍的缺點(diǎn)。同時(shí),隨著人體防護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展,國(guó)際上逐漸出現(xiàn)了對(duì)小口徑步槍的質(zhì)疑聲音[1]。戰(zhàn)場(chǎng)上的射擊目標(biāo)千變?nèi)f化,對(duì)付不同的目標(biāo)對(duì)步槍就會(huì)有不同的要求,所以真正的“最佳”口徑是不存在的,現(xiàn)實(shí)存在的應(yīng)該是“最適合”的。口徑大小并無(wú)高下之分,它們各有偏重,關(guān)鍵是看如何權(quán)衡各方面因素,并做出選擇,使所選步槍能夠更好的完成特定戰(zhàn)斗任務(wù),如此選擇使用口徑的步槍就是成功的。

1 研究對(duì)象

假想戰(zhàn)斗發(fā)生環(huán)境:開闊地域兩百米外遭遇戰(zhàn);氣候條件為大風(fēng)沙,水平能見(jiàn)度500 m,風(fēng)速為20 m/s。

表1所示[2]為五種研究對(duì)象,分別給五種方案編排序號(hào) P1、P2、P3、P4、P5。

本文不考慮彈丸結(jié)構(gòu)、材料帶來(lái)的翻轉(zhuǎn)等終點(diǎn)效應(yīng),僅以200 m處彈丸動(dòng)能來(lái)代表彈丸對(duì)目標(biāo)的殺傷能力。通過(guò)外彈道計(jì)算[3],得出步槍射擊后200 m處彈丸的速度與此處的動(dòng)能和五種槍械的直射距離列于表2中。

表1 研究對(duì)象技術(shù)指標(biāo)

表2 外彈道計(jì)算結(jié)果

2 層次分析法評(píng)估

層次分析法是一種整理和綜合人們主觀判斷的定性與定量分析相結(jié)合的決策思維的系統(tǒng)分析法[4]。其基本內(nèi)涵是根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)和所要達(dá)到的目標(biāo),分解出問(wèn)題的不同組成要素,并按因素間的相互關(guān)系及隸屬關(guān)系,將其分層聚類組合,形成一個(gè)遞階的、層次結(jié)構(gòu)模型,然后對(duì)模型中每一層次因素的相對(duì)重要性,依據(jù)人們對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的判斷給予定量表示,再用數(shù)學(xué)方法確定每一層次全部因素相對(duì)重要性次序的權(quán)值,獲得最低層因素對(duì)于最高層(總目標(biāo))的重要性權(quán)值。運(yùn)用層次分析法建立數(shù)學(xué)模型有四個(gè)基本步驟[4]:建立層次結(jié)構(gòu)、構(gòu)造判斷矩陣、計(jì)算層次單排序權(quán)重并做一致性檢驗(yàn)、計(jì)算層次總排序權(quán)重。

2.1 建立突擊步槍作戰(zhàn)效能階梯層次模型

階梯層次結(jié)構(gòu)模型一般由目標(biāo)層(頂層)、準(zhǔn)則層(中間層)和方案層(底層)等三層組成。中間層包括了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié),它可以由若干個(gè)層次組成,包括所需考慮的準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則,因此也稱為準(zhǔn)則層,它表示實(shí)現(xiàn)預(yù)定總目標(biāo)所采取的各項(xiàng)準(zhǔn)則或評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。方案層表示為解決問(wèn)題而選用的各種方案、措施等。

不考慮步槍使用者能力素質(zhì)差異的因素,將對(duì)步槍綜合效能產(chǎn)生影響的因素歸于以下幾點(diǎn):射程、殺傷力、精度、生存力[5],其中生存力又可分為環(huán)境適應(yīng)能力、隱蔽能力、機(jī)動(dòng)能力。步槍綜合效能為頂層(目標(biāo)層),用符號(hào)G表示。在一般的戰(zhàn)斗情況,可將中間層(準(zhǔn)則層)分為攻擊敵人和保護(hù)自己兩個(gè)方面,分別用符號(hào)C1、C2表示。攻擊敵人方面需要:射程、殺傷力和精度,它們是C1的子準(zhǔn)則層,用符號(hào)C11、C12、C13表示;保護(hù)自己方面需要:環(huán)境適應(yīng)性、隱蔽性和機(jī)動(dòng)性,它們是C2的子準(zhǔn)則層,用符號(hào)C21、C22、C23表示。底層為方案層,包括前面所提及的五種方案,由此層次可至上而下建立階梯模型如圖1所示。

圖1 效能層次分析階梯模型

2.2 構(gòu)造判斷矩陣

每個(gè)單元對(duì)臨近的下一層單元均有一個(gè)判斷矩陣,矩陣中的元素bij表示針對(duì)上一層某單元y,本層次相關(guān)的單元x1、x2、