層次分析法在步槍口徑效能評估中的應用

滕臣 ,李忠新

(南京理工大學機械工程學院,江蘇南京210094)

0 引言

槍械的口徑是槍械最基本的戰術技術諸元。現在國際上主要形成了5.45 mm、5.56 mm、5.8 mm三種小口徑槍械的三足鼎立之態,但近三十年來的實戰中暴露了不少小口徑步槍的缺點。同時,隨著人體防護技術的不斷發展,國際上逐漸出現了對小口徑步槍的質疑聲音[1]。戰場上的射擊目標千變萬化,對付不同的目標對步槍就會有不同的要求,所以真正的“最佳”口徑是不存在的,現實存在的應該是“最適合”的。口徑大小并無高下之分,它們各有偏重,關鍵是看如何權衡各方面因素,并做出選擇,使所選步槍能夠更好的完成特定戰斗任務,如此選擇使用口徑的步槍就是成功的。

1 研究對象

假想戰斗發生環境:開闊地域兩百米外遭遇戰;氣候條件為大風沙,水平能見度500 m,風速為20 m/s。

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

本文不考慮彈丸結構、材料帶來的翻轉等終點效應,僅以200 m處彈丸動能來代表彈丸對目標的殺傷能力。通過外彈道計算[3],得出步槍射擊后200 m處彈丸的速度與此處的動能和五種槍械的直射距離列于表2中。

表1 研究對象技術指標

表2 外彈道計算結果

2 層次分析法評估

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合的決策思維的系統分析法[4]。其基本內涵是根據問題的性質和所要達到的目標,分解出問題的不同組成要素,并按因素間的相互關系及隸屬關系,將其分層聚類組合,形成一個遞階的、層次結構模型,然后對模型中每一層次因素的相對重要性,依據人們對客觀現實的判斷給予定量表示,再用數學方法確定每一層次全部因素相對重要性次序的權值,獲得最低層因素對于最高層(總目標)的重要性權值。運用層次分析法建立數學模型有四個基本步驟[4]:建立層次結構、構造判斷矩陣、計算層次單排序權重并做一致性檢驗、計算層次總排序權重。

2.1 建立突擊步槍作戰效能階梯層次模型

階梯層次結構模型一般由目標層(頂層)、準則層(中間層)和方案層(底層)等三層組成。中間層包括了為實現目標所涉及的中間環節,它可以由若干個層次組成,包括所需考慮的準則、子準則,因此也稱為準則層,它表示實現預定總目標所采取的各項準則或評價標準。方案層表示為解決問題而選用的各種方案、措施等。

不考慮步槍使用者能力素質差異的因素,將對步槍綜合效能產生影響的因素歸于以下幾點:射程、殺傷力、精度、生存力[5],其中生存力又可分為環境適應能力、隱蔽能力、機動能力。步槍綜合效能為頂層(目標層),用符號G表示。在一般的戰斗情況,可將中間層(準則層)分為攻擊敵人和保護自己兩個方面,分別用符號C1、C2表示。攻擊敵人方面需要:射程、殺傷力和精度,它們是C1的子準則層,用符號C11、C12、C13表示;保護自己方面需要:環境適應性、隱蔽性和機動性,它們是C2的子準則層,用符號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 構造判斷矩陣

每個單元對臨近的下一層單元均有一個判斷矩陣,矩陣中的元素bij表示針對上一層某單元y,本層次相關的單元x1、x2、