علوم و فناوری های پدافند نوین
سال:1397 | دوره:9 | شماره:3 |تعداد مقالات:11

مکان یابی سوژه خاص در شبکه های سلولی یکی از بروزترین محورهای تحقیقاتی دنیا بوده و در پدافند غیرعامل بسیار کارگشاست. این امر به یگان های نظامی و انتظامی کشور در شناسایی و تعیین محل عملیات های خرابکارانه و تروریستی، پیش از ارتکاب آن کمک شایانی می نماید. در این مقاله یک روش بسیار کارآمد و عملیاتی برای مکان یابی کاربران در شبکه های بی سیم ارایه می شود. بمنظور مدیریت منابع بی سیم، شبکه های سلولی اندازه گیری هایی را مبنی بر محاسبه قدرت سیگنال دریافتی از BTS های همسایه و BTS سرویس دهنده به کاربر، انجام می دهند. این اندازه گیری ها توسط کاربر موبایل (MS) انجام شده و می توان با تعبیه یک سیستم مانیتورینگ در واسط هوایی و در حین مکالمه کاربر به این اطلاعات دست یافت. در این مقاله، یک نقطه ضعف موجود در اکثر شبکه های سلولی را شرح داده و از طریق آن یک روش مکان یابی پسیو ارائه خواهیم داد. در این روش مکان یابی، سیستم مانیتورینگ مستقر در واسط هوایی براحتی می تواند از روی پیام های سیگنالینگی مبادله شونده میان MS و شبکه، از محل استقرار MS آگاهی یابد. بکمک الگوریتم های هندسی نشان خواهیم داد که الگوریتم مکان یابی پیشنهادی قادر است بدون بهره گیری از آرایه آنتن بهتر از الگوریتم شناخته شده ای نظیر AOA عمل نماید.

استفاده از سامانه لورن، به دلیل مصونیت در مقابل جمینگ و قابلیت نفوذ به مکان های مسقف یک روش پدافندی مقاوم برای ناوبری است. این سامانه به عنوان یک سامانه کمک ناوبری، به ویژه در زمان بحران و قطع GPS توانایی ناوبری را به طور مستقل دارد. منابع مختلف خطا که از جمله مهمترین آن ها تداخل موج پیوسته (CWI) است، باعث خطا در ردیابی فاز سیگنال شده، که این عامل باعث خطا در اندازه گیری زمان ورود و در نهایت کاهش دقت ناوبری می شود. در این مقاله به ارائه یک روش جدید برای حذف تداخل موج پیوسته در گیرنده سامانه ناوبری لورن با استفاده از الگوریتم تطبیقی خطی پرداخته شده است. نوآوری خاص این مقاله در تحلیل سیگنال لورن و به دست آوردن میزان تاخیر مورد نیاز برای انتخاب ورودی های مناسب در قیلتر تطبیقی است. فیلتر تطبیقی مورد استفاده یک فیلتر تطبیقی پرکاربرد و مناسب در کاربرد های عملی است. بزرگترین مزیت روش پیشنهادی عدم نیاز به شناخت فرکانس های تداخلی و توزیع فرکانسی سیگنال های تداخلی است. سامانه پیشنهادی به صورت خودکار فرکانس های تداخلی را در ورودی به دست آورده و حذف می نماید. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد پس از اعمال الگوریتم پیشنهادی، نسبت SIR خروجی به SIR ورودی، بسته به مقدار SIR در ورودی 36 الی 80 دسی بل بهبود می یابد. همچنین هر تکرار از الگوریتم پیشنهادی نیازمند 3N+1 عملگر ضرب است(N تعداد وزن های فیلتر تطبیقی است)، و بدون هیچ گونه محدودیت سخت افزاری و بار محاسباتی قابل پیاده سازی است.

فرماندهان منابع ارزشمند یک تیم، گروهان، گردان، لشگر و سپاه هستند. آن ها می توانند ایده های خلاق و ارزشمندی ارائه کنند، مسائل سخت را حل کنند و استراتژی جنگ را به گونه ای تعیین و مدیریت کنند که منجر به پیروزی در نبرد شوند. دانش این افراد، منابع باارزشی است که نباید با مرگ آن ها از بین برود. در این مقاله سیستم خبره ای ارائه شده که ضمن جمع آوری و مدل کردن دانش این افراد و ساخت پایگاه دانش آن ها بر مبنای چهارچرخه زیست آهنگ جسمانی، فکری، احساسی و درونی (حس ششم)، بتوان میزان آمادگی رزمندگان را جهت ماموریت های نظامی پیش بینی کرد. در پایگاه دانش میزان اهمیت هر چرخه در ماموریت های مختلف مدل شده است. با ورود اطلاعات رزمنده ها به سیستم خبره، مکانیسم استنتاجی که به صورت سلسله مراتبی طراحی شده، از طرفی بر مبنای زیست آهنگ افراد آن ها را اولویت بندی کرده و از طرف دیگر با توجه به نیازمندی ماموریت موردنظر در پایگاه دانش، رزمندگان را اولویت بندی می کند. با این کار ماموریت با توجه به آمادگی رزمندگان به آن ها محول شده و درنتیجه منجر به افزایش کارایی در استفاده از سرمایه های انسانی می شود.

در کاربردهای مختلف ارسال و دریافت اطلاعات سکوهای هواپایه و فضاپایه، شناخت پروفیل اتمسفری محلی بسیار پراهمیت است. در بسیاری از نواحی دستیابی به این پروفیل از دادههای محلی امکانپذیر نیست. هدف این پژوهش، محاسبه و بازیابی پروفیل اتمسفری در ایستگاه سینوپتیک مهرآباد تهران با استفاده از دادههای ماهوارهای سنجنده MODIS است. در این تحقیق، دادههای رادیوسوند برای دو فصل سرد)دی، بهمن و اسفند( و گرم )تیر، مرداد و شهریور( آنالیز و تحلیل شده است. متقابلاً دادههای MODIS بازیابی شده نیز برای یک ماه سرد )بهمن( و یک ماه گرم )مرداد( مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفته است. در این مطالعه، بازیابی پروفیل عمودی دما، فشار و رطوبت از دادههای MODIS در شرایط جوی صاف و بدون ابر و نیز در زمان روز و شب و مقایسه آن ها با دادههای رادیوسوند در منطقه جغرافیایی ایستگاه انجام شده است. بازیابی پروفیل اتمسفری MODIS از طریق یک رگرسیون آماری و استفاده از مدل انتقال تابش سریع و استفاده از داده های رادیوسوند جهت تعیین ضریب رگرسیون انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان میدهد که پروفیلهای اتمسفری بازیابی شده، تطابق 3 تا 3 کلوین و نسبت مخلوط / خیلی خوبی با دادههای رادیوسوند دارند. میانگین مجذور خطاها برای دما در فشار 133 میلیباری حداکثر 8 شدگی بخار آب ) g/kg 7/3 تا ) ) g/kg 7/3 به دست آمده است.

در این تحقیق از روش بیرون کشی الیاف به عنوان ارزیابی خصوصیات مکانیکی پارچه استفاده شده است که با تکیه بر نقش الیاف به عنوان اجزای سازنده پارچه، جهت شناسایی بر هم کنش های داخلی آنها به کاربرده شده است. یکی از فرضیات مهم در تحقیق عملی پیش رو، در نظر گرفتن پارچه به صورت کامپوزیتی از نخ های تشکیل دهنده ی آن است. در این پژوهش پارچه ها در دو نوع: خام و آغشته به سیال غلیظ شونده برشی استفاده شدند. به منظور بررسی تاثیر سیال غیلظ شونده برشی بر ضریب اصطکاک، آزمایش بیرون کشی الیاف در سرعت های متفاوت 50، 250 و 500 میلی متر بر دقیقه و با کشش عرضی ثابت صورت گرفته است. نتایج نشان داد که حضور سیال غلیظ شونده برشی سبب افزایش چشم گیر اصطکاک بین الیاف و تار و پود پارچه می شود و لذا الیاف به طور موثری با هم درگیر شده و امکان تحرک و جابجایی از آنها گرفته می شود. بنابراین انرژی لازم برای بیرون کشیده شدن الیاف افزایش می یابد.

برآورد احتمال خرابی سازه ها به ازای عدم قطعیت بارهای وارده از جمله بار انفجار، بارهای ثقلی و جانبی و نیز تغییر در خصوصیات مصالح اجزای سازه ای در برآورد سطح ایمنی حائز اهمیت است. از این رو، تحلیل قابلیت اعتماد سازه می تواند برآورد مناسبی از سطح ایمنی سازه به واسطه تغییر بارهای وارده و نیز کاهش مقاومت ارائه دهد. در این مقاله سه الگوریتم روش اولین مرتبه قابلیت اطمینان (FORM) بر مبنای تندترین شیب، برای ارزیابی احتمال خرابی اجزای فولادی که بر مبنای آیین نامه فولاد ایران طراحی شده اند، بکار گرفته شده است. . روش FORM بر اساس طول گام دینامیکی با نام روش اصلاحی هاسوفر-لیند و راکویتز-فیزلر (MHF-RF) ارائه شده است طول گام دینامیکی بر اساس یک تابع شایسته در هر تکرار عددی بین 0 و 5/1 تنظیم می گردد. خصوصیات همگرایی از جمله کارایی و تعداد تکرار روابط اولین مرتبه قابلیت اطمینان FORM مانند روش های هاسوفر-لیند، راکویتز-فیزلر HL-RF، گرادیان و روش ارائه شده MHL-RF باهم با چهار مثال شامل یک عضو فولادی کششی، یک تیر چند دهانه تحت خمش، یک اتصال فولادی تحت بار کششی و یک ستون تحت بار محوری مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که همه روش های قابلیت اطمینان بر مبنای تندترین شیب، همگرایی خوبی دارند، اما روش MHL-RF نسبت به روش های HL-RF و گرادیان از کارآمدی بالاتری برخوردار است. اجزاء فولادی طراحی شده بر اساس آیین نامه ساختمان ایران یک سطح اطمینان خوبی تحت بار محوری با یک شاخص اطمینان در حدود 5/2 تا 3 را می توانند از خود نشان دهند.

در این پژوهش، به مدل سازی عددی پدیده انفجار مدفون با استفاده از روش همبسته اویلری-لاگرانژی (CEL) و بررسی پاسخ خاک و سازه مدفون به این انفجار پرداخته شده است. مدل سازی ماده منفجره و خاک اطراف آن با رویکرد لاگرانژی بدلیل ایجاد تغییرشکل های بزرگ و گسیختگی خاک در این ناحیه امکان پذیر نمی باشد. به منظور ایجاد یک مدل جامع، باید مزیت های روش اویلری و لاگرانژی با هم ترکیب شوند. منطقه نزدیک محل انفجار با رویکرد اویلری به منظور تحلیل پاسخ حوزه نزدیک انفجار و گودال ناشی از انفجار مدل شده است و رویکرد لاگرانژی برای تحلیل پاسخ حوزه دور انفجار و فشار وارد بر سازه مدفون مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور مدل سازی ماده منفجره از معادله حالت Jones-Wilkins-Lee (JWL) استفاده شده است. پس از ساختن مدل عددی، اثر پارامترهای مختلف ماده منفجره (جرم)، محیط انتشار موج (چگالی، مدول یانگ، زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی) و سازه مدفون (هندسه، جنس دیوار) بر پاسخ محیط و سازه به انفجار بررسی شده است.

مقاومت و رفتار مناسب بتن فوق توانمند در مقابل بارهای ضربه ای می تواند از ویژگی های مهم این نوع مصالح باشد و بررسی این موضوع از اهمیت بالایی برخوردار است و نتایج تحقیق در این زمینه می تواند دستاورد مهمی برای طراحی و ساخت سازه های امن با رویکرد پدافند غیرعامل داشته باشد. هدف از این تحقیق، بررسی رفتار یک نوع بتن فوق توانمند مسلح شده با الیاف فولادی (UHPSFRC) که توسط نویسندگان طراحی و ساخته شده است، در مقابل برخورد پرتابه های با سرعت کم و زیاد است. جهت بررسی رفتار و قابلیت این بتن در تحمل ضربه و برخورد پرتابه ها، یک نوع بتن با مقاومت بالا (HSC) نیز به عنوان مبنای مقایسه ساخته شده است. رفتار این دو نوع بتن در مقابل ضربه با سرعت کم با انجام آزمایش سقوط وزنه بررسی شده است و خصوصیاتی شامل تعداد ضربه های لازم برای ایجاد اولین ترک و گسیختگی کلی، الگوی ترک خوردگی و قطر سوراخ شدگی در نمونه های بتن مد نظر قرار گرفته است. جهت بررسی این دو نوع بتن در مقابل برخورد پرتابه با سرعت بالا، از روش شبیه سازی عددی استفاده شده است. نتایج آزمایش سقوط چکش نشان می دهد که HSC ترد است و مقاومت ضربه ای کمی دارد و در همان ضربه اول به چندین تکه شکسته می شود. اما UHPSFRC با دو درصد الیاف رفتاری شکل پذیر بروز می دهد و قادر به تحمل حداقل ده ضربه پی در پی چکش است. نتایج شبیه سازی های عددی نیز نشان می دهد که تحت شرایط یکسان برخورد پرتابه اجایو شکل با سرعت بالا، هدف بتنی UHPSFRC دچار نفوذ بدون سوراخ شدگی شده، اما در هدف HSC با همان ضخامت، نفوذ کامل و سوراخ شدگی اتفاق افتاده است.

در عصر حاضر متداول ترین روش انتقال آب، از طریق حفاری و تونل های زیرزمینی است. یکی از دلایل عمده استفاده از تونل جهت رعایت اصول و مبانی پدافند غیرعامل در خصوص حفظ منابع آب و جلوگیری از خطرات احتمالی در طول مسیر انتقال است. مقاله حاضر به بررسی اثر انفجار به روش آنالیز عددی در مسیر تونل انتقال آب پرداخته و با تغییر فواصل مواد انفجاری بارگذاری شده و همچنین تغییر ضخامت سگمنت های بتنی، میزان جابجایی و اثرات انفجار بر سگمنت بررسی می شود. بدین منظور سه نمونه سگمنت با ضخامت 20، 30 و40 سانتی متر مدل سازی و مواد انفجاری در فواصل 5/0، 1 و 2 متری بارگذاری شد و درنهایت مقدار حداکثر جابجایی نقاط سگمنت اندازه گیری شد. نتایج حاصله نشان داد فقط با مقدار مواد ناریه lb20 و برای ضخامت های 20 و 30 سانتی متر و با حداکثر فاصله 5/0 متر سگمنت دچار آسیب و شکست می گردد. همچنین نتایج نشان دادند بهینه ترین روش میرا نمودن امواج انفجار، مدفون نمودن سازه و یا خاک ریزی بر روی سازه مورد نظر است.

بررسی امکان آشکارسازی سازه های زیرزمینی همواره یکی از پیچیده ترین مسائل مورد بحث در تامین امنیت تاسیسات مدفون بوده است. در این مقاله از داده های مغناطیسی برای حل مسئله استفاده شده است و مسئله به صورت مستقیم و معکوس در نظر گرفته شده است. در مسئله مستقیم با فرض معلوم بودن ابعاد و موقعیت سازه مدفون به مدل سازی سیگنال میدان مغناطیسی پرداخته می شود و با بررسی دامنه این سیگنال و سطح نوفه دستگاه مغناطیس سنج امکان کشف سازه زیرزمینی مورد بحث قرار می گیرد. در مسئله معکوس، با معلوم بودن سیگنال میدان مغناطیسی با استفاده از روش های سیگنال تحلیلی، اویلر و وارون سازی سه بعدی توسط الگوریتم لی و اولدنبرگ، موقعیت سازه مدفون برآورد می شود. هر دو مسئله مستقیم و معکوس با انجام شبیه سازی های متنوع مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای پدافندی برای کاهش احتمال کشف سازه های زیرزمینی ارائه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که در صورت انجام یک عملیات مغناطیس سنجی با فاصله خطوط برداشت کمتر از 60 متر می توان در شرایط آرام زمین شناسی مانند حوضه های رسوبی، اهداف و سازه های نظامی با خودپذیری بالاتر از 05/0 در واحد SI را تا عمق 200 متری با وضوح مناسبی شناسایی کرد. با افزایش خودپذیری مغناطیسی سازه احتمال کشف آن بالاتر می رود به طوری که اگر خودپذیری آن از 1/0 تجاوز کند احتمال کشف تا اعماق 400 متر هم وجود خواهد داشت.

در این تحقیق به عنوان نمونه موردی، یک ایستگاه مترو با سه طبقه در نظر گرفته شده است. سازه ایستگاه از دیوارهای داخلی تشکیل شده و فقط در قسمت وسط دارای قاب خمشی بتنی مسلح است. بعد از تحلیل نتایج میزان خرابی دیوار، خرابی پیش رونده توسط تحلیل های غیرخطی بررسی شد. با توجه به اینکه در فروپاشی پیش رونده مهم ترین عامل برای مقاومت، وجود مسیرهای جایگزین برای انتقال نیرو بوده، این سازه به علت درجات نامعینی زیاد و همچنین وجود دیوارهای برشی متعدد در مسیر انتقال بار، مستعد خرابی پیش رونده نیست. ولی انفجار موجب آسیب به مترو گردیده است، به طوری که با تخریب تقریباً %30 دیوار میزان تنش در دیوار به میزان %9/3، با تخریب %60 دیوار میزان تنش به میزان %3/12 و با تخریب کل دیوار میزان تنش به میزان %4/16 افزایش یافت.