基于CFD 理论的战略大飞机的气动特性数值模拟

为对概念设计战略大飞机且加装预警雷达天线的气动特性进行对比,采用CATIA软件,设计一种战略大飞机的3D几何模型.基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术,空气流场的湍流模型采用标准的k-ε方程,流体力学控制理论则采用3维N-S方程.经Fluent软件数值模拟,得出战略大飞机的压力系数云图、速度等值面图和升阻特性,并计算在平飞时飞机的质量和需用推力.结果表明,该研究能对大飞机总体设计提供参考依据和技术支撑.     

C-300ПМУ1地空导弹武器系统拦截F-117A隐形飞机可行性分析

1 F-117A 飞机的基本特性F-117A 飞机主要采用了两种隐身技术——外形隐身和材料隐身技术。外形隐身技术是尽量减小飞行目标的后向散射能量,使得机头前方一定角度范围内的 RCS 减小几个数量级而产生“隐身”效果;材料隐身则主     

一种考虑电磁隐身的突防轨迹规划方法

针对飞机电磁隐身突防轨迹规划问题,考虑飞机雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)特性,提出一种基于代理模型和Radau伪谱法的突防轨迹规划方法。首先,基于不同姿态角下的飞机RCS数据,使用径向基函数构造飞机RCS特性的代理模型,用于快速计算飞机被雷达探测的概率。在此基础上,以最小化雷达探测概率和飞行时间为优化目标,考虑非线性动力学、路径约束和终端约束,将飞机隐身突防轨迹规划建模为最优控制问题。然后,运用Radau伪谱法将最优控制问题转换成非线性规划问题,并使用序列二次规划对该非线性规划问题进行求解。数值仿真结果表明,轨迹规划能够有效降低飞机突防过程中被雷达探测到的概率,从而验证了本文提出的轨迹规划方法的有效性。     

F-22A飞机隐身目标精细化建模

以F-22A飞机为代表的第四代战斗机强调隐身性能,机身和机翼高度融合,目标外形变得更加复杂,使得采用初等解析曲面组合的方法构建目标模型计算的目标近场散射特性误差增大。本文在Pro/E软件环境下采用自由曲面建模方法,建立了基于F-22A飞机照片和三视图中特征信息的F-22A目标精细化几何模型,该模型已在隐形目标近场散射特性的计算中得到应用。     

飞行器目标RCS计算方法适用性研究

飞行器隐身设计的重要参数是雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS),因此RCS的快速精确预估对飞行器隐身设计具有重要意义。目前针对飞行器目标已经发展了很多种RCS的计算方法,分别从目标电尺寸大小、目标类型以及实际分析应用等三个方面对现有的高频近似算法、数值精确算法的适用性进行了详细研究,并分析了各种算法的优缺点,如计算精度、效率、误差等。在目标电尺寸方面主要研究各种方法的计算精度和效率,目标类型方面主要研究飞行器布局、腔体以及不连续特征的计算方法,而实际应用方面则是从多方位散射、多频散射、多站散射三个方面对计算方法进行了分析。研究结果对飞行器隐身设计具有一定参考价值。     

等离子体在腔体罩中的分布及电磁散射特性研究

针对飞行器强散射源通常具有密闭腔体的特点,提出采用高密度等离子体实现隐身的技术措施。通过对密闭腔体内等离子体分布及电磁散射特性的数学建模及计算研究,结果表明,采用等离子体隐身的腔体结构能显著降低目标体的雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)。     

舰载发射装置RCS数值仿真研究

雷达散射特性是发射装置生命力设计的重要部分,降低发射装置的雷达散射,减小其目标特性,能够增强其战场生存力。利用FEKO研究了发射装置的雷达散射特性,对发射装置姿态角0°、5°、10°、15°、20°分别进行了计算,计算得出了在姿态角15°时RCS值最小,通过分析评估了发射装置的隐身性。     

并行PO分析电大尺寸复杂军事目标的电磁散射

利用基于PC集群MPI并行平台的并行PO方法计算了电大尺寸复杂军事目标-导弹与飞机的电磁散射。根据MPI并行平台的特点,给出了将PO三角面元按照编号循环分配到不同进程,进行并行遮挡判断的详细过程。通过对比不同进程的计算时间,给出了本文方法的并行加速比,结果表明了该并行方案求解电大目标散射问题的高效性。计算了电大尺寸导弹与飞机目标的双站RCS,并与FEKO软件结果进行了比较,证明了方法的正确性。     

一种分段计算洲际导弹RCS的新方法

各类飞行器的雷达散射截面(RCS)研究一直是隐身电子对抗最关心的问题.针对超音速飞行的导弹周围出现等离子体以及高频散射特性的影响,提出了一种洲际导弹RCS计算的新思想方法,给出了洲际导弹RCS在各个弹道阶段的表达式,在弹道导弹的防御方面具有重要理论意义和实际参考价值.     

飞行器目标低频电磁散射特性分析

从具有典型隐身布局的平板模型和整机模型出发,采用多层快速多极子算法(MLFMA)详细研究了飞行器目标在瑞利区、谐振区的散射特性.研究表明,对于瑞利区,不同布局的飞行器散射曲线相似且呈圆形分布,整机与其对应平板模型的散射曲线相似;随飞行器典型尺寸与入射波长之比的增加,两种极化下的曲线和全向RCS几何均值均增大,且相应的水平极化RCS值强于垂直极化;验证了在瑞利区下整机飞行器具有隐身能力的极限,相应的平板模型RCS曲线小于其整机模型散射.对于谐振区,各散射曲线均呈振荡分布,无明显高频散射特性,RCS曲线分布仍与飞行器外形关系不大,垂直极化时曲线较为复杂;提出对于类似于飞行器的复杂散射体,进入谐振区的分界线应该适当提高.     

基于MLFMA的表面台阶多频散射特性

通过单台阶、三台阶的实测与计算结果对比,证明开发的MLFMA(Multilevel Fast Multipole Algorithm)程序可应用于表面台阶的电磁分析.采用该算法深入研究了单台阶、三台阶电磁散射与入射频率的变化关系.结果表明,频率的增加可引起单台阶电磁散射的增强,表现为雷达散射截面算术均值增加,单台阶的散射曲线具有一定的弱对称性;而三台阶除具有以上特性外,还表现为相互耦合性、曲线振荡增强、次波峰向内偏移、峰值增大.理论分析证明了上述结果的正确性,可以用来提高飞行器的隐身性能.     

装甲车辆典型强散射源雷达隐身涂料应用研究

目的：为装甲车辆典型强散射源提出隐身材料的应用建议,为装备隐身外形设计及隐身涂料应用提供参考。方法：模拟装甲车辆外形结构,制备典型强散射源构件试样。在微波暗室10 GHz 和35 GHz 雷达波段下,对涂装吸波涂料前后的试样进行对比测试,分析测试结果。结果：涂装毫米波或厘米波吸波涂料对炮塔和底盘结合部 RCS 大于－10 dBsm 的角域方向减缩效果明显,平均可达10 dBsm,而 RCS 小于－10 dBsm 的角域减缩效果不显著;涂装毫米波吸波涂料对棱边的 RCS 具有一定的减缩效果,且随着棱边夹角增大,效果越明显,可达20 dBsm,但涂装厘米波吸波涂料效果不明显;对于首上装甲,采用吸波涂料可将弧形法线方向和次强散射角域的 RCS 缩减至3 dBsm 以下;对于二面角,涂装吸波涂料对 RCS 减缩效果不明显。结论：对于炮塔和底盘结合部腔体、车体二面角等部位,隐身处理应以整形为主,对于不能整形的,应涂装厘米／毫米兼容的吸波涂料;对于法向不在威胁角域的棱边面,可不涂装厘米波吸波涂料,但应该涂装毫米波吸波涂料;对于弧形结构等组成复杂的首上部件,需要涂装厘米／毫米兼容的吸波涂料。     

截面形状与战术导弹隐身设计

探讨了现代导弹隐身设计的一般原则,分析了导弹截面形状对导弹隐身性能的影响,简单介绍了时域差分法在二维雷达散射截面计算中的运用,计算了几种不同形状截面的雷达散射面积,并对结果进行分析,得出矩形截面将越来越多的运用于现代隐身导弹的结论.     

一种基于参数化建模的飞行器隐身外形设计优化方法

针对飞行器隐身外形设计优化问题，建立一套复杂隐身外形的参数化建模方法；应用基于正交试验设计的参数影响程度分析方法，从众多外形参数中选取设计变量；为隐身与气动学科分析构建代理模型，以提高优化效率；采用分层次的多目标优化策略进行隐身、气动综合优化；最后以一隐身外形翼身组合体的设计优化为算例，检验了以上方法的可行性和有效性．     

裂纹缺陷影响隐身性能的模拟与仿真

裂纹缺陷不仅影响飞机、军舰结构与零部件的强度及传统意义上的安全可靠性,在现代空战、海战与军事对抗的态势中,更影响飞机、军舰性能的安全发挥。应用Ansoft HFSS软件,并通过物体雷达散射截面(RCS)的仿真计算,模拟和探讨裂纹缺陷对隐身性能的影响。     

隐身飞机散射特性综合分析研究

介绍了隐身飞机的电磁理论建模和缩比模型的实验室测量研究方法，基于测试讨论了不同频段下隐身涂覆和隐身吸波结构的隐身效果。利用二维高分辨成像及散射中心提取技术综合分析了隐身飞机的散射特性，定量地给出了部分分析结果。     

目标近场电磁散射中心建模与特征参数反演

为了通过较少散射场数据实现雷达目标特性建模和参数反演,提出了一种基于时频图多普勒特征的散射中心建模和特征参数反演方法,采用单频点下的一维角度近场扫描数据实现对目标二维散射中心的提取。通过平滑伪Wigner-Ville分布(smooth and pseudoWigner-Ville distribution,SPWVD)分析方法生成高分辨率时频图,根据不同类型散射中心的多普勒特征,通过Radon逆变换(inverse Radon transform,IRT)提取散射中心模型的位置和幅度参数,并将提取的散射中心位置参数与几何模型参数、散射中心模型重构雷达散射截面积(RCS)与仿真的RCS进行了性能对比。结果表明:该方法只需要单频点的一维角度扫描数据,即可有效提取目标散射中心位置和幅度等特征参数,且重构RCS的均方根误差小于3 dBsm。     

空空导弹新型内埋轴向弹射发射技术探析

提出了空空导弹的一种新型发射技术一内埋轴向弹射发射技术,该技术采用箱式发射形式,降低隐身战机发射空空导弹时的RCS,实现导弹发射的隐蔽性;首先介绍了该新型技术的研究背景,对新型内埋轴向弹射技术的在隐身战机武器舱内的总体布局进行了初步分析、并对相关关键技术进行了探讨,最后对其应用前景进行了分析和展望。