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《隱身結(jié)構(gòu)機(jī)翼rcs分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第30卷第1期飛機(jī)設(shè)計(jì)V01.30No.12010年2月AIRCRAFTDESIGNFeb2010I_Im_II_———_●——_—_—●—_●—_-—●_一文章編號(hào):1673-4599(2010)01-0005-04隱身結(jié)構(gòu)機(jī)翼RCS分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)李宏信,沈海軍(南京航空航天大學(xué)航空宇航學(xué)院,江蘇南京210016)摘要:以前緣內(nèi)部填充吸波材料的隱身結(jié)構(gòu)飛機(jī)機(jī)翼為研究對(duì)象,采用矩量法對(duì)其向前的雷達(dá)散射截面(RCS)進(jìn)行數(shù)值分析;根據(jù)代理模型優(yōu)化策略,對(duì)上述機(jī)翼隱身結(jié)構(gòu)中的吸波材料厚度與劈角的選取進(jìn)行RCS特性分析與優(yōu)化。研究表明,和全金屬機(jī)翼相比,隱身結(jié)構(gòu)機(jī)翼具有更好的隱身
2、特性;經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),可在典型方位上顯著降低翼面結(jié)構(gòu)RCS,提高了原隱身結(jié)構(gòu)的吸波性能。關(guān)鍵詞:隱身結(jié)構(gòu);RCS;代理模型;矩量法;優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類號(hào):V271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ATheOptimizationDesignoftheWingwithLowDetectableStructureLIHong-xin,SHENHai-jun(CollegeofAerospaceEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Thelowdetectablewingwith
3、theleadingedgefilledwitllabsorbingmaterialsisinvestigated,andtheforwardRadarCrossSection(RCS)isanalyzedwiththemethodofmoment.Byusingthesurrogatemodelbasedstrategy,thethicknessandwedge-angleofthefilledabsorbingmaterialsareoptimized.Theresultsshowthat,incomparisonwiththemetalwing,thewing誦tlllOWd
4、etectablestructurehasbeRerstealthcharacteristies,andtheRCSoftheoptimizedwingwithlowdetectablestructureisreducedobviouslyontypicallocation,i.e.,theoptimizedwinghasbeRerabsorbcapabilityofelectromagneticwaves.Keywords:lowdetectablestructure;RCS;surrogatemodel;methodofmoments;optimaldesign軍用飛機(jī)的隱身性
5、能是其生存力的—個(gè)重要指標(biāo),外形隱身以及隱身材料的應(yīng)用是飛機(jī)隱身的重要措施。然而,單獨(dú)應(yīng)用外形隱身技術(shù)和隱身材料不能同時(shí)兼顧飛機(jī)的飛行性能和周圍環(huán)境對(duì)其的影響,因此采用兩者結(jié)合的隱身結(jié)構(gòu)便成為解決這個(gè)問(wèn)題的另一種重要途徑【”。隱身結(jié)構(gòu)是一種結(jié)合低可探測(cè)外形飛機(jī)的復(fù)雜收稿日期:2009-07-04;修訂日期:2010-01-05曲面移伏和部位。由非金屬結(jié)構(gòu)材料與吸波材料、透波材料及其他材料共同構(gòu)成的承載復(fù)合吸波結(jié)構(gòu)囝,這樣就可以使減小飛行器電磁散射的手段擴(kuò)展到整個(gè)機(jī)體,在滿足外形和結(jié)構(gòu)要求的前提下擴(kuò)大了隱身材料的應(yīng)用范圍?,F(xiàn)在,隱身結(jié)構(gòu)已應(yīng)用于飛機(jī)的復(fù)合材料機(jī)翼(尾翼)前緣、翼尖等雷
6、達(dá)強(qiáng)反射部位。由于這些部位萬(wàn)方數(shù)據(jù)6飛機(jī)設(shè)計(jì)第30卷內(nèi)部通常都有~定的空間,因此通過(guò)優(yōu)選這些部位內(nèi)部的結(jié)構(gòu)幾何形狀以及填充材料的電磁參數(shù),可以使探測(cè)雷達(dá)電磁波在結(jié)構(gòu)內(nèi)多次傳輸,并得到最大限度的消耗。研究結(jié)果表明,隱身結(jié)構(gòu)可以大大縮減飛機(jī)機(jī)翼的雷達(dá)散射截面(RCS)口l,具有良好的雷達(dá)隱身效果。為了充分提高隱身結(jié)構(gòu)的吸波能力,本文采用矩量法及三次多項(xiàng)式響應(yīng)面代理模型,針對(duì)一種應(yīng)用于機(jī)翼前緣的典型隱身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文工作對(duì)飛機(jī)機(jī)翼的隱身設(shè)計(jì)具有重要的參考價(jià)值。1隱身結(jié)構(gòu)機(jī)翼模型與數(shù)值分析方法本文進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的是一種典型的隱身結(jié)構(gòu)機(jī)翼,見(jiàn)圖l。翼型采用NACA0015,弦長(zhǎng)603l
7、蚴,展長(zhǎng)280mm;機(jī)翼前緣蒙皮采用常見(jiàn)的石英玻璃纖維或芳綸復(fù)合材料,可近似為透波材料;蒙皮厚度取2ITlnl,介電常數(shù)∥取2.08,損耗角正切tang取O網(wǎng)。機(jī)翼金屬盒段為主承力件,盒段前壁板處粘貼三角形鋁箔劈尖,在計(jì)算時(shí)金屬材料可作為理想電導(dǎo)體(PEc)。前緣蒙皮內(nèi)部與劈尖之間填充3層吸波材料,填充層角度與劈尖角度一致,按照阻抗?jié)u變式設(shè)計(jì),電特性逐層變化,這樣既保證了機(jī)翼的氣動(dòng)外形,又合理的利用了機(jī)翼前緣有限空間。圖1機(jī)翼前緣隱身結(jié)構(gòu)方案本文將采用矩量法(Meth