飞行器设计新技术
飞行器轻量化设计和优化新技术探索研究进展

飞行器轻量化设计和优化新技术探索研究进展随着科技的不断发展,航空工业领域对飞行器轻量化设计和优化技术的需求越来越高。
轻量化设计可以有效地降低飞行器的重量,提高飞行性能、节约燃料和减少对环境的影响。
本文将探讨当前飞行器轻量化设计和优化的新技术,并介绍相关的研究进展。
一、轻量化材料的应用轻量化材料是实现飞行器轻量化设计的关键。
传统的金属结构逐渐被轻量化材料所取代,如复合材料、高强度钢材和铝合金等。
复合材料的应用已经在飞机制造领域逐渐普及,其具有优异的强度-重量比,能够显著减轻飞行器结构的重量。
同时,高强度钢材和铝合金在飞行器结构中的应用也被广泛研究,能够提供更高的强度和刚度。
二、结构拓扑优化结构拓扑优化是一种基于数学方法的飞行器轻量化设计新技术。
通过对飞行器结构进行分析和优化,寻找最优的结构形态,以实现减重目标。
这种技术可以显著减少结构的材料消耗和重量,提高结构的强度和刚度。
结构拓扑优化的方法主要包括有限元分析、计算流体力学分析和优化算法等。
三、三维打印技术三维打印技术是一种快速制造技术,可以将数字模型直接转化为实体模型。
在飞行器轻量化设计和优化中,三维打印技术具有重要的应用潜力。
它可以通过增材制造的方式制造复杂形状的零件,以减轻结构的重量。
同时,三维打印技术还可以实现个性化定制和批量生产,提高飞行器制造的效率和灵活性。
四、智能材料的应用智能材料是一类可以对外界刺激做出响应的材料,如形状记忆合金和压电材料等。
在飞行器轻量化设计中,智能材料的应用可以提供更高的结构可控性和适应性。
例如,形状记忆合金可以在应变作用下实现结构的自适应变形,以减轻飞行器的重量。
压电材料则可以通过外加电压或应力实现结构的形状调节和振动控制。
五、多学科优化技术飞行器轻量化设计和优化是一个多学科交叉的复杂问题,涉及结构力学、流体力学、材料科学等多个学科领域。
多学科优化技术的应用可以协调不同学科之间的冲突和矛盾,实现飞行器结构的综合优化。
人类飞行器技术突破2024年全球范围内推广个人飞行器

电动推进系统
采用高性能电动推进系统,提供持续 、稳定的推力,满足个人飞行器的动 力需求。
能量回收系统
设计能量回收系统,将飞行过程中产 生的废热、废气等能量回收利用,提 高整体能源利用效率。
燃料电池技术
探索应用燃料电池技术,提高能量密 度和续航能力,同时降低对环境的影 响。
智能化导航与控制技术实现
自主导航系统
旋翼飞行器
包括直升机和多旋翼飞行 器,具有垂直起降、悬停 、低空飞行等能力,适用 于复杂环境和任务。
扑翼飞行器
模仿鸟类或昆虫飞行方式 ,具有高效、灵活、隐蔽 等优点,但技术难度较大 ,仍处于研究阶段。
新型飞行器技术研究进展
电动飞行器
采用电力驱动,具有环保、低 噪音、易维护等优点,是未来
飞行器发展的重要方向。
企业需要深入挖掘市场需求和消费者 需求,了解消费者的出行习惯、使用 场景和购买意愿等信息,以便更好地 满足市场需求并推出符合消费者需求 的产品。同时,还需要加强市场宣传 和推广力度,提高消费者对个人飞行 器的认知度和接受度。
07
结论与展望
研究成果总结
1 2 3
飞行器技术不断创新
近年来,人类飞行器技术在动力、材料、控制等 方面取得了显著进展,为个人飞行器的研发和推 广奠定了基础。
为适应个人飞行器的快速发展,各国政府 将逐步完善相关法规和政策,确保其合法 、安全、有序地运行。
多元化应用场景拓展
加强国际合作与交流
随着个人飞行器的普及,其在旅游观光、 应急救援、城市交通等领域的应用将逐渐 拓展,为人们的生活带来更多便利。
为推动全球个人飞行器产业的健康发展,各 国应加强国际合作与交流,共同分享经验、 技术和市场资源。
人类飞行器技术突破2024年 全球范围内推广个人飞行器
飞行器设计的优化与改进

飞行器设计的优化与改进飞行器是人类在航空领域取得的一项伟大成就,从最早的飞行器诞生到现在,飞行器的设计与制造经过了无数次的改进和优化,才逐步达到了今天的水平。
本文将从飞行器设计的角度出发,探讨如何对飞行器进行优化和改进。
一、减小阻力阻力是影响飞行器速度和效率的最大因素之一,减小阻力是优化飞行器性能的重要方法。
减小阻力的方法有很多,以下列出了几种常见的方法。
1、优化机身造型设计优美流线型的机身,可以有效减少阻力,提高飞行速度和效率。
流线型机身的特点是前尖后扁,能够更好地穿过空气,减小气流对机身的阻碍。
2、减少不必要的突出物每个突出物都会在飞行过程中产生阻力,因此在设计飞行器时,要尽量将突出物减少到最少,保证机身表面的光滑。
3、采用轻量化材料轻量化材料可以降低机身重量,也可以减少阻力。
轻量化材料包括铝合金、碳纤维等材料。
二、提高飞行器的稳定性飞行器的稳定性是指在飞行过程中能够保持平衡和稳定的能力。
提高飞行器的稳定性可以使其更加安全和舒适。
以下列举了几种提高飞行器稳定性的方法。
1、使用自动控制系统自动控制系统可以监测飞行器的状态,并对其进行自动调整,保证飞行器的稳定性。
例如,飞行器的自动驾驶系统可以根据不同的天气条件,自动调整飞行姿态和控制飞行速度,保证安全。
2、增加辅助设备在飞行器设计中增加液压系统、电气系统等辅助设备,可以提供稳定化的作用。
例如,在飞机的翼尖处安装一个液压缓冲器,可以有效减少翼尖的震动,提高飞行器的稳定性。
三、提高飞行器的安全性在飞行器设计中,安全性是最重要的考虑因素之一。
以下列举了几种提高飞行器安全性的方法。
1、增加紧急逃生设备在飞行器设计中,要考虑到紧急逃生的情况,并增加相应的设备。
例如,在飞机上增加了逃生滑梯,以便乘客在危险状况下能够快速逃离。
2、使用环保材料在飞行器设计中,使用环保材料可以降低有毒有害气体的排放,保证乘客的健康和安全。
例如,在飞机上使用无毒有害的环保材料可以降低有害气体的排放,减轻空气污染。
新型飞行器结构材料与制造技术研究

新型飞行器结构材料与制造技术研究随着飞行器技术的不断发展,新型飞行器结构材料与制造技术的研究也日益成为了一个不可忽视的领域。
在航空工业领域,新型飞行器结构材料的应用已经成为了一种趋势。
一、新型结构材料的应用新型结构材料的主要应用在以下几个方面:1、复合材料在新型飞行器制造领域,复合材料被广泛应用。
复合材料采用的是多种不同的材料组合而成的材料,主要包括碳纤维、玻璃纤维和有机纤维等,这些材料具有轻重比小、强度高、刚度大、抗腐蚀性好等特点,适合用于制造高强度、高耐用的结构件。
2、金属材料新型飞行器结构材料中,金属材料也占据着重要的地位。
金属材料具有优异的机械性能和热性能,被广泛应用于飞机的发动机、燃气轮机等部件中。
采用金属材料制造的飞机部件具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强等特点。
3、先进陶瓷材料先进陶瓷材料是一种可塑性极佳,具备优异的高温特性、高硬度和高强度等特性的材料,适合用于制造耐高温、耐磨、耐腐蚀的零部件,如发动机部件、高温排放部件等。
二、制造技术的创新除了采用新型结构材料外,制造技术的创新也对新型飞行器结构材料的研究发挥了重要作用。
1、 3D打印技术近年来,3D打印技术在飞机制造领域得到了广泛的应用。
这种新型的制造技术可以根据设计要求实现复杂零部件的制造,同时也可以减少材料的浪费和制造成本。
3D打印技术已经成功地应用于实现金属、陶瓷、塑料等材料的制造。
2、数控技术数控技术是一种广泛应用于飞机制造领域的创新制造技术。
数控加工技术能够实现复杂零部件的加工,同时也能够减少浪费和制造成本。
因此,数控技术的应用也逐渐成为了飞行器制造领域中的一种趋势。
3、材料精密切割技术材料精密切割技术是一种新型的创新制造技术。
这种技术可以在不改变材料原有性质的前提下,通过精密切割技术实现复杂零部件的制造。
同时,这种制造技术也能够提高制造效率,降低成本,并且适用于多种材料。
三、后续研究方向随着新型飞行器结构材料与制造技术的研究不断深入,后续研究的方向也日益明确。
未来航空航天的新技术和新应用

未来航空航天的新技术和新应用航空航天行业一直是人们最为关注的领域之一,随着科技的不断进步,航空航天技术也在不断发展,变得更加安全、高效和便利。
未来航空航天的新技术和新应用将会给我们带来更多新的惊喜和便利。
1. 全新的超音速飞行技术超音速飞行技术一直是航空航天领域中的重要发展方向之一。
未来,我们将会看到更多的超音速飞行器,这将大大缩短飞行时间和距离,从而改变人们的出行方式。
目前,欧洲航天局正在测试一种名为“突击者”的超音速飞行器,这种飞行器被设计成能够在45分钟内将人类运送到世界上任何一个地方,这将会大大提高人们的出行效率和便利性。
2. 人工智能应用于飞行器随着人工智能技术的不断发展,它已经开始应用于航空航天领域中。
未来,我们将会看到更多的机器人和无人机,这些机器人和无人机都将具备人工智能的技术,使得它们能够更加适应不同的环境和复杂的任务。
例如,最近美国空军已经开始测试一种名为“自主加油”的无人机,它能够准确地在空中完成自动加油的任务,这将大大提高飞行器的作战效率和安全性。
3. 空间旅游的发展随着航空航天技术的不断发展,人类已经可以进入到宇宙空间去旅游了。
未来,我们将会看到更多的商业航天公司开始向公众提供太空旅游服务,这将会让更多的人们有机会亲身体验太空之旅的魅力。
例如,最近有一家名为“Virgin Galactic”的公司已经开始接受太空旅游的预订,而且已经有不少富有的人士预订了这项服务。
4. 新的太空科学研究太空科学研究一直是航空航天领域中的重要研究方向之一。
未来,我们将会看到更多的太空科学研究项目被开展出来。
例如,最近NASA已经计划派遣一架名为“欧洲火星表面漫游车”的机器人前往火星,这将会让科学家们更好地了解火星的形态和环境。
总结未来航空航天的新技术和新应用将会给我们带来更多新的惊喜和便利。
然而,我们也要清楚地认识到,这些新技术和新应用也会带来许多新的挑战和风险。
因此,我们需要在不断推进技术发展的同时也要不断加强安全措施和规范管理,以确保人类的航空航天活动始终保持在一个安全和稳定的状态下。
飞行器制造技术的现状与发展趋势

飞行器制造技术的现状与发展趋势航空器已经成为现代社会不可或缺的一部分,从旅行、运输到军事防御都需要使用飞行器。
随着科技和制造技术的进步,飞行器的制造工艺也在不断地发展变革。
本文将介绍飞行器制造技术的现状与发展趋势。
一、现状目前飞行器的制造采用的是计算机辅助设计和制造技术(CAD/CAM),这种技术将数字化模型和计算机控制的加工设备相结合,可以实现高效的生产和最大程度地减少错误和浪费。
同时,材料和构造的改进、生产线的优化、装配和检测技术的提高等方面也为飞行器制造技术的现状提供了支持。
例如,高强度轻量化材料的使用可以减轻飞行器的重量,提高燃油效率,同时增强了飞行器的强度和安全性能。
在装配和检测技术方面,无损检测和3D打印技术得到了广泛应用。
无损检测是指通过非接触方式对材料和构造的毛病进行检测,主要包括超声波、磁粒子、视觉和X射线检测等方法。
而3D打印技术则可以快速生产复杂的零部件,提高飞行器的生产效率和灵活性。
二、发展趋势未来的飞行器制造技术将依然保持高效、数字化的特点,同时还将涵盖以下三个方面的发展趋势。
1. 对新材料的应用新材料的应用可以为飞行器提供更高的性能和更低的成本,因此在今后的飞行器制造中新材料将会得到更多的应用。
例如,在机翼的制造上,采用超轻复合材料可以使机翼更为耐用,增加其使用寿命,并提高安全性能。
2. 自动化和智能化随着机器人技术的发展,自动化生产线将成为飞行器制造的主要发展方向。
自动化生产线具有高效、一致性和灵活性,可以减少人工操作,降低出错率,并且可以更好地应对市场需求的变化。
同时,智能化制造技术也将成为飞行器制造的重点领域。
例如,在制造过程中使用智能机器人可以减少人工操作,提高效率。
另外,智能化技术还可以通过数据分析和预测,提高生产过程的可控性和效率。
3. 飞行器的数字化生命周期管理飞行器从设计到退役的整个生命周期都需要进行管理和维护。
因此,在飞行器制造领域,数字化生命周期管理技术将成为一个重要的发展方向。
飞行器制造中的新材料与技术应用

飞行器制造中的新材料与技术应用在当今科技飞速发展的时代,飞行器制造领域正经历着一场深刻的变革。
新材料与新技术的不断涌现,为飞行器的性能提升、安全性增强以及成本降低带来了前所未有的机遇。
首先,让我们来谈谈新材料在飞行器制造中的应用。
复合材料无疑是其中的佼佼者。
与传统的金属材料相比,复合材料具有更高的强度和刚度,同时重量更轻。
这对于提高飞行器的燃油效率、增加航程和有效载荷至关重要。
例如,碳纤维增强复合材料在飞机的机身、机翼等结构件中的应用越来越广泛。
它不仅能够减轻飞机的重量,还能提高飞机的抗疲劳和耐腐蚀性能,延长飞行器的使用寿命。
另外,钛合金也在飞行器制造中占据着重要的地位。
钛合金具有高强度、低密度以及良好的耐高温性能,适用于制造发动机部件、起落架等关键部位。
其出色的力学性能使得飞行器能够在极端条件下稳定运行。
在新材料中,还有一种值得关注的是智能材料。
比如形状记忆合金,它能够在特定的条件下恢复到预先设定的形状,这在飞行器的结构变形控制、降噪等方面具有潜在的应用价值。
而在技术应用方面,增材制造技术(3D 打印)为飞行器制造带来了新的突破。
通过 3D 打印,可以实现复杂结构的一体化制造,减少零件数量和装配工序,提高生产效率和精度。
而且,3D 打印能够根据具体的需求定制材料的微观结构,从而优化零件的性能。
数字化设计与仿真技术也是不可或缺的。
在飞行器设计阶段,利用先进的计算机软件可以对飞行器的气动性能、结构强度等进行精确的模拟和分析。
这有助于在设计初期发现潜在的问题,减少试验次数,缩短研发周期,降低成本。
另外,自动化装配技术在提高飞行器生产质量和效率方面发挥着重要作用。
机器人能够完成高精度的装配任务,保证装配的一致性和可靠性。
随着环保意识的增强,绿色制造技术在飞行器制造中也逐渐受到重视。
通过优化制造工艺,减少能源消耗和废弃物排放,实现可持续发展。
然而,新材料和新技术的应用也面临着一些挑战。
例如,复合材料的回收和再利用问题尚未得到很好的解决;增材制造技术在大规模生产中的效率和成本还需要进一步优化;新技术的引入需要对现有生产设施和人员进行升级和培训。
低空飞行器设计与技术研究

低空飞行器设计与技术研究一、前言低空飞行器(LLA)是指在低空(一般为0~5000米高度范围内)进行飞行的飞机。
由于其具有载重量轻、成本低、便于操作等特点,近年来被越来越多的人所关注和采用。
本文将介绍低空飞行器的设计和技术研究。
二、概述低空飞行器一般被用于以下领域:1. 气象监测:利用低空飞行器进行气象探测,可以获取到更加详细的气象数据,对恶劣天气的监测和预测有着至关重要的作用。
2. 测绘勘探:可以用低空飞行器进行测绘,采集高精度的地形数据。
同时,利用搭载设备可以进行矿山勘探、水土保持等领域的探测和监测。
3. 农业植保:利用植保低空飞行器进行全区域农作物状况巡查,识别并精准喷洒农药等化肥,减少浪费而提高效率。
4. 物流快递:低空飞行器可以实现密集城市间的高速运输及飞行,解决外包一线配送的快递需求,在减少成本的同时提升了配送的效率。
三、低空飞行器设计在对低空飞行器进行设计时,需要考虑以下因素:1. 重量:由于低空飞行器一般搭载专门的探测设备,因此设计的载重量应该尽可能轻。
一般的设计可以选择碳纤维等质量轻、韧性好材料来实现轻量化。
2. 结构:低空飞行器的结构一般采用直升机式结构,以实现垂直起降和点位悬停。
机身采用流线型外型越小越好,这可以减少在空气风阻中的损失。
3. 电池:低空飞行器的动力源一般采用电池,因此在设计时需要考虑快速换电和充电设施。
4. 操控性:低空飞行器的操控一般采用人为操控或者遥控操控。
而简化控制器的设计可使得操控更为简单直感。
四、低空飞行器技术研究1. 气动外形设计:呈现的几何形式是较重要的,台积电建议获得最佳的飞行性能,系数的档次(1 3)刚性和正切可通过调整孔道布局来实现。
2. 气动优化技术:通过气动模拟分析和优化算法,改进了呈现的外形和孔道布局,提高飞行性能。
3. 飞控算法研究:科研工作者研究了各种不同的控制算法,包括PID(比例积分微分)控制、模型预测控制和荷兰式算法。
4. 传感器技术研究:机载传感器的控制和数据采集演示对整个系统的关键。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
飞行器设计新技术
军用飞机发展很快,从20世纪50年代的第一代超音速战斗机起,到目前已经发展到第四代超音速战斗机,第三第四代战机采用了一系列新技术,下面就不同的方面浅谈一下飞行器设计中的新技术
一、气动布局技术
(一)近距耦合鸭式布局
没有水平尾翼,但在机翼(亦称主翼)前面装有水平小翼的飞机称为鸭式布局飞机。
机翼前面水平小翼称为前翼或鸭翼。
鸭式布局有以下优点:
1.前翼不受流过机翼的气流的影响,前翼操纵效率高。
2.飞机以大迎角飞行时,正常式飞机平尾的升力为负升力(向下),这样就减少了飞机的总升力(有人称它为挑式飞机,即机翼升力不仅要平衡飞机的重量,而且还要克服平尾的负升力),从而不利于飞机的起飞着陆和大迎角时的机动性能。
而鸭式飞机与此相反,前翼在大迎角飞行时提供的是正升力,从而使飞机总升力增大(有人称它为抬式飞机,即前翼与机翼共同平衡飞机重量),这样就有利于减小飞机起飞着陆速度,改善起飞着陆性能,同时也可以提高大迎角时的机动性能。
3.鸭式飞机配平阻力小,因而续航能力好。
鸭式飞机虽有上述优点,但是由于还存在不少问题有待解决,使鸭式飞机的主要优点(即鸭翼与机翼都产生正升力)的发挥受到很大的影响,因此在很长一段时间内,鸭式布局使用不广泛。
针对这一问题,航空界进行了一系列的研究工作。
所谓近距耦合鸭式布局飞机,就是这方面研究的成果。
近距耦合鸭式布局飞机(简称近距耦合鸭式飞机)是指前翼与机翼距离很近的一种鸭式飞机,这种飞机往往采用小展弦比大后掠的前翼,此时前翼形成的脱体涡流经主翼表面,使主翼升力提高,而前翼也将受到主翼上洗气流的影响而增加升力。
同时,主翼表面的低压抽气作用,又提高了前翼涡流的稳定性。
因此,前翼与主翼近距耦合的结果,既增加了飞机的升力,也推迟了飞机的失速。
近距耦合鸭式布局的研究成功,使鸭式布局在战斗机上重新流行。
(二)边条机翼
边条机翼是一种组合机翼,它是由中等后掠角和中等展弦比的基本机翼和位于翼根前部的大后掠角、小展弦比尖前缘的边条组成。
边条机翼的主要特点是:
1.提高了最大升力系数和抖动升力系数,因而提高了飞机的机动性能;
2.提高了临界M数,减小了波阻;
3.降低了超音速时的配平阻力,提高了超音速航程,同时也改善了超音速时的操纵性。
边条机翼的雏形第一次出现在F-5飞机上,它的向前伸出的机翼内翼部分形成了边条的雏形。
加了这部分机翼后,机动性大大提高。
随后,在F-16、YF-17、F-18、米格-29、苏-27等飞机上,边条有了进一步的发展,在F-18上,边条已占总机翼面积17.5%。
(三)前掠机翼
前缘和后缘均向前伸展的机翼称为前掠机翼。
前掠机翼不仅具有后掠机翼提高临界马赫数、降低波阻的优点,还从根本上克服了翼尖失速的缺点。
因此,前掠翼飞机具有升力特性好,升阻比高,大迎角时操纵性好,比较
容易满足面积律设计要求而使波阻下降,便于采用近距耦合鸭式布局等优点。
但是前掠机翼存在着气动弹性发散问题,使前掠机翼技术多年没有得到发展。
20世纪70年代以来,随着复合材料的发展,前掠机翼才开始进入实用阶段,第一架前掠机翼验证飞机X-29(图2-1-6)已于1984年10月在美国爱德华空军基地正式升空。
据西文杂志报道,俄罗斯苏霍伊设计局的一种前掠翼歼击机C-37已于1997年9月底首飞。
(四)变弯度机翼
变弯度机翼是一种有"柔性"的前缘和后缘,翼面为连续、光滑、没有开缝或滑动接头的机翼。
该机翼的外形及弯度可根据任务需要而改变,故亦称"任务自适应机翼"或"自适应机翼"。
变弯度机翼在未来战斗机上应用已显重大前景。
有的资料指出,应用变弯度机翼可使飞机总重下降10%,航程增大15%,升限提高25%,可用过载提高20%。
变弯度机翼的前期技术,为空战襟翼,或称机动襟翼。
该技术目前已在战斗机上得到应用。
我国歼七E飞机也已应用了该项技术。
机动襟翼通常由前缘襟翼和后缘襟翼两部分组成。
该襟翼与普通襟翼最大的区别在于,它不仅仅是在飞机起飞着陆时使用,还能根据飞行状态(飞行M数和迎角)自动偏转。
以F-5E例,在起飞和降落时,前襟下偏24。
,后襟下偏20。
;中速机动时,前襟下偏24。
,后襟下偏8。
;在M数0.95以下的巡航状态时,前襟下偏0。
,后襟下偏8。
;超音速时前后襟都处于0。
状态(图2-1-8)。
随着自动控制技术的提高,F-14和F-16等飞机上的机动襟翼,已做到可根据M数和迎角自动、连续调节。
(五)翼身融合体
过去,飞机产生升力主要靠机翼,机身不产生升力或产生很少的升力。
从气动特性角度来看,机身主要产生阻力。
能否把机身也利用上,让机身也提供升力?这就是翼身融合体的基本思想。
翼身融合体气动布局的特点是,机身与机翼光滑过渡,在飞机纵轴的最大截面处,机身与机翼完全融合而成为机翼的一个部分。
这种布局与传统布局(独立机翼+机身)相比,无论从横截面或从平面形状来看,机翼与机身之间明显的界限已经消失,很难分清机翼与机身的交接线,亦即机翼与机身融合成为一个能够提供升力的整体。
翼身融合体的主要优点是:
1.增大了升力面,最大升力系数提高,有利于飞机机动性能的提高;
2.干扰阻力和激波阻力大大减小;
3.升阻比增大,飞机性能,特别是续航性能和机动性能改善极为明显;
4.改善了结构受力情况,降低了结构重量;
5.在翼身融合部位,有较大的机内空间可以利用;
6.大大减少机身机翼连接处的雷达波角反射,有利于飞机隐身。
由于翼身融合体具有上述优点,因此第三代战斗机中很多飞机,如F-16、苏-27等都采用了这种气动布局。
二、隐身技术
在现代战争中,为了提高武器系统的生存和突防能力,隐身技术成了最关键的技术之一。
隐身是用于描述"减少目标特征信号"的一个专用术语,飞行器的隐身主要是减缩目标的雷达散射截面和降低发动机排气口的红外辐射等,它不仅决定了作战飞行器的生存能力,而且还是确保战争中先敌发现、先敌攻击的重要条件。
隐身技术的出现和应用对各种防空探测系统和防空武器系统是一个严峻的挑战,也是航空和电子战领域中的一大突破。
随着隐身技术的发展,新的隐身材料以及新的隐身机理的提出更为隐身技术指出了更广阔的发展空间。
现有的隐身技术以雷达隐身为主,以红外、光学和声波隐身为辅。
1. 雷达隐身
雷达隐身是目前隐身飞行器采取的主要措施。
它通过外形设计和采用吸波材料或吸波结构材料来大大降低飞行器的雷达散射截面积。
(1)外形隐身
飞行器的外形对飞行器的雷达散射截面积影响最大,所以隐身飞机的外形设计是隐身的主要措施,并被证实确实有显著的效果。
任何一架隐身飞行器都是一个复杂的形体,虽然可将其分解成十多个主要的和几十个甚至上百个较小的形体,先分别计算出它们每个形体的雷达散射截面积,再进一步得出整个飞行器的雷达散射截面积,但每个典型形体的雷达散射截面积都随着雷达波的入射方向、波长和极化方向变化而变化,且各个小形体之间还存在雷达波的相互干扰。
所以整个飞行器的雷达散射截面积的计算过程十分复杂。
计算机技术的飞速发展,使得这种复杂的计算能够在较短时间内完成。
现在美国、俄罗斯等一些国家已能够模拟和评价各种各样的隐身外形,从而研究出和不断完善减缩雷达散射截面积的各种方法,并建立一定的设计规范。
(2)材料隐身
雷达吸波材料的应用是实现隐身的主要技术性措施之一,也是隐身技术中研究的主要内容。
由于气动方面的限制,飞行器的许多部件无法采用外形隐身,只能在这些部件上采用雷达吸波材料来减缩雷达散射截面积。
雷达吸波材料主要有两种:涂敷型雷达吸波材料和雷达吸波结构材料。
其应用形式有:索尔慈波里屏蔽层、蜂窝和开放式网状结构、梯度多层吸波、达伦巴奇层、电路模拟吸波、乔曼吸波和导电高分子吸波等。
2. 红外隐身
新材料飞机已经试飞成功新材料技术的发展,使新型工程塑料不断涌现,有些塑料材料的强度已增至3840千克/米2。
美国和俄罗斯等国试验用高强度塑料合金制成的飞机已经试飞成功。
例如美国的Avtek400轻型飞机,其机体的铝制部件全部用塑料材料替代。
用新型工程塑料替代部分金属制造航空零部件,可以减轻飞机重量,生产成本低,绝缘性能好,抗腐蚀能力要比一般的金属材料高。
例如,同样强度的塑料构件的重量,可比铝合金构件轻一半左右,用它制造相同尺寸的飞机,可降低耗油量,提高飞行的航程和航速,改善飞机的飞行性能。
参考文献
谭显裕.电光与控制,1997,1
方绍强.飞行器等离子体隐身技术. 现代防御技术,2005,4
美国AD报告.The IR Missile Counter measures,AD-A286117
谢础,贾玉红.航空航天技术概论(第二版)北京:北京航空航天大学出版社,2008 何庆芝.飞行器[].重庆:重庆出版社,2011。