飞行器的隐身性能计算

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飞行器的隐身性能计算汇总

飞行器的隐身性能计算汇总

飞行器的雷达隐身性能计算飞行器的雷达隐身性能计算 (1)1. 等效地球假设 (3)2. 飞行器雷达隐身性能计算方法的提出 (4)3. 雷达方程的简化 (4)4. 方向图传播因子的计算 (6)5. 大气损耗的计算 (7)6. 发现概率的计算 (7)7. 累积发现概率计算 (10)8. 某部雷达系统特征常数计算算例 (10)9. 算例与分析 (11)9.1发现概率曲线分析 (11)2.2暴露距离和预警时间分析 (13)2.3由预警时间要求确定的RCS指标取值 (14)10. 其他干扰条件下隐身性能计算 (15)11. 暴露距离的计算 (19)11.1 隐身性能的计算 (20)11.2暴露距离 (20)11.3 纵向逼近距离 (20)11.4 隐身穿越的最小横距 (20)11.5 尾向暴露距离 (21)11.6 可探测范围图 (21)雷达是现代军事防御武器系统应用得最广、数量最大的设备之一。

雷达按功能分为用于远程预警的警戒雷达,用于高炮和导弹控制的炮瞄雷达和火控雷达,用于飞机导航的引导雷达等;按工作体制分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲多普勒雷达、MTI/MTD雷达;其常用波段有L、S、C、X、Ku等,波长从dm到mm。

由于雷达的种类多种多样,它们对飞行器的探测方法和探测性能也各不相同。

本章的研究范围仅限于飞行器对地面脉冲雷达的隐身性能计算。

隐身性能对于现代军用飞机特别是战斗机来说具有十分重要的意义。

从形式上来说,隐身是美国研制的第四代战斗机的四大特征之一。

从实质上说,对于目前军用飞机所面临的越来越危险的作战环境,隐身是降低其作战损失、提高生存率的重要手段。

国内对于飞行器隐身技术的研究已有二十多年的历史,已经发展了大量的实用技术,总结了许许多多的隐身设计方法,得到了多种RCS分析软件。

但目前国内对于飞行器的雷达散射截面与隐身性能的关系尚没有进行深入的研究,这就造成了常常采用雷达散射截面RCS作为隐身性能的评价指标,RCS高,则隐身性能差。

第19讲 飞行器隐身技术简介

第19讲 飞行器隐身技术简介
飞行器隐身技术
南京航空航天大学 航空宇航学院
什么是隐身技术
• 广义
– 可以把各种反探测的技术均称之为隐身技术 – 英文:Stealth Technology
• 狭义
– 飞行器被发现概率的大小,主要决定于其信噪比 S/N的值
• 增大N值,即增强背景噪声信号的强度---干扰技术 • 降低S值,即降低飞行器自身的目标特征信号强度--隐身技术 • 低可见度技术,英文Low Observable Technology
2 s 2
σ = lim 4πR 2
R →∞
H Hi
s 2
单站RCS与双站RCS
单站雷达
双站雷达
影响RCS的因素
• • • • • 目标材料的电性能 目标的几何外形 目标被雷达波照射的方位 入射波的波长 入射场极化形式和接收天 线的极化形式
入射波波长与RCS的关系
• 低频区 • 谐振区 • 高频区(光学区)
U-2高空侦察机
• 巡航飞行高
– 两万米以上
• 吸波涂料 • 能减弱红外辐射的尾喷
SR-71高空高速侦察机
B-1B战略轰炸机
隐身技术在飞行器中应用的发展概况
• 80年代
– F-117 实用隐身战斗机
• 1989年,在巴拿马的空降作战 • 1991年,海湾战争 • 1999年
– B-2 隐身战略轰炸机
任意形状
相同的RCS

RCS的数学表达式
R 任意形状 相同 RCS 球
目标截获的功率
符号定义:
Ii:目标处入射波的功率流密度 Ir:在接收机处散射波的功率流密度 A:接收天线的等效面积 R:表示目标到接收天线的距离 Ω:表示空间立体 Ω=A/R2:从目标看接收天线所张的 立体角,单位是球面度 相 等

三翼面战斗机隐身计算与分析

三翼面战斗机隐身计算与分析
维普资讯
航 空与航 天
20 0 2年 第 3期
三 翼 面 战 斗 机 隐 身 计 算 与 分 析 邱 菊 昂 海 松
三 翼 面 战 斗 机 隐 身 计 算 与分 析
邱 菊 昂海 松

前 面 两 个 因 素 由 飞 机 的 外 形 决 定 , 就 是 隐 身 气 也 摘 要 : 翼 面 战 斗 机 以 及 三 翼 面 翼 身 融 合 战 斗 机 三 动 布 局 设 计 的 问 题 。 一 个 因 素 取 决 于 雷 达 吸 波 材 料 后 ( RAM ) 雷 达 吸 波 结 构 ( AS 。而 前 者 正 是 本 文 所 和 R )
2 2 1 “ 素 法 ” 概 念 和 基 本 理 论 .. 像 的
杂 的 是 雷 达 隐 身 。 雷 达 隐 身 性 指 标 是 雷 达 散 射 截 面
( S , 身 设 计 的 目 的 是 尽 可 能 减 小 RC 。 R S是 RC ) 隐 S C
代表 飞 机雷 达反射 能量 ( 号) 小 的一个 面 积参数 , 信 大 通 常 以平 方 米 ( ) 单 位 , C m 为 R S数 值 大 表 示 雷 达 反 射 信 号 强 。RC 的 大 小 决 定 于 : S ① 飞机 的几何 面积 和几何 特 征 ; ② 雷 达 波 的反 射 方 向 ; ③ 雷 达 波 的反 射 率 。
研究的。
建 模 后 , 用. 面 像 素 法 进 行 隐 身 性 能 分 析 , 果 表 运 曲 结 明 三 翼 面 翼 身 融 合 飞 机 比 三 翼 面 飞 机 侧 面 隐 身 大 幅
度 下降 , 根 据计 算 结 果提 出了改进措 施 。 并
2 2 曲 面 像 素 法 一 计 算 复 杂 目标 RC 的 新 方 . S

飞行器雷达隐身性能评估研究

飞行器雷达隐身性能评估研究

说具有 十分重要 的意义。对 于 目前军用飞机 面临 的越来越危险的作 战环境 ,隐身是降低其作战损
失 、提高生存率的重要手段。
比的关系。但这种关 系过 于简单 ,没有考虑到环 境 的影响 ,而当存 在电子干扰时 ,这种关系还会
发生变化。二是飞行器为实 现一定程度 的隐蔽突 防,其 R S C 应控制在什么量级,对应的频率 、方 位角 、俯仰角范 围有多大。在研制一架新 型隐身 飞机时 ,R S C 指标 的确定或者是参考国外 同类飞
飞 行 器 雷 达 隐 身 性 能 评 估 研 究
刘德 力 ,张云 飞 ,高瑜 忠
( 北京航空航天大学 航空科 学与工程学院 ,北京 10 8 ) 0 03

要 :考虑 飞行器与雷达 的对抗环境和相对位置关系 特
性模 型 ,初步构建 了飞行器雷达隐身性能评估系统。该系统 可以有效 地计算 R S的不 同而引起 的发 现概率 及 C 暴露距 离的变化 ,从 而 可以定量地 比较隐身性能的变化 ;还 可以根据 暴露距 离或预警 时 间的要求 ,制定 出满
维普资讯
第2 7卷
第 4期




V O12 0 4 .7N .
20 年 07
O月 8
AⅡt AFT DES GN CR I
Au g
20 07
文章编号 :17 - 59 2 0 )4 0 0 — 4 6 3 4 9 ( 0 7 0 - 06 0 -
Ke r s ee t n po a i t y wo d :d tci rb bly;e p sd rn e tat e o a c o i x o e a g ;se l p r r n e;e au t n h fm v lai o

隐身飞行器RCS计算

隐身飞行器RCS计算
隐身飞行器RCS计算
小组成员: 董阿鹏 毛银辉 马传宝 聂帅 倪敏 袁天元
王泽海
介绍
• B-2隐身性能出众。
B2为什么隐身出众?
• 该机采用了翼身融合的无尾飞翼构形,从机头 至翼尖为成锐角、但上下是拱弧形的固定前缘, 前缘为直线,机翼后缘成双W形。 • 飞机结构大量采用先进的复合材料以及蜂窝状 雷达吸波结构(RAS)、锯齿状雷达散射结构 • 机体表面还涂有雷达吸波材料(RAM) • S形进气道和V形尾喷管位于机体的上部
RCS /dBsm
0 -20 0 20 40 60 80 210 180 150 240 120 270 90
• 负15度攻角
0 80 60 40 20 330 30
B
300
60
RCS /dBsm
0 -20 0 20 40 60 80 210 180 150 240 120 270 90
谢谢
• 有进气道0度攻角
70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 210 240 270 300 330
E
0 30
60
RCS / dBsm
பைடு நூலகம்
90
120
150 180
• 15度攻角
0 80 60 40 20 330 30
B
300
60
模型尺寸
• 机长21.03米,机高5.18米,翼展52.43米, 机翼后掠角33度。
模型实体及网格
计算结果
• 无进气道0度攻角
50 40 30 20 10 0 300 60 330
E
0 30
RCS / dBsm

基于CAD二次开发的飞行器隐身性能计算方法

基于CAD二次开发的飞行器隐身性能计算方法

基于CAD二次开发的飞行器隐身性能计算方法张天斯;韩庆【期刊名称】《航空计算技术》【年(卷),期】2012(042)004【摘要】Under the threat of confrontation of the aircraft with radar,this paper analyzes the stealth performances of the aircraft under the radar looking up.By plotting the radar elevation map, we got the exposed and stealth regions of a target aircraft irradiated to typical radar, thus quantifying the stealth performances of the target aircraft.CATTA secondary development technology has simplified the modification of the CAD model, providing supports to optimize the characteristics of shape stealth.At the end of this paper,a specific example has been applied to verify the effect of this method,and illustrate practical significance of this method.%在飞行器同雷达对抗时的不同威胁情况下,分析了在雷达仰视照射下飞行器的隐身性能.通过绘制雷达仰角图,得到了目标飞行器在某典型雷达照射下的暴露与隐身区域,从而量化了目标飞行器的隐身性能.通过CATIA二次开发技术实现了CAD模型的便捷修改,为优化外形隐身特性提供支持.最后通过一个具体算例验证种方法的效果,并说明方法具有实用意义.【总页数】3页(P82-84)【作者】张天斯;韩庆【作者单位】西北工业大学航空学院,陕西西安710072;西北工业大学航空学院,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】TP391.72【相关文献】1.基于仿真计算的飞行器雷达隐身性能评估 [J], 徐安;寇英信;于雷;李战武;徐保伟2.飞行器对下视PD雷达隐身性能计算方法 [J], 张云飞;张考3.飞行器红外隐身性能评估方法研究 [J], 赖德雄;张云飞4.基于AutoCAD二次开发的船舶螺旋桨浸没率计算方法研究 [J], 姜善超;张青义5.大气数据传感器对飞行器隐身性能影响分析 [J], 熊亮;周毅;田勇;欧帅因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

隐身飞行目标低频段RCS计算

隐身飞行目标低频段RCS计算

隐身飞行目标低频段RCS计算
郭建明;刘波;李蔚清
【期刊名称】《微波学报》
【年(卷),期】2007(23)B08
【摘要】本文在采用计算机图形学对某型隐身飞机进行电磁建模的基础上,利用FDTD方法和电磁计算软件Microwave Studio对飞机在低频段(短波和米波波段)的RCS进行了计算,包括不同极化和不同入射角度条件下的单站和双站RCS。

比较两种方法的计算结果证明在低频段该飞机有可能出现较强的谐振频率点,因而利用低频段雷达有可能实现对隐身飞机等低可探测目标的检测和跟踪。

【总页数】4页(P185-188)
【关键词】时域有限差分法;雷达截面积;隐身目标
【作者】郭建明;刘波;李蔚清
【作者单位】北京理工大学电子工程系;空军装备研究院雷达所;南京理工大学【正文语种】中文
【中图分类】TN957.52;V218
【相关文献】
1.基于UPML-FDTD的隐身目标超宽带双站RCS计算 [J], 孙宏伟;张永顺
2.F-117A隐身飞机的低频段RCS计算 [J], 刘波;李蔚清;金林
3.飞行器隐身测试塔架低RCS剖面设计 [J], 高旭;柴建忠;王健
4.一种计算隐身飞行器外形RCS的高精度快速算法 [J], 王明亮;高正红
5.隐身飞机目标P频段双基RCS特性仿真与分析 [J], 张森
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飞行器射频隐身技术内涵及性能度量研究

飞行器射频隐身技术内涵及性能度量研究

I mp l i c a t i o n a n d Pe r f o r ma n c e Me t r i c Re s e a r c h o f
RF S t e a l t h f 0 r Ai r c r a f t s
Z HU Yi n — c h u a n
仅反映射频隐身自身性能的技术指标及其应用思路。 关键 词 : 射频 隐 身 ; 射 频辐 射 源 ; 性 能变量 ; 特征 不确 定性 ; 联 合 熵
中图分 类号 : T N 9 7 文献 标 志码 : A 文章 编号 : 1 0 0 1 —8 9 3 X( 2 0 1 3 ) 0 1 ~0 0 0 6—0 6
第5 3 卷第1 期
2 0 1 3年 1 月
电 讯技 术 T e l e c o m m u n i c a t i o n E n  ̄ n e e i f n g
Vo 1 . 5 3 Nf )
J a n .2 0l 3
d o i : i 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 —8 9 3 x . 2 0 1 3 . 0 1 . 0 0 2
但是关 于射 频 隐身 的指 标体 系至今 未见 国内外
l 引 言
在现 代 信 息化 战 场上 , 几 乎 所有 的武 器平 台都 装备 有 电子装备 , 特 别是 飞行器 平 台 , 其信息 化 能力 发挥 都离 不开 电磁 信号辐 射 。如飞机 中典 型 的射频 传感 器 就 包 括航 管/ I F F 、 雷达 、 电台 、 无 线 电高 度 表 等, 无人 机 中还 必须 加装无 线 电遥 测遥 控设 备 。 但在 开放 的 战场 电磁空 间 中 , 敌方 电子 侦察 系 统可通 过 截获我 方 发 射 的 射频 辐 射 信号 , 运 用各 种

飞行器雷达隐身性能评估研究

飞行器雷达隐身性能评估研究

K ey w ord s: detection probab ility; exposed range; stea lth perform ance; evaluation
隐身性能对于现代军用飞机特别是战斗机来 说具有十分重要的意义。对于目前军用飞机面临 的越来越危险的作战环境, 隐身是降低其作战损 失、提高生存率的重要手段。
对于飞机模型, 一般采用 Sw erlling C ase 1所 描述的发现概率与信噪比的关系。虚警概率通常 取 10- 6。
根据式 ( 8) 求得 的信噪比, 通 过关系曲线就 可以得到一定高度和距离下, 雷达对目标的发现
概率。
1 4 飞行器临界散射截面的确定
文献 [ 1] 中提出 临界目标 的概念: 这种 目标的散射截面 cr 时刻随着目标至天线的距离 R 的变化而变化。其变化规律是使探测它的雷达的
作用距离 R 时刻处于最大可探测距离上, 即保证
相同的探测概率。 在雷达最大作用距离规 定的发现概率 P^ 下,
处在任意位置的目标为了保证雷达的探测概率为
^
P,
那么目标的临界截面
R4L
= C F cr(P^)
4 s( P^ )
( 10)
对于任意的发现 概率 P i , 可由式 ( 11 ) 计算
对应的临界散射截面:
第 27卷 第 4期 2007年 08月
文章编号: 1673- 4599 ( 2007) 04- 0006- 04
飞机设计 A IRCRA FT D ESIG N
飞行器雷达隐身性能评估研究
Vo l 27 N o 4 A ug 2007
刘德力, 张云飞, 高瑜忠
(北京航空航天大学 航空科学与工程学院, 北京 100083)

某飞翼布局隐身飞行器的翼型优化

某飞翼布局隐身飞行器的翼型优化
Abs t r a c t: Th e a e r o d y n a mi c a n d s t e a l t h i n t e g r a t e d o p t i mi z a t i o n o f t h e f o i i s i n v e s t i — g a t e d c o ns i d e r i n g t h e s t e lt a h a t t a c k a ng l e . Fr e e F o r m De f o r ma t i o n b a s e d o n NURBS c u r v e s i s u s e d t o p a r - a me t r i c a i fo r i l s , a n i n f i n i t e i n t e r p o l a t i o n d y n a mi c me s h me t h o d i s e mp l o y e d f o r CFD me s h c r e a t i o n, CFD c a l c u l a t i o n b a s e d o n RANS e q u a t i o ns i s u s e d t o a na l y z e t h e a i fo r i l s a e r o d y n a mi c p e fo r m a r n c e, Ph y s i c a l
第4 3卷
第 6期
航 空 计 算 技 术
Ae r o n a u t i c a l C o mp u t i n g T e c h n i q u e
Vo 1 . 4 3 N o . 6
NO V . 2 01 3
2 0 1 3年 1 1月

一种计算隐身飞行器外形RCS的高精度快速算法

一种计算隐身飞行器外形RCS的高精度快速算法

一种计算隐身飞行器外形RCS的高精度快速算法
王明亮;高正红
【期刊名称】《航空计算技术》
【年(卷),期】2008(038)002
【摘要】针对目前隐身飞行器外形雷达散射截面(RCS)难以准确计算的问题,提出了一种基于目标外形几何特征和矩量法的飞行器RCS算法.通过对矩量法阻抗矩阵元的理论分析,研究了物面感应电流随散射体表面曲率的变化规律,指出感应电流之间的耦合已成为影响隐身飞行器物面电流分布的重要因素,并且指出根据飞行器物面曲率分布可以预知强的感应电流耦合区域,利用这些强的电流耦合能够组成稀疏化的阻抗矩阵,从而实现飞行器RCS的快速求解.以金属双弧柱和典型隐身飞机外形为例,分析验证了物面曲率几何信息对计算结果精度的影响以及在提高计算效率方面的作用.数值结果表明该方法保持了与传统矩量法基本一致的计算精度,但计算时间仅为矩量法的7.2%.
【总页数】6页(P1-5,9)
【作者】王明亮;高正红
【作者单位】西北工业大学,翼型、叶栅空气动力学国防科技重点实验室,陕西,西安,710072;西北工业大学,翼型、叶栅空气动力学国防科技重点实验室,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】O353
【相关文献】
1.一种翼身融合体飞行器外形的RCS计算与实验 [J], 万顺生;罗屹洁;周一帆
2.高超声速飞行器外形热流密度分布计算的高精度方法研究 [J], 刘昕;邓小刚;毛枚良
3.一种低RCS无人飞行器外形的气动特性实验研究 [J], 戴全辉;昂海松
4.一种隐身无人飞行器外形的电磁散射特性的实验研究 [J], 戴全辉
5.一种基于参数化建模的飞行器隐身外形设计优化方法 [J], 杨劼;戴全辉;黄兴军因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

空战模式下航空集群射频隐身性能评估方法

空战模式下航空集群射频隐身性能评估方法
第 42 卷 第 12 期
系统工程与电子技术
Vol.42 No.12
2020 年 12 月
SystemsEngineeringandElectronics
December2020
文 章 编 号 :1001506X(2020)12281108
网 址 :www.sysele.com
空战模式下航空集群射频隐身性能评估方法
YANG Chengxiu,WANG Qianzhe,ZHUJie,LIAng
(犃犻狉犜狉犪犳犳犻犮犆狅狀狋狉狅犾犪狀犱 犖犪狏犻犵犪狋犻狅狀犆狅犾犾犲犵犲,犃犻狉犉狅狉犮犲犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犡犻’犪狀710051,犆犺犻狀犪)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Inordertosolvetheradiofrequency (RF)stealthperformanceevaluationproblem ofaircraft swarminaircombatmode,anevaluationalgorithmbasedonnormalwigglyhesitantfuzzyset(NWHFS)ispro posed.Firstly,aweightdeterminingmodelbasedonthebestworstmethod (BWM)withnormalwigglyhesi tantfuzzyinformationisconstructed,theattribute weightvectorsandconsistencycheckcoefficientsareob tained.Secondly,basedontheswarm’sfrequencyequipmentparametersandspecificaircombatscenarios,the RFstealthperformanceevaluationfactorsandtheircalculationformulasareobtained.Andthen,aevaluation matrixbasedonevaluationfactoranditssubjectiveexperienceisconstructedandtheattributeweightvectoris usedtoaggregatetheevaluationinformation.Finally,theNWHFSscorefunctionisusedasevaluationindexto quantitativelyevaluatetheRFstealthperformanceofaircraftswarmindifferentscenario.Simulationexample andcomparisonanalysisverifythefeasibilityandeffectivenessoftheproposedevaluationmethod.

飞行器机翼布局对雷达隐身性能影响探讨

飞行器机翼布局对雷达隐身性能影响探讨
前 言
为了较显著地 降低 R C S , 必须 首先对 主散射体采取 措施 , 亡, 在战场上能够有效的提高作 战能力 。 目 前对 于飞行器 的隐身技 局部 现象, 以减小雷达散射截面。飞行器常见 的头 向强散射中心有: 雷达舱 、 座 术的研究主要集 中在雷达隐身器的研究 。 雷达在支撑飞行器运作的 进气道 、 机翼 、 尾喷管等部位 。消除这些强散射中心是 目标外形 过程 中起着 至关重要的作用 , 没有雷达设备 , 飞行器 没有办法 实行 舱 、 飞行和准确定位 ,但是也是 因为雷达 的存在暴露 了飞行器 的踪迹 , 设计 的 目的。在控制 或降低这些部件 的雷达散射截面时, 必须保证 增加 了飞行器的危险性 。 目 前, 各个国家对于飞行器雷达隐身技术 它们 能够满 足飞行器 的总体要求, 如机载雷达及其天线罩 的隐身必 的研究主要集中在通 过减弱雷达 的回波 ,而 降低地方发现 的概率 。 须 确保 雷达的正常工作; 进气道的隐身必须保证进气量及 总压恢复 座舱的隐身必须保证飞行员 具有足够的可 使其既能够有效的完成军事命令 , 又能在一定范围 内逃避地方的侦 系数以获得足够的推力; 察, 提高军事指挥作战能力 。飞行器的隐身技术 主要有: 雷达 隐身技 见度。隐身 飞行器外形设 计的具体措施有 : 改善飞行器的总体布局, 术; 红外 隐身技术 。由于雷达作用距离较远, 多用于对飞行器 的远程 使飞行器表面尽量光滑而没有明显的突变; 采 用低 R C S 的部 件; 尽 探测 。 而红外探测装置作用距离较近, 常用于近距离使用 。 雷达 隐身 量缩小飞行器的机械尺寸等。在隐身总体设计 中, 需 要根据威胁情 技 术的作用机理 主要是 通过减弱 、 吸收 、 抑 制散射 目标 的雷达 回波 况 、 可实现程度 、 成本等情况进行权衡, 将 隐身飞行器的性能价格 比 强度, 降低 目标 的有效探测概率, 使 目标在一定 的范 围内难 以被对方 控制在合理的范围内。 2 . 1飞行器机翼布局设计 雷达发 现和识别 。一般采取的措施 : 一是外形隐身技术, 二是材料 隐 机翼 飞行 器整体构造 中一个重要 的散射源头 , 换 句话说 , 它 是 身技术。外形隐身技术往往在一个角度范 围内获得 R C S 减缩 的同 时伴 随着 另一角域 的 R C S增加 , 如果要 求更多方 向上的减缩 , 须结 比较容易遭受 到敌方侦察 的区域 , 因此 , 提高该部位 的隐身技术 能 合吸波材料技术 。外形隐身技术 的首要条件是要确定威胁 区域 。如 力 , 也是提高飞行器整体隐身能力 的一个关键。 果所有方 向的威胁是 同等重要的,则外形隐身技术是无 能为力 的。 “ 战斧” 导弹 的弹翼后掠角 为 7 。, 将 其变化为 2 0 。和 4 0 。进行 C S 计算和分析 。结果表明, 弹翼 后掠角主要影响弹翼前缘散射 对于实际 的飞行 目标, 通 常都 可以确定 出其最重要 的和次重要 的威 了 R 胁区域, 因此可 以利用外形 隐身来获得有效的 R C S减缩。 峰值 的方位, 而对其他 方位 的影 响很 小, 头向和全方位 的 R C S 均 值

空运飞行员如何进行飞行中的飞行器性能计算

空运飞行员如何进行飞行中的飞行器性能计算

空运飞行员如何进行飞行中的飞行器性能计算在航空领域中,飞行器的性能计算对空运飞行员来说是至关重要的。

准确计算飞机的性能参数可以帮助飞行员进行飞行任务的规划和执行。

本文将介绍空运飞行员如何进行飞行中的飞行器性能计算的方法和步骤。

一、飞行器性能参数的重要性飞行器的性能参数是指能够反映飞机在空中飞行过程中的性能特点和性能指标。

掌握飞行器性能参数能够帮助飞行员评估飞机的动力性能、机动性能、燃油消耗率等重要指标,从而更好地进行飞行计划和飞行决策。

二、飞行器性能计算的基本步骤1. 收集初始数据在进行飞行器性能计算之前,首先需要收集并记录一些初始数据,包括飞机的重量、气温、高度等。

这些数据将被用于后续的计算和分析。

2. 计算动力性能动力性能是指飞机在不同工况下的速度、爬升率、加速度等指标。

通过计算推力、气动阻力、重力等力的平衡关系,可以得出飞机的动力性能参数。

例如,可以计算飞机在不同速度下的爬升率和加速度。

3. 计算机动性能机动性能是指飞机在不同机动动作(如转弯、翻滚等)中的性能表现。

飞行员可以通过计算飞机的转弯半径、过载系数等参数来评估飞机的机动性能。

这些参数对飞行员在执行特殊任务或应对紧急情况时非常重要。

4. 计算燃油消耗率燃油消耗率是指飞机在飞行过程中消耗的燃油量。

飞行员可以通过计算飞机的燃油消耗率来评估飞机在特定任务中所需的燃油量,并进行燃油规划。

这对飞行员在长途飞行和航空器运营中具有重要意义。

5. 数据记录和分析完成以上计算后,飞行员应当将计算结果记录下来,并进行详细的数据分析。

通过对飞行器性能参数的分析,飞行员可以了解飞机在不同条件下的性能表现,为后续飞行任务提供重要参考。

三、注意事项和技巧1. 数据的准确性飞行器性能计算中使用的数据应当准确无误。

任何错误或估计不准确的数据都可能导致计算结果的偏差,从而对飞行决策产生不良影响。

因此,飞行员在进行飞行器性能计算时应当保证所使用的数据来源可靠,并进行必要的验证。

基于仿真计算的飞行器雷达隐身性能评估

基于仿真计算的飞行器雷达隐身性能评估

基于仿真计算的飞行器雷达隐身性能评估
徐安;寇英信;于雷;李战武;徐保伟
【期刊名称】《电光与控制》
【年(卷),期】2011(018)009
【摘要】从飞行器雷达散射截面的计算机仿真出发,对运动飞行器的RCS动态特性和复杂电磁环境下的隐身性能进行研究.基于运动目标姿态参数的转换原理,得到运动目标的动态RCS特性,通过相对计算方法计算雷达的瞬时探测概率,并给出有源和无源干扰条件下探测概率的计算方法;以单部雷达的目标检测准则为基础,给出了雷达组网模式下的综合检测准则;考虑实际地形遮蔽,给出飞行器在突防时的暴露范围和预警时间的计算模型;最后依据预誓时间给出RCS的指标需求论证方法.算法可模拟飞行器在真实战场中的动态RCS特性,并提供一种有效的探测概率计算及目标检测判定方法.
【总页数】6页(P22-26,34)
【作者】徐安;寇英信;于雷;李战武;徐保伟
【作者单位】空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038
【正文语种】中文
【中图分类】V271.4
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飞行器气动与隐身综合特性数值分析

飞行器气动与隐身综合特性数值分析

飞行器气动与隐身综合特性数值分析
于哲峰;唐小伟;张志成;王泽江;梁世昌;简和祥
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2010(031)002
【摘要】开展了飞行器气动与隐身综合特性数值研究,编制了相应的计算与分析程序.该程序的主要功能包括:飞行器外形参数化和计算网格的生成,气动特性计算(利用有限体积方法求解NS方程),隐身特性计算(利用时域有限差分方法求解Maxwell 方程),飞行器气动与隐身综合特性分析.作为应用的一个实例,对一种带翼钝锥体的气动和隐身综合特性进行了分析,并设计出两种新的外形,新外形的气动和隐身综合特性与原形相比有明显提高.
【总页数】6页(P349-354)
【作者】于哲峰;唐小伟;张志成;王泽江;梁世昌;简和祥
【作者单位】中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000;中国空气动力研究与发展中心,四川,绵阳,621000
【正文语种】中文
【中图分类】V412
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飞行器的隐身性能计算

飞行器的隐身性能计算

飞行器的隐身性能计算飞行器的雷达隐身性能计算飞行器的雷达隐身性能计算 (1)1. 等效地球假设 (3)2. 飞行器雷达隐身性能计算方法的提出 (4)3. 雷达方程的简化 (4)4. 方向图传播因子的计算 (6)5. 大气损耗的计算 (7)6. 发现概率的计算 (7)7. 累积发现概率计算 (10)8. 某部雷达系统特征常数计算算例 (10)9. 算例与分析 (11)9.1发现概率曲线分析 (11)2.2暴露距离和预警时间分析 (13)2.3由预警时间要求确定的RCS指标取值 (14)10. 其他干扰条件下隐身性能计算 (15)11. 暴露距离的计算 (19)11.1 隐身性能的计算 (20)11.2暴露距离 (20)11.3 纵向逼近距离 (20)11.4 隐身穿越的最小横距 (20)11.5 尾向暴露距离 (21)11.6 可探测范围图 (21)雷达是现代军事防御武器系统应用得最广、数量最大的设备之一。

雷达按功能分为用于远程预警的警戒雷达,用于高炮和导弹控制的炮瞄雷达和火控雷达,用于飞机导航的引导雷达等;按工作体制分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲多普勒雷达、MTI/MTD雷达;其常用波段有L、S、C、X、Ku等,波长从dm到mm。

由于雷达的种类多种多样,它们对飞行器的探测方法和探测性能也各不相同。

本章的研究范围仅限于飞行器对地面脉冲雷达的隐身性能计算。

隐身性能对于现代军用飞机特别是战斗机来说具有十分重要的意义。

从形式上来说,隐身是美国研制的第四代战斗机的四大特征之一。

从实质上说,对于目前军用飞机所面临的越来越危险的作战环境,隐身是降低其作战损失、提高生存率的重要手段。

国内对于飞行器隐身技术的研究已有二十多年的历史,已经发展了大量的实用技术,总结了许许多多的隐身设计方法,得到了多种RCS分析软件。

但目前国内对于飞行器的雷达散射截面与隐身性能的关系尚没有进行深入的研究,这就造成了常常采用雷达散射截面RCS 作为隐身性能的评价指标,RCS高,则隐身性能差。

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飞行器的雷达隐身性能计算飞行器的雷达隐身性能计算 (1)1. 等效地球假设 (3)2. 飞行器雷达隐身性能计算方法的提出 (4)3. 雷达方程的简化 (4)4. 方向图传播因子的计算 (6)5. 大气损耗的计算 (7)6. 发现概率的计算 (7)7. 累积发现概率计算 (10)8. 某部雷达系统特征常数计算算例 (10)9. 算例与分析 (11)9.1发现概率曲线分析 (11)2.2暴露距离和预警时间分析 (13)2.3由预警时间要求确定的RCS指标取值 (14)10. 其他干扰条件下隐身性能计算 (15)11. 暴露距离的计算 (19)11.1 隐身性能的计算 (20)11.2暴露距离 (20)11.3 纵向逼近距离 (20)11.4 隐身穿越的最小横距 (20)11.5 尾向暴露距离 (21)11.6 可探测范围图 (21)雷达是现代军事防御武器系统应用得最广、数量最大的设备之一。

雷达按功能分为用于远程预警的警戒雷达,用于高炮和导弹控制的炮瞄雷达和火控雷达,用于飞机导航的引导雷达等;按工作体制分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲多普勒雷达、MTI/MTD雷达;其常用波段有L、S、C、X、Ku等,波长从dm到mm。

由于雷达的种类多种多样,它们对飞行器的探测方法和探测性能也各不相同。

本章的研究范围仅限于飞行器对地面脉冲雷达的隐身性能计算。

隐身性能对于现代军用飞机特别是战斗机来说具有十分重要的意义。

从形式上来说,隐身是美国研制的第四代战斗机的四大特征之一。

从实质上说,对于目前军用飞机所面临的越来越危险的作战环境,隐身是降低其作战损失、提高生存率的重要手段。

国内对于飞行器隐身技术的研究已有二十多年的历史,已经发展了大量的实用技术,总结了许许多多的隐身设计方法,得到了多种RCS分析软件。

但目前国内对于飞行器的雷达散射截面与隐身性能的关系尚没有进行深入的研究,这就造成了常常采用雷达散射截面RCS作为隐身性能的评价指标,RCS高,则隐身性能差。

但是,飞行器的雷达散射截面与雷达波的频率、极化方式、方位角、俯仰角等因素有关,采用什么频率、什么极化、多大角度范围的RCS之作为评价其隐身特性参数,没有确实的依据。

另外,在设计一架新型飞机时,如何确定其RCS指标,如果参照国外同类飞机的水平,这些指标往往有夸大的宣传作用,实际难以做到;如果根据各自的经验拍脑袋确定,又缺乏依据。

显然RCS指标的确定缺乏系统的、科学的方法和依据。

如果不解决飞行器的雷达散射截面与隐身性能的关系问题,不具备隐身性能的评估方法,就无法对新研制的战斗机提出有依据的雷达散射截面指标,并据此进行隐身设计和RCS控制;对于不同的总体方案,无法根据其雷达散射截面的差别给出其隐身性能优劣的判断;更进一步,当飞行器的RCS指标与其它性能指标发生矛盾需要通过权衡、做出让步时,RCS指标的降低会使飞行器的隐身性能变坏多少,整个系统的效能会因此降低多少,无法进行定量估算。

总之,这个问题是飞行器雷达隐身技术研究的根本问题,如果不解决,势必给第四代战斗机乃至以后的UCA V等新型战斗机的发展带来困难,同时会阻碍飞行器的隐身技术的发展。

本文提出了以一定的发现概率和累积发现概率对应的暴露距离作为飞行器雷达隐身性能的衡量指标,以完善以往用RCS 作为隐身性能衡量的指标体系。

1. 等效地球假设受地球大气折射率随高度变化的影响,电磁波在大气中的传播轨迹不是直线,而是曲线。

因此就存在下面两个问题:(1) 在雷达天线和目标之间,雷达射线实际传播的距离并不等于两者之间的直线距离。

那么,怎样计算雷达射线在两者之间的真实传播距离。

(2) 目标相对于雷达入射线的真正俯仰角不同于两者之间的几何连线与目标构成的俯仰角。

那么,如何求得真正的俯仰角。

研究结果表明,等效地球半径法可以解决上述问题[1,2]。

该方法是将地球的半径a=6370km 乘以4/3,得到等效地球半径e a =8493km 。

在这样一个放大了的虚拟地球周围,雷达射线的传播如同在自由空间一样沿直线进行,而由此确定的目标与雷达之间的距离、目标仰角近似等于在真实地球半径、真实大气条件下的数值。

根据等效地球半径法,可以得到雷达与目标之间的距离R 与雷达天线仰角a θ的关系如下式:a a e a a e t e h a h a h a R θθsin )(cos )()(222+-+-+= (1)式中:t h —目标高度;a h —雷达天线高度; a θ—雷达天线仰角。

目标仰角t θ与雷达天线仰角a θ之间的关系如下式: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=a t e a e t h a h a θθcos arccos (2)可见,当a θ=0º时,t θ存在最小值m in ,t θ ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=t e ae t h a h a arccos min ,θ (3)显然,即当飞机飞行高度大于天线高度时,m in ,t θ>0,即飞机永远不可能以0º仰角对准雷达天线。

雷达与目标之间的距离R 与目标仰角t θ的关系式: θθ222cos )()(sin )(t e a e t e h a h a h a R +-++=μ (4) 上式中的“±”号,当a θ<0时取“+”号;当a θ>0时取“-”号。

2. 飞行器雷达隐身性能计算方法的提出飞行器在与雷达的对抗过程中,照射角度在不断变化,因而RCS 也在剧烈变化。

以前的做法常采用某个角度范围的RCS 平均值来估算雷达对其作用距离。

这种方法只能是一种很粗略的大致估计,其结果有时甚至没有实际意义。

参考文献[1]通过简化雷达方程,提出了计算飞行器隐身性能的临界俯、仰角法,给出了计算暴露距离、发现概率的过程和步骤,为后人的工作奠定了很好的基础。

雷达对目标的检测特性,是用一定虚警概率条件下的发现概率来衡量的。

因此,用发现概率,以及某个特殊发现概率所对应的暴露距离作为指标来评估一种飞行器在不同飞行高度下隐身性能的好坏,或者进行不同飞行器的隐身性能优劣对比,或者比较飞行器的RCS 变化后隐身性能的差别,无疑是合适的。

本文将飞行器隐身性能的衡量指标初步确定为发现概率d P ,对应于50%发现概率的暴露距离()exp 50d R 以及对应于累积发现概率90%的暴露距离()exp 90c R 。

提出()exp 50d R 的依据是按照一般的发现概率曲线,当d P 大于50%后,d P 随距离的变小而增加的很快。

()exp 90c R 的提出是考虑雷达探测的积累效应,防止d P 曲线在较大距离范围内低于50%而始终认为未被发现。

3. 雷达方程的简化当一架飞行器以一定高度飞近一部雷达过程中,一方面,雷达的天线仰角a θ逐渐增大,目标与雷达之间距离R 逐渐减小,雷达射线与目标轴线夹角即目标仰角θ也逐渐增大,θ所对应的飞行器雷达散射截面也在变化。

飞行器实际雷达散射截面可以用两种方法得到:一是制作飞行器的缩比模型,通过在外场或者暗室进行RCS 测试,将得到的数据进行转换后得到飞行器在一定频率下的雷达散射截面;二是用计算机软件对飞行器进行造型,对其提取数据后转入RCS 计算程序进行雷达散射截面计算。

另一方面,雷达的作用距离同目标的雷达散射截面之间的关系由雷达方程来描述:R P G KT C S N L L F t s b s max min ()(/)=⎡⎣⎢⎤⎦⎥τσλπα223144 (5)式中max R —雷达最大作用距离,km ;t P —雷达发射机输出功率,W —瓦特; τ—脉冲宽度,s —秒;G —天线增益;σ—目标的雷达散射截面,m 2;λ—雷达工作波长,m ;k —k=1.38×10-23Ws/K ,为波尔兹曼常数;s T —系统噪声温度,K —开尔文;b C —滤波器与信号波形匹配程度的系数;()min N S —最低可检测信噪比,对应于一定发现概率和虚警概率;s L —系统损耗因子;αL —大气损耗因子;F —方向图传播因子。

用式(2-1)来全面解释一部雷达的作用距离的含义就是:对于散射截面为σ的目标,当取发现概率为d P ,虚警概率为fa P 时,雷达作用距离为max R 。

要计算雷达对具有一定雷达散射截面目标的作用距离或者发现概率的大小需要依靠雷达方程。

而雷达方程的参数中许多是不得而知的。

国内对雷达方程进行了长期的研究,提出了一种简化方法,将其中反映雷达本身特性的参数用一个所谓“雷达系统特征常数”表示,而将其中与环境有关的参数分离出来单独计算。

本文采用了该方法。

该方法的主要思路是,将雷达方程中与雷达波传播路径有关的参数如方向图传播因子、大气损耗系数分离出来,将其它与雷达波传播路径无关的参数用雷达系统特征常数s C 来代替,即定义为s b s t s L C KT G P C 322)4(πλτ= (6) 这样s C 的计算式为: max 44max min )/(ˆ)/(ασL F R N S C s = (m 2) (7)式中R max 为雷达的最大作用距离,∃σ和P ˆ分别是R max 所对应的目标散射截面和发现概率,αL 是大气衰减因子。

s C 的计算方法是:在一定的地貌条件下(一般是三级综合海情),对距离为R max 、不同天线仰角上(在该雷达天线扫描范围内)的若干点,计算其F 、L α值。

在将F 、L α求出后,再将雷达性能数据中的R max 和∃σ,以及αL F 4的最大值max 4)(αL F 带入(3-3)式,就可计算出对应于发现概率∃P 的雷达系统特征常数sC 。

4. 方向图传播因子的计算雷达方程中的方向图传播因子F 与电磁波的频率、极化方式、地貌(或海情)等因素有关。

具体可按下列公式进行计算αχχcos 212++=d f F (8)d r s f f D ρρχ0= (9)d r ββϕλπδα-++=2(10) 式中 χ —总反射系数;0ρ —电磁反射系数;s ρ—粗糙度因子;D —扩散因子;d f 、r f —天线方向图系数幅值在直射路径及反射路径上的数值;d β、r β—天线方向图系数相位角在直射路径及反射路径上的数值;α—直射波与反射波的总相位差;δ—直射波路径与反射波路径的差值;λ —雷达的工作波长;ϕ —反射波的相位变化。

其中的各个参数的计算方法见文献[1]或[2],本文不再赘述。

5. 大气损耗的计算雷达方程中的大气衰减因子是两个因子的乘积:abs len L L L =α (11)式中,len L 为大气透镜效应损耗因子,它是传播距离R 及天线射线仰角a θ的函数,可利用图通过插值方法求得;abs L 为大气吸收损耗因子,它是传播距离R 、天线射线仰角a θ以及雷达波频率f 的函数,可利用图2-2及参考文献[1]中同类曲线通过插值的方法求得,也可以按有关的计算方法求得。

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