文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
飞行器气动与隐身综合设计研究
姓名:王明亮
申请学位级别:硕士
专业:飞行器设计
指导教师:高正红
20050301
摘要荻嗄勘暧呕砺郏⑽ú睦糠笪恢糜呕杓颇P停妨⒘近年来,随着对飞行器生存能力和作战效能要求的不断提高,在具有优良气动特性的基础上,隐身性能越来越成为飞行器设计要求的一项重要指标。由于隐身性能与毪行器外形、材料特性密切相关,因此,在气动外形布局设计’需把气动设计与隐身设计结合起来,通过采用外形隐身技术和材料隐身技术,实现飞行器外形的气动、隐身综合设计。本文从研究多目标优化问题的角度出发,利用外形气动‘硪惶寤杓品椒ǘ韵冉尚衅魍庑谓杏呕杓疲外形设计的基础上,通过设计多层吸波材料及其在飞行器表面的涂敷部位,从而改善飞行器的隐身性能。本文主要完成了以下几方而的工作:诶斫庹莆誦行器外形气动与隐身一体化设计方法基础上,针对扑隳?橹写嬖诘娜钡悖ü捎迷隽砍ざ热粕湎凳ǎ了理想导电体边缘的雷达散射截面扑愠绦颍岣吡朔尚衅鞅缘募啤K憔ǘ龋⒔岷衔锢砉庋Хḿ扑憔得娣瓷涑。梢越献既的预估全金属飞行器的佣纳屏朔尚衅魍庑纹胍硪灰惶化优化设计系统。莸绱懦±砺郏⒘私橹时砻鍾的计算模块。即采用等效传输线理论计算金属表面涂敷雷达吸波材料时的反射系数,并结合物理光学法和几何绕射方法分别计算介质表面和阻抗劈的雷达散射截面。材料涂敷位置优化模型的设计变量、目标函数和约束条件。并且建立了宽频双层吸波材料涂层优化模型。貌牧弦砩杓萍际酰疾炝顺9嫱庑魏偷蚏外形表面涂层的涂敷特点。并与外形气动、隐身一体化设计相结合,实现先进飞行器的高隐身性设计。关键词:气动、隐身综合优化设计,多日标优化,遗传算法,外形隐身技术,雷达吸波材料状锷⑸浣孛,气动外形西笱О渖涎宦畚
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第一章绪论§隐身技术的发展随着现代搽测技术的发展,为了提高军用飞行器的生存能力和突防能力,先进飞行器的设计不仅要具有优良的气动特性,而且要具有良好的隐身性能,以保证在超视距空战中先敌发现、先敌发射的优势。为了获得良好的隐身性能,需在飞行器外形设计初期就综合应用各种隐身措施,在获得优良气动特性的同时实现雷达散射截面的减缩。目前提高隐身性能的途径主要包括采用雷达吸波材料和外形隐身设计,本文从吸波材料和外形两方面开展飞行器气动与隐身综合设计研究。在隐身技术当中,外形隐身设计研究开展得比较广泛和深入。在飞行器设计领域,已经从单独的隐身设计发展到气动、隐身综合设计【!薄俊@纾拦囊身战斗机A思跎俜苫跋虻腞,在飞机表面大量使用了多面体平面,飞机外形大部分是直线而不是曲线,。虽然这样的设计使晌D壳笆澜缟弦硇阅茏詈玫囊恢志梅苫欢由于使用了以满足电磁特性为丰的设计目标,没有进行气动、隐身的综合设计,这使纳杓浦胁糠值匚朔苫钠阅埽斐善浠阅懿桓撸而大大降低了苫淖髡叫堋6缘谒拇蕉坊4淼南执米战飞行器,为提高其综合作战效能,对飞行器的隐身和机动性能都提出了极高的要求。为了使飞行器满足相应的设计要求,必须进行气动、隐身的综合设计。如美国的蕉坊哂谐錾ǖ囊硇阅埽狈苫咕弑噶己玫拿艚菪浴⒐失速机动性能和不加力超音速巡航等特性。国内从“七五”开始进行有关飞行器外形隐身的研究,开展了几何外形建模、气动力分析计算、す兰扑愫陀呕杓品椒ǖ妊芯浚忠呀⒘恕罢动外形与隐身一体化设计”系统一⋯。但是在这个一体化设计低持校琑的预估计算存在着一些问题,。在材料隐身方面,国内外对于材料隐身技术的研究主要是针对材料本身,即通过研究不同吸收剂的电磁特性,以及选择吸收剂、粘结剂和基体材料的搭配比例,研制具有高吸收性的新型材料,然后将其整体涂敷在飞:器表面。据报道,ú两.::;恕А度胀裂宦凫
§本文研究的内容料,获得了良好的隐身效果。但由于材料隐身是以增加重鼍为代价的,砻嫱糠蟮奈ú牧现卮沟梅尚衅鞯挠行г睾伞⒆饔镁嗬牒色行性能都受至擞跋臁因此,现代飞行器多采用局邹涂敷材料的方法。研究表明,如果任意得在行器表面局部位置涂敷吸波材料,往往难以实现良好的隐身效果,有时还会适得其反,造成某些方向上脑龃蟆R虼耍瓒圆牧贤糠蟮奈恢媒芯牡蒙计,通过在局部位置涂敷少角的吸波材料获得良好的隐身效果。在飞行器的跛跫际醯敝校庑紊杓剖腔袢「咭硇阅茏罨镜囊蛩兀它决定了飞行器雷达散射能量的空间分布特点,也影响着飞行器跛跛获得的最终效果。因此,在飞行器外形布局设计中,综台、协调气动与隐身的设计要求,最终将会获得良好的隐身效果。本文在飞行器外形气动与隐身一体化设计方法研究的基础上,针对高隐身设计要求,将气动外形设计与外形隐身技术相结合,对先进