雷达散射截面计算方法综述

对目标雷达散射截面（RCS）计算方法进行了总结，指出了各种方法的适用范围。以具有复杂外形特征的军用战斗机为例，用物理光学法进行了全机的RCS计算，验证了该方法在飞机设计中的实用性。     

高性能计算在飞机设计中的应用

介绍了高性能计算在国内外的发展现状,分析了高性能计算在飞机设计中的重要应用方向与发展需求,包括:气动力预测、噪音分析、滑流研究、雷达散射截面计算、飞行器多学科设计优化、空投空降和多体分离研究等。根据当前需求,建议发展百万亿次每秒的计算能力,并支持国有自主大型高性能计算应用软件开发工作。     

雷达散射截面面积对发现概率的影响

在深入分析了影响飞机生存力的几种因素的基础上,通过理论推导,建立了雷达输入端信噪比与发现概率及雷达散射截面面积与信噪比之间的关系,计算了雷达散射截面面积对发现概率影响.并在Matlab的环境下进行了数学仿真,仿真结果表明:当信噪比落在区间[5.6,12.5]内,发现概率随着信噪比的降低而陡降.在没有完全掌握敌方预警雷达参数的情况下,通过假设定量的给出调整雷达散射截面面积的最佳范围.     

武装直升机机身与旋翼的RCS计算与分析

基于物理光学法的电磁散射计算方法对武装直升机机身和旋翼的雷达散射截面进行计算,并对武装直升机外形隐身设计进行分析。该方法多用于计算复杂目标的雷达散射截面的估算。本文对两种武装直升机机身建模并进行了雷达散射截面的仿真计算。计算结果表明II型武装直升机机身的隐身设计在头向和尾向大大降低了RCS,使得雷达对隐身目标的总体可探测距离减小。本文还利用物理光学法和准静止法计算和分析了直升机旋翼的时域和频域雷达散射。     

航迹规划中雷达探测空间的生成

从飞机突防习行任务规划出发，综合考虑地球曲率、陆地（或海洋）的反射和杂波干扰、大气折射和吸收损耗等因素的影响，采用临界散射截面法生成了对空警戒雷达在不同地貌、发现概率下，对不同雷达散射截面的目标的探测空间。计算并分析了飞行高度、目标雷达散射截面、发现概率和地貌等因素对雷达探测空间的影响，以便选择低探测概率的飞行走廓，这对制定和实施安全突防飞行策略有实际意义。     

基于离散伴随方程的三维雷达散射截面几何敏感度计算

针对有限差分法计算雷达散射截面（RCS）梯度效率低，采用高精度雷达散射截面评估时计算代价高的问题，提出了一种基于麦克斯韦积分方程离散伴随方程的RCS梯度高效计算方法。基于伴随方程的梯度计算可以通过一次雷达散射截面求解、一次伴随方程求解获得RCS关于所有设计变量的梯度。其中麦克斯韦积分方程离散伴随方程的形式与原方程基本一致，可以采用矩量法（MOM）及多层快速多极子算法（MLFMA）求解。伴随方程求解计算量与直接雷达散射截面评估基本一致，存储量在直接雷达散射截面评估的基础上增加不明显。通过双椎体模型、导弹模型对基于矩量法、多层快速多极子算法的伴随梯度进行验证，证明了基于伴随方法的RCS梯度计算可以实现复杂外形中RCS梯度的高效、高精度求解，为基于梯度的高精度气动/隐身一体化优化提供了基础。     

飞行器对下视PD雷达隐身性能计算方法

通过研究杂波频谱密度与等多普勒线对应角度的关系，推导了目标信号落在旁瓣杂波频谱不同位置时临界散射截面的算法．在无需知道ＰＤ雷达脉冲积累数的情况下，得到了ＰＤ雷达载机与目标飞机以任意姿态遭遇时、对应于任何发现概率的临界散射截面的计算方法．经分析算例表明，如果战斗机或攻击机既具有超音速巡航能力又采用了隐身技术，将对敌方的下视警戒系统构成威胁．     

基于雷达散射截面约束的气动优化设计

采用拉格朗日乘子法优化设计了雷达散射截面约束条件下的锥形融合气动外形.拉格朗日乘子法中的极小化问题采用动态演化的优化设计方法求解.该方法是一种基于非定常演化的优化设计方法,即在求解非定常流动支配方程的时候同时履行优化过程,较其它基于定常解的优化方法具有高得多的计算效率.其中的雷达散射截面通过求解非结构的笛卡儿网格上的时域麦克斯韦方程来得到,而升阻比则通过求解锥形流方程来计算.通过优化设计,得到了M∞=8.0时,升阻比为4.98,雷达散射截面只有1.66m2的锥形融合气动外形.     

电子干扰对飞机生存力的影响

介绍了对敌方空防系统实施电子干扰时飞机生存概率的计算方法；以飞机对某一目标要地突防为例，计算了飞机的生存概率。结果表明，对敌方空防系统实施电子干扰可以降低飞机被探测的概率，缩短截击机对飞机的最远拦截距离，降低地空导弹对飞机的射击精度。在缩短飞机雷达散射截面的同时，对敌方空防系统实施电子干扰可以显著提高飞机的生存力。     

腹部油箱对飞机雷达隐身特性的影响

采用物理光学(PO)与一致绕射理论(UTD)混合方法,分别计算了某战斗机不携带副油箱以及腹部携带外挂副油箱、保形油箱时的雷达散射截面积(RCS)。根据计算结果,讨论了腹部油箱对飞机雷达隐身特性的影响。研究表明,在飞机下方及侧方RCS较小的方位,外挂副油箱对飞机RCS的贡献较为明显,而保形油箱对飞机RCS的贡献始终很小。     

从二次世界大战到海湾战争的隐身技术

为了改进作战生存能力,近代美国军用飞机应用隐身技术以缩小飞机的雷达散射截面积(RCS)。本文从结构设计和雷达吸波材料研制两方面对隐身技术进行评述。     

增程制导炮弹气动外形设计

依据增程制导炮弹气动外形设计中需考虑的主要问题,分析了火箭助推-滑翔增程制导炮弹的弹道特点,进行了增程制导炮弹的气动外形设计和雷达散射截面(RCS)计算;实验结果表明:在Ma＝2.5~3.5范围内,增程制导炮弹的零阻比原外形方案的零阻约减少了30％;纵向静稳定度从原方案的4.5％提高到了9％;舵偏角与平衡攻角匹配合理,有较高的滑翔增程能力;RCS计算结果表明,在迎面±30及±60范围内,增程制导炮弹都具有较小的雷达散射截面。     

气动与隐身性能计算精度对飞行器设计的影响

将计算精度高的流场和电磁场求解算法引入到飞行器外形多目标优化设计中,研究了气动特性和雷达散射截面算法计算精度对外形设计结果的影响.以无人机外形气动与隐身一体化设计为例的研究结果表明,低精度优化设计的外形在实际应用中难以获得预期的性能,采用高精度计算模型的优化设计可以获得性能更优的外形.     

神奇的等离子体隐身

隐身技术已经成为战斗机划代的重要指标。目前,美国的隐身飞机发展最为成熟。通过在飞机外形上的独特设计和喷涂具有吸波功能的隐身涂料,使得F-117、B-2、F-22A 和最新的 F-35等隐身飞机的雷达散射截面积(RCS)大大减小。不过,美国人以外形隐身为主的方法无疑要损失飞机的机动性能,可以说是一种被动的隐身。和美国不同,俄罗斯将隐身技术的突破重点放在了等离子隐身上。近年来,俄     

先进飞行器气动隐身一体化设计方法研究现状与趋势

介绍了先进飞行器气动隐身一体化设计的研究现状与发展趋势。首先介绍了设计中的常用的数值模拟技术。针对气动力计算,重点分析对比了位势方程、Euler方程和N—S方程等气动力计算方法;针对隐身性能计算,重点分析对比了高频近似方法、时域法、频域法等雷达散射截面计算方法。在此基础上。讨论了先进飞行器气动隐身一体化设计的策略和步骤,最后对该设计方法的发展趋势进行了分析。     

高超声速滑翔飞行器锐边化气动隐身一体化设计

隐身性能是影响高超声速武器作战效能的关键指标之一，为提高高超声速滑翔飞行器的生存及突防能力，以HTV-2飞行器为初始外形，引入锐边化设计思想，提出一种兼具良好隐身性能的气动外形。首先采用CFD数值模拟和高频近似算法，对初始外形气动特性及隐身特性进行评估。接着通过截取重要截面轮廓线，在轮廓线上均匀选取控制点。最终将离散点重构成三维外形，设计了一种锐边化飞行器外形。在此基础上计算评估了锐边化外形的升阻特性及雷达散射截面（RCS）。与原外形对比可知锐边化外形气动性能变化较小，气动力系数变化量不超过7%；同时在主要威胁区域（即俯仰角±30°、偏航角±60°角域）内飞行器的RCS均值显著降低，平均降幅超20%。此外为消除边缘绕射的影响，通过倒圆角的方式对锐边化外形的棱边进行了圆润化处理，实现了主要威胁区域内RCS均值的进一步减缩，平均降幅超过60%。此外进一步研究了在不同位置倒圆角及圆角半径对飞行器隐身特性的影响。结果表明在尾部截面倒圆角能较大程度改善飞行器的隐身特性，圆角半径与飞行器特征长度之比为1.35%时较佳。     

微小卫星低可观测外形飞行姿态规划

为提高在轨微小卫星的使用效能及生存能力,提出一种微小卫星低可观测外形飞行姿态规划算法.根据微小卫星雷达散射截面(RCS)、轨道及雷达威胁特性,建立了可进行长时间内最佳飞行姿态规划的数学模型,设计了低计算复杂度的链表式个体结构及进化规划策略,并实现了算法对高威胁区优化规划的能力.同时,算法低迭代步长下的快速收敛特性以及进...     

浅谈隐身技术

隐身飞机所采用的隐身技术主要有以下三个方面:1 外形 设计飞机时,应尽量减少飞机在雷达屏幕上的面积;减弱飞机表面反射的雷达波。这就要求将飞机表面做得非常光滑,尽量减少突起,也就是说,飞机的外形要干净。因为这样可以将照射到的雷达波反射到另外方向上去,使其收不到回波。如美国洛克希德—马丁公司研制的著名的单座亚音速隐身战斗/攻击机F—117A,便是采用了独特的多面体外形设计,机翼和蝶形尾翼均采用菱形剖面,机身为两端尖削的飞行角锥体,机身框架上覆盖有平板型蒙皮,光滑融合过渡,发动机进气道和机身的顶部边缘与机翼前缘平行,尾喷口边缘与机翼后缘平行,整个飞机的外形都是由很多折面组成,使得雷达反射波集中在水平面的几个波束内,从而达到隐身目的。     

MXB7701/7781预浸料在ARJ21飞机雷达罩上的应用

ARJ21飞机机头雷达罩位于该飞机机身的头部,是飞机机身气动外形的一部分,同时又是气象雷达天线的电磁透波窗口,用以保护雷达天线免受飞行环境的有害影响.     

作战飞机动力装置气动力优化

以优化作战飞机动力装置的气动力设计为中心，首先分析了作战飞机动力装置的气动力要求以及目前在设计中存在的一些问题，详细论述了进气系统与排气系统的优化设计方法。随着发动机技术的进展和飞机的作战使用要求的不断提高，发动机进气和排气系统的设计变得越来越复杂，不但要适应飞机的飞行速度和高度的变化，还要能够满足飞机的隐身性要求，利用CFD技术可以开发先进的分析方法，分析复杂的流场，从气动力方面优化飞机的进气系统和排气系统。