“双面”T-50 结语

<正>读完本期专题,相信读者一定对T-50有了更加全面而深入的认知。其既不是"苏-27的深度隐身改进版",也不是抄袭F-22的"猛禽斯基"。T-50不是一款简单一两句话就可以说清楚的战斗机,因为它具有独特的"两而性":T-50似乎不那么先进。从外形来看,T-50不具备F-22那样的全向隐身设计;从航电系统来说,目前俄罗斯尚未有一种AESA雷达正式服役,所以T-50预计搭载的AFAR-X主动相控阵雷达性能如何尚未可知;从动力方面来讲,能够确保T-50实现超声速巡航的第四代发动机依然在研制之中……尽管苏联解体     

飞行器外形多目标多学科综合优化设计方法研究

从多目标多学科综合设计的角度出发，探讨了飞行器外形优化设计方法。建立了针对飞行器外形设计的气动与隐身一体化优化设计模型；采用Pareto遗传算法，建立了多目标优化设计方法；并针对具体算例进行气动外形与隐身特性的综合优化设计，将所得优化设计结果，与初始外形相比较，可以看出，优化后气动和隐身性能都有较大提高，实际结果表明本文提出的方法具有可行性和适用性。     

飞翼无人机平面外形气动隐身优化设计

对一种双后掠飞翼布局隐身无人机(UAV)平面外形,基于参数化模型和网格自动划分技术,采用气动无黏/黏性数值求解模型和隐身工程评估方法结合单/多目标优化算法,在给定的变量设计空间中完成了气动隐身综合优化设计研究。通过多目标优化给出了布局气动升阻性能相对隐身性能的最优设计边界,指出了外形气动与隐身设计之间存在的冲突关系,即一方性能提升必会使另一方性能降低,不存在双方同时最优的解,飞翼外形设计时需要在气动与隐身间进行权衡折中。计算表明,在飞翼布局外形优化中应采用精度高的黏性气动计算模型。所建立的气动隐身一体化优化设计方法,为飞翼布局无人机外形精细设计奠定了基础。     

隐身性能约束的多目标气动外形优化设计

从飞机外形设计的总体、气动和隐身设计要求出发,根据多目标优化的基本概念,将Pareto方法与遗传优化搜索相结合,并采用了群体排序、基于共享机制的小生境技术和Pareto解集过滤器等技术使解集具有良好分布特性,在此基础上建立了一套可满足飞行器外形气动/隐身一体化综合优化设计优化模型和优化方法。文中针对飞行器外形优化设计要求,提出了复杂外形参数化和设计变量的选取原则。并根据某飞行器设计要求,进行了在以隐身特性为约束条件下,以亚声速和超声速气动特性为设计目标的飞行器外形综合优化设计,取得了良好的优化设计结果。     

类C-HGB布局锐边化气动隐身优化设计

C-HGB （Common Hypersonic Glide Body）作为美国现今试验成功率最高的高超声速滑翔飞行器已被美国防部列入重点发展项目，并预计发展为三军通用武器。本文针对此类"球+双锥+弹翼"的气动外形和隐身性能进行了研究。采用考虑交互作用的正交设计进行了多约束下参数敏感性分析，并采用改进的基于DE差分变异算子的具有自适应学习机制的优化算法进行气动优化，对优化后的外形采用简单高效的锐边化设计，在提高升阻比的同时可降低雷达散射截面积，极大提高突防能力。锐边设计改变了弹体部分表面温度分布，降低制造成本的同时对热防护系统的设计和红外隐身具有一定积极意义。结果表明：锐边化设计可以得到较好的气动隐身性能，是未来高超声速滑翔飞行器的潜在设计方案。     

新一代俄系战机的联合作战

<正>没有任何一种装备可以"所向无敌",其都必须在相应的体系支撑下才能发挥出最大威力。F-22如此,苏-35BM、T-50、S-400亦然。然而,当多型战机搭配作战或战机与防空导弹系统相结合时,却往往能够发挥出"1+12"的效果,而这种"加乘"效果不仅对传统装备,甚至对隐身战机也颇具威胁。     

大展弦比前掠翼气动隐身多目标优化

前掠翼布局优越的气动性能为无人机气动布局设计提供了一条新的方向。采用CST方法对翼型几何外形进行参数化描述,实现前掠翼气动和隐身多学科优化设计模型的参数化描述。建立了基于N-S方程的计算流体力学方法的前掠翼气动分析模型和基于矩量法的计算电磁学方法的前掠翼隐身分析模型。提出了基于Kriging模型的前掠翼气动隐身多目标优化方法,采用拉丁超方试验设计方法获取样本点,建立前掠翼气动和隐身的Kriging代理模型。将Pareto多目标遗传算法与Kriging代理模型结合进行大展弦比前掠翼的气动隐身多目标优化设计。研究结果表明,所建立的分析模型是合理的,所提出的多目标优化设计方法是可行的,能够有效提高大展弦比前掠翼性能与优化效率。     

F-35战斗机气动及隐身特性分析

以F-35战斗机为研究目标,对目标体进行三维外形重建,并对重建后的模型进行气动及隐身特性的计算和分析,首先采用了基于飞机三视图进行轮廓线提取来重建F-35全机理论外形的方法,引入了基于草图跟踪的CATIA三视图的标定,大大地提高了模型重建的精度。其次采用非结构网格对F-35的计算区域进行网格划分,采用EULER方程完成了F-35在亚声速、跨声速及超声速等飞行条件下的流场计算,分析了不同状态下的升力、阻力和大迎角气动特性。最后利用曲面像素法对F-35全机高频雷达目标特性进行了计算,提出了一种基于IGS数据转换格式的隐身计算网格生成方法,比较了不同俯仰角及方位角下的RCS特性曲线,分析了对RCS影响比较大的部件。     

飞行器气动与隐身性能一体化优化设计方法研究

首先根据多学科综合优化设计理论 ,针对飞行器外形布局设计特点 ,开展飞行器气动与隐身性能综合优化设计方法研究。分别采用线化格林函数法与粘性修正相结合以及物理光学法与等效电流法相结合的方法 ,建立了飞行器气动力特性与隐身特性的计算方法。利用多学科优化设计理论和遗传优化算法 ,开展了关于飞行器气动与隐身性能的协同优化设计方法研究。取得了初步的研究结果。     

在全尺寸F-22上进行的早期天线试验

美国空军正通过在外形修改成与F-22隐身外形一致的YF-22原型机机体上试验F-22天线系统来消除技术风险。这是罗姆实验室的工程师们在军机研制的最早阶段试验安装在全尺寸机体上的天线系统。由于采用了自动高速测量系统,这些试验也是罗姆实验室所进行的最为详细的试验。 由于F-22采用若干具有电子操纵波束的多元相控阵天线,比常规天线需测量更多的参数。罗姆实验室研制的新型计算机化测试系统可使工程师们控制相控阵雷达形成的可操纵电子扫描波束,并使波束在测量期间高速扫描。     

基于流体力学和电磁学方程数值求解的飞行器气动隐身一体化设计

介绍了基于流体力学和电磁学方程数值求解的飞行器气动隐身一体化设计方法.首先介绍了精度相对较高的飞行器气动和隐身特性数值计算方法,即,对于气动性能计算,求解的是结构网格上的NS方程加BL代数湍流模式;对于隐身特性计算,是用时域有限体积法来求解电磁学微分方程以获取RCS值.由于采用了高精度的数值方法,优化时单一设计点的气动性能计算和隐身性能计算变得较为耗时,因此在进行多目标遗传算法优化时本文采用了一种"少量样本计算+Kriging响应面模型建模"的优化策略.针对某类似X-47飞行器的一体化设计算例计算表明,上述设计方法是可行的,实现了优化设计中引入高精度的性能分析方法,有望提高优化结果的可信度.     

试谈俄罗斯的Ⅰ-42战斗机

I-42是俄罗斯米高扬设计局目前正在研制中的一种新型空中优势战斗机.它将于2000年以后作为俄罗斯空军的主力制空战斗机,取代现役的苏-27.I-42的研制工作始于1983年,当时美国的F-22尚处于方案论证阶段,因而从研制时间上看,并不比F-22晚多少.为了有效地抗衡F-22,I-42上采用了大量高新技术.俄军方要求该机的最大速度不低于苏-     

等离子隐身技术

<正>当美式隐身技术发展到F-22、B-2的阶段后,已能兼顾隐身外形与气动效率,仿佛达到登峰造极的程度。而俄罗斯却在1999年公开了一种截然不同的隐身技术:由Keldysh(凯尔迪什研究院)研发的等离子隐身技术,据称能在不修改外形的情况下将RCS降至原有的1/100。不过由于等离子隐身技术并非主流、加上多年来并未服役,使其备受保守军事媒体的非议。同时也由于等离子的性质并不广为人知,使得绝大多数抨击等离子隐身的文章的论据本身已有错误,而读者也无从判断,从而最终形成一种对等离子隐身的普遍质疑。     

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     

某飞翼布局隐身飞行器的翼型优化

对某飞翼布局无人机的翼型进行考虑隐身迎角的气动、隐身综合优化研究。采用基于非均匀有理B样条曲线的自由变形方法实现翼型的参数化表达;无限插值动网格方法生成气动求解的计算网格;分别采用基于雷诺平均N—S方程求解的计算流体力学方法及物理光学法计算翼型的气动、隐身性能;选择多目标遗传算法进行综合寻优设计研究。优化翼型兼顾了气动与隐身的要求,其综合性能优于原翼型。结果表明,方法具有较好的实用性。     

通用直升机隐身气动外形综合设计

对某型通用直升机进行隐身气动外形综合设计并对其参数化建模,通过数值模拟分析其隐身气动特性。电磁方面,采用物理光学法结合等效电磁流法进行RCS(Radar Cross Section)计算;气动方面,采用有限体积法求解Navier-Stokes方程计算直升机机身前飞状态下(不考虑旋翼气动干扰)的气动特性,结合工程经验公式估算旋翼对机身的气动干扰。结果表明:综合设计后,直升机雷达散射水平相对较低,机身前飞阻力得到较大的改善,但旋翼对机身的干扰作用有所增加;机身侧面(和垂尾)的倾角增大对直升机隐身特性有利,但对气动性能带来不利影响;选择合适的倾角可以使直升机在付出相对较小的气动代价前提下,降低雷达散射水平。     

F-22气动设计和气动性能分析(上)

美国F-22先进技术战斗机首次将隐身、高机动性和敏捷性、超音速巡航等特性融为一体,达到了任何现有和研制中战斗机无法比拟的性能和作战优势。这些单项技术本身就颇具挑战性,再加上要将它们融为一体,可以想象F-22在气动设计方面所面临的挑战也是前几代战斗机所不曾遇到的。     

“双面”T-50

<正>编者按2010年,当T-50"横空出世"时,很多人先是"惊讶"——美国在隐身战斗机领域"一家独大"的垄断局面终于被打破,后是"失落"—T-50无论怎么看似乎都难以比肩-22,总缺少点新一代战斗机的科幻与前卫气质。一转眼已经过去5年,F-22依然是F-22,而T-50则随着试飞进程的推进,越来越多的信息得以披露,人们慢慢     

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.     

隐身外形飞行器用埋入式进气道的设计与风洞实验研究

本文为隐身外形飞行器用埋入式进气道发展了一套设计方法。该方法的理论基础是埋入式进气道进气机理和气动S弯概念,其关键技术包含通道中心线设计、横截面面积变化规律设计以及横截面形状设计等,各技术可以方便地用数学方法加以描述,整个方法易于编程实现。并结合一种隐身外形无人机提出了埋入式进气道方案,通过实验得到了此类隐身外形飞行器用埋入式进气道的气动特性。结果表明,所提出的埋入式进气道方案可行,所设计的模型进气道性能良好,所发展的设计方法合理。同时验证了埋入式进气道进气机理的正确性,也表明隐身外形飞行器与埋入式进气道的组合方案具有十分光明的应用前景。