高效粒子群算法研究及飞翼无人机气动隐身优化设计

针对飞翼布局无人机气动隐身多目标优化设计问题,以无人机翼面为设计对象,开展气动、隐身多目标优化设计研究。采用FFD方法实现飞翼布局的参数化表达;分别采用基于雷诺平均N-S方程的计算流体力学方法(CFD)及大面元物理光学法(LEPO)配合一致性几何绕射理论(UTD)计算边缘绕射场的RCS分析方法计算飞翼布局无人机的气动、隐身性能;选择结合基于动态超体积期望改善(EHVI)加点的动态Kriging代理模型与ASMOPSO算法的高效多目标粒子群算法对飞翼布局无人机进行综合寻优设计研究。在较少的调用真实目标函数的情况下,获得了比较优秀的Pareto前沿,通过对所选解的分析比较可知优化后的飞翼布局无人机在气动及隐身方面均优于原始构型。     

新型隐身材料的研究和发展

新型隐身材料是发展现代隐身技术的关键,已成为各国研究的热点。本文就国外隐身技术发展现状,材料隐身机理、隐身材料分类以及手性隐身材料、纳米隐身材料、多晶铁纤维吸收剂、导电高聚物材料和智能型隐身材料等几种新型隐身材料作了较为全面的介绍,旨在推动和强化我国在新型隐身材料领域研究的展开与深入。     

飞行器表面缝隙电磁散射特性研究

 在常规飞行器的各类电磁散射源中,缝隙属于弱散射源,但对于隐身飞行器,缝隙电磁散射不可忽略。为研究飞行器缝隙电磁散射特性,在不同极化下,将缝隙置于金属平板的对角线,削弱金属边缘电磁散射影响。通过系列雷达散射截面(RCS)测试分析,得到了缝隙电磁散射随缝隙宽度、（多缝隙）缝隙间距的变化规律,以及其极化特性。不同宽度单缝测试结果表明:对于水平极化,缝隙宽度小于波长的1/4时,缝隙的宽度增加将导致缝隙引起的表面波散射快速增长,反之,呈下降趋势;对于垂直极化,缝隙宽度较小时试件的电磁散射与无缝金属平板接近,当缝隙宽度大于波长的1/2时,宽度增加时,其散射增强。多缝隙测试结果表明缝隙间距会影响散射的空间分布、波峰位置,可以理解为对各单缝隙散射叠加效果的影响。垂直极化影响强于水平极化。     

雷达/激光复合隐身材料的实验研究

采用双层涂敷法,在雷达隐身材料表层喷涂薄层的激光隐身材料,制备了双层型雷达/激光复合隐身材料,并用紫外-可见-近红外分光光度计分别测试了涂敷激光涂层前后的激光反射率以及在微波暗室内测试了涂敷激光涂层前后的雷达波反射率.结果表明：涂敷激光涂层后,在1.06 μm处的反射率由2.24%降低到0.13%,在8～15 GHz范围内,对雷达波反射率没有不利影响,均小于-7.5 dB,且有一定的改善,显示该材料在8～15 GHz范围内可以很好地实现雷达与激光的复合隐身,在其他波段的兼容性有待于进一步研究.     

二元矢量喷管内外流场数值计算与隐身性分析

针对二元矢量喷管进行了相似性的全三维建模,对二元矢量喷管的流场和温度场进行了数值模拟,并对二元喷管隐身技术进行了分析。     

微小卫星隐身构型设计及优化分析

为研究天巡一号微小卫星的电磁散射特性, 建立了具有隐身外形设计的微小卫星电磁计算模型。采用物理光学法(PO)对不同状态下的雷达散射截面(RCS)进行数值计算, 并与微波暗室的试验结果对比, 验证了PO的准确性。在此基础上, 着重分析了卫星RCS入射角、极化、频率、电尺寸响应特性和全姿态角空间RCS响应特性。参考天巡一号的隐身构型设计, 将天巡一号优化为对称的尖锥构型, 通过不断增加尖锥棱边数来优化构型, 得到具有更低RCS构型的橄榄体卫星。结果表明:天巡一号的隐身姿态可有效应对单站雷达威胁, 最佳隐身姿态下的空间RCS均值低于非隐身姿态4.89 dBsm;在S波段(3 GHz)下, 橄榄体卫星RCS算术均值和RCS幅值分别低于天巡一号4.77 dBsm和31.66 dBsm;在X波段(10 GHz)下, 橄榄体卫星RCS算术均值和RCS幅值分别低于天巡一号3.65 dBsm和43.97 dBsm。      

X型尾翼临近空间飞艇隐身特性仿真

为了降低临近空间飞艇的雷达散射截面(RCS)特性,研究了X型尾翼变形角的不同对临近空间飞艇RCS特性的影响.采用物理光学法仿真出X型尾翼不同变形角对临近空间飞艇头向、侧向和尾向RCS特性的影响,并分别采用物理光学法和多层快速多极子法(MLFMM)计算对比球的RCS.对比说明了物理光学法是准确合适的.仿真结果表明,X型尾翼变形角的不同对飞艇头向RCS影响较小,对侧向的RCS影响较大.变形角从0°增加到20°时,侧向RCS减小到0°时的13.7%.X型尾翼的变形可以显著改善临近空间飞艇侧向隐身性能,同时增大了其他方向的RCS.     

基于空间信息的射频隐身数据链最优能量控制算法

为提高数据链的低被截获性能,提出了一种基于空间信息的射频隐身数据链最优能量控制算法。以数据链目标飞行区域的威胁因子为先验知识,基于数据链的实时空间信息,分析了影响数据链性能的各个参数,将辐射功率、开机时刻作为优化变量,以最小化辐射功率函数和最小化能量消耗函数作为目标,利用混合混沌粒子群优化算法对数据链通信模型进行优化,选取使两个目标函数最小的解作为最优解。仿真结果表明,算法与目前常见的数据链恒定功率辐射方法相比,在满足可靠通信的前提下,辐射功率较小,消耗能量较少,具有较好的射频隐身性能。     

不同形状弹头的导弹目标雷达散射截面的计算

对处于高频区的导弹目标的电磁散射特性进行了研究分析,综合运用各种高频方法,计算了三种典型形状弹头的飞航导弹目标的雷达散射截面,并经过了文献中给出的测量结果的验证。最后,依据仿真结果对如何实现导弹目标隐身的措施进行了讨论。     

隐身材料的发展和现状

一、前言 隐身技术是当今世界三大尖端军事技术之一。隐身技术与材料的发展与应用标志着国防高技术领域的重大突破。现代化战争胜负的关键在于谁先发现并摧毁对方,因此隐身技术已成为各国研究的热点。隐身技术在海湾战争中是起关键作用的先进技术之一。 目前,隐身技术已广泛应用于各军事领域,包括飞机、导弹、坦克、军舰、潜艇和地面军事设施。