桅桿RCS可視化計(jì)算及風(fēng)洞實(shí)驗(yàn).pdf

1、桅桿作為軍艦最上層的建筑，是軍艦重要的雷達(dá)散射源，對(duì)其進(jìn)行隱身化設(shè)計(jì)可以有效地提高全艦的隱身性能。在現(xiàn)代艦船設(shè)計(jì)中，封閉式筒形結(jié)構(gòu)的桅桿因外形特殊，雷達(dá)散射截面積小，隱身效果好而被廣泛采用。而桅桿作為軍艦重要的雷達(dá)等電子設(shè)備的安裝平臺(tái)，其表面不可避免的會(huì)分布著大量的凸出結(jié)構(gòu)，且桅桿一般為大尺寸結(jié)構(gòu)，這就給桅桿的雷達(dá)散射計(jì)算帶來(lái)很多困難。在以往的桅桿設(shè)計(jì)中，主要采用桁架式結(jié)構(gòu)，風(fēng)載荷對(duì)其影響較小，而隨著封閉式桅桿在現(xiàn)代化軍艦設(shè)計(jì)建造的普遍

2、應(yīng)用，風(fēng)載荷的影響不可忽視。因此有必要通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，對(duì)封閉式桅桿表面的風(fēng)壓分布進(jìn)行研究。
　　首先，對(duì)隱身桅桿的研究發(fā)展現(xiàn)狀以及其對(duì)艦船整體隱身的重要意義進(jìn)行總結(jié)，隨后對(duì)目標(biāo)散射特性進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，包括電磁特性和目標(biāo)RCS的計(jì)算方法。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，選定圖形電磁算法（Graphical Electromagnetic Computing，GRECO）作為桅桿RCS計(jì)算的方法，隨后推導(dǎo)了GRECO法的計(jì)算公式，并編寫(xiě)了程序，而后通過(guò)相

3、關(guān)算例對(duì)比，分析了該算法存在的缺點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。隨后將金屬涂覆雷達(dá)吸波材料（Radar-absorbing material，RAM）散射計(jì)算方法和多次散射計(jì)算方法引入到改進(jìn)的GRECO法中，得到了一種可對(duì)復(fù)雜目標(biāo)涂覆雷達(dá)吸波材料進(jìn)行可視化計(jì)算的方法。
　　其次，以某型桅桿為例，先將模型進(jìn)行分組，計(jì)算每組的雷達(dá)散射，分析其主要散射源，而后對(duì)桅桿進(jìn)行針對(duì)性的隱身化修改，修改完成后對(duì)該桅桿的RCS進(jìn)行二次計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果表

4、明桅桿的RCS特征值已滿足要求，但在某些角度上峰值比較大，隨后對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題繼續(xù)進(jìn)行修改，最后對(duì)該桅桿進(jìn)行第三次RCS計(jì)算，結(jié)果表明桅桿的RCS特征值滿足設(shè)計(jì)要求，各個(gè)峰值也有較大幅度的降低。由于種種原因，在這里沒(méi)有對(duì)該桅桿涂覆RAM后的隱身性能進(jìn)行分析。
　　最后，對(duì)完成隱身化改進(jìn)的桅桿，依托大連理工大學(xué)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，在風(fēng)速15m/s，風(fēng)向角0°～360°范圍內(nèi)，對(duì)該桅桿進(jìn)行了1∶15的風(fēng)載實(shí)驗(yàn)，獲得了五種工況下桅桿表面的風(fēng)壓數(shù)據(jù)。