飛行器翼面隱身結構的設計、分析與優(yōu)化研究.pdf

1、隱身性能是軍用飛行器的一項重要指標。提高飛行器隱身性能的一個有效措施是是采用隱身結構。飛行器隱身結構是一種既能滿足外形和結構要求，又能有效減少電磁波反射的多功能一體化結構，它由高透波率蒙皮、內(nèi)部吸波材料和承力結構組成。本文通過研究飛行器翼面隱身結構的方案設計、分析和優(yōu)化問題，探索如何設計高效的翼面隱身結構。研究內(nèi)容及主要結論包括：
　　 1）基于電磁散射的機理和機翼結構的特點，提出了幾種低成本的、主要面向無人機的翼面隱身結構方案

2、，并設計和制作了4種翼面隱身結構方案的物理模型。在微波暗室中對4種翼面隱身結構模型的雷達散射截面（RCS）進行試驗，通過與全金屬機翼模型RCS的對比，驗證了翼面隱身結構是縮減機翼的雷達散射截面（RCS）的有效措施。
　　 2）為了進一步研究翼面隱身結構的電磁散射特性，必須建立翼面隱身結構電磁散射特性數(shù)值分析模型。在分析和比較各種RCS計算方法基礎上，提出了應用時域有限差分法（FDTD）建立翼面隱身結構電磁散射特性數(shù)值分析模型。研

3、究表明：時域有限差分法是一種適合于隱身結構電磁散射特性的數(shù)值仿真方法，所建立的分析模型為定量地研究翼面隱身結構電磁散射特性提供了一個有效方法，為翼面隱身結構優(yōu)化設計準備了基礎。
　　 3）將翼面隱身結構應用于常規(guī)布局的飛航導彈和飛翼布局的無人作戰(zhàn)飛機，驗證翼面隱身結構在飛行器應用的效果。用FDTD法建立了飛航導彈和無人作戰(zhàn)飛機的電磁散射數(shù)值模型，并在典型方位上進行數(shù)值仿真。研究結果表明翼面隱身結構能有效降低飛行器的RCS。

4、>　　 4）為進一步挖掘翼面隱身結構縮減RCS的潛力，對翼面隱身結構優(yōu)化設計進行了研究。應用基于代理模型的優(yōu)化策略，在空間（方位角）和頻域上對翼面隱身結構的電磁散射特性進行優(yōu)化設計。考慮到翼面隱身結構在制造過程中存在偏差，有些設計參數(shù)具有一定的隨機性，因此又采用了穩(wěn)健優(yōu)化方法對翼面隱身結構進行優(yōu)化設計。優(yōu)化結果表明，采用穩(wěn)健優(yōu)化后，不僅可提高翼面隱身結構縮減RCS的能力，同時又使得翼面隱身結構的RCS縮減性能對設計參數(shù)的不確定性不敏感