基于矩量法的机身截面电磁散射特性分析

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1、第4卷第1期航空工程进展V01．4No．12013年2月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGFeb．2013文章编号：1674—8190(2013)01—037—06基于矩量法的机身截面电磁散射特性分析姬金祖，王岩，黄沛霖，王英，鲁振毅(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：机身截面隐身设计是飞行器外形隐身设计的一个重要的方面。设计“凹曲面”、“凸曲面”和“平板曲面”三种典型的隐身飞机机身截面轮廓，采用矩量法(MoM)计算三种轮廓的雷达散射截面(RCS)

2、，并对表面电流密度分布进行研究。分析RCS随方位角的变化特性，比较各截面的隐身性能。分析结果表明：凹曲面和凸曲面机身可以有效降低侧向RCS，其中凸曲面的隐身效能更佳；平板曲面机身除正下方一个很窄的波峰外，侧向和下方RCS都很小，在对抗仰视雷达时具有很好的隐身性能。关键词：矩量法；电磁散射；雷达散射截面；隐身技术中图分类号：V218文献标识码：AStudyonElectromagneticScatteringCharacteristicsofFuselageSectionBasedonMethodofMomentjiJinzu

3、，WangYan，HuangPeilin，WangYing，LuZhenyi(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract：Thefuselagecross—sectiondesignisanimportantwayforairplanestealthdesign．Threetypicalstealthfuselagesections(concave，convexandplane-curve)are

4、designedandtheRadarCrossSection(RCS)andthesur—facecurrentarecalculatedwith2-dimensionalMethodofMoment(MoM)．Thecharacte“sticsofRCS’Svarianceversustheaspectangleareanalyzedandthestealthperformancesofthesectionsarecomparedviatheoverallandcriticalangledomain’SRCSaverag

5、es．TheanalysisresultsshowthatconcaveandconvexfuselagecanreducesideRCSandtheconvex’Sstealthperformanceisbetter．Plane—curvefuselage’Ssideanddown’SRCSissmallexceptforanarrowpeakrightinthedowndirectionandsuchfuselageisofgoodstealthperformanceincounte—ringup-lookingrada

6、r．Keywords：MethodofMoment；electromagneticscattering；RadarCrossSection；stealthtechnology0引言隐身技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用，成为一项不可或缺的军事技术。以减小雷达散射截面(RadarCrossSection，简称RCS)为目的的飞行器雷达隐身技术主要包括外形隐身设计、涂敷吸波材料、生成等离子体等。外形隐身设计具有效果好、适应波段宽、无需进行维护等优点，是隐身收稿日期：2012-08—26；修回日期：2012-12-05基金项目

7、：总装备部武器装备预先研究资助课题通信作者：姬金祖，jijinzu@buaa．edu．cn设计中普遍采用的重要手段[1≈]。飞机的表面包含多个散射源。机身通常有雷达舱、座舱、进气口、喷口等附加部件，这些附加部件都是飞机的头向、尾向强散射源[4。5]。雷达波从飞机侧向照射时，机身本身也成为强散射源，传统圆柱形状的机身能够形成非常强烈的镜面反射。隐身飞机的机身侧面一般设计为带有棱边的形式，以消除镜面反射。国外飞行器隐身技术已经相当成熟。洛克希德·马丁公司的F-22战斗机已经服役，该飞机在设计之初就已经充分考虑了把隐身性能作为重要

8、指标。洛克希德·马丁公司的联合打击战斗机F一航空工程进展第4卷35正在研制之中，将分为A、B、C三种型别，分别供美国空军、海军陆战队和海军使用。我国隐身战斗机J一20和J一31分别于2011年和2012年试飞成功。从以上飞机的外形来看，机身侧边都采用带有棱边的形式，从而可以避免机身的镜面强