离散∕堆积理论在大尺寸轻质模型设计中的应用

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1、第4卷第2期2013年5月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．4NO．2Mav2013文章编号：1674—8190(2013)02—252—04离散／堆积理论在大尺寸轻质模型设计中的应用董海峰，高旭，王健，艾俊强(中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，西安710089)摘要：为了解决大尺寸金属雷达隐身测试模型在设计中遇到的重量问题，借鉴快速成型技术中的离散／堆积理论，提出采用离散化重点剖面框架加堆积式蒙皮的模型设计方法，基于此方法设计并加工隐

2、身测试用的金属模型。试验证明该模型符合隐身试验要求，且实现了模型重量小于50kg的轻质化目标。此设计方法可提高隐身模型设计加工的水平并可减少试验成本。关键词：雷达散射；隐身测试；大尺寸轻质模型；离散／堆积中图分类号：V260．1文献标识码：AApplicationofDiscreteData／AccumulationTheoryonLarge—sizeLightModelDesignDongHaifeng，GaoXu，WangJian，AiJunqiang(TheFirstAircraftInstitute，Av

3、iationIndustyCorporationofChina，Xi’an710089，China)Abstract：Basedonthediscretedata／accumulationtheoryofrapidprototypingtechnology，amethodforstealthmodeldesignisgiventOsolvetheproblemofweightinlargesizestealthmodeldesign．Metalmodelisdesignedandmanufacturedbyusi

4、ngsomediscreteframesandcumulatesurfaceforstealthtest．Thetestshowsthatthemodelmeetsstealthtestrequirement，whilethemodelislighterthan50kg．Thismethodcanimprovethepreci—sionofradarstealthmodeldesignandreducetestCOSt．Keywords：radarcross；stealthtest；large-sizelight

5、model；discretedate／accumulation0引言随着现代战争形式的发展，高隐身远程作战飞机成为军用飞机设计的迫切需求。作为飞行器雷达隐身设计方案的有效检验和评估手段，雷达隐身测试技术受到全世界的关注。由此发展出了系统的隐身性能测试方法，包括紧缩场缩比模型测试和全尺寸目标测试，对整机进行目标特性采集与隐身效果鉴定等。美国宣称F-22飞机全程采用紧缩场缩比模型测试来完成隐身设计。因此，隐身测试模型的设计对全机隐身性能地评定有着重要影响。目前常用的隐身测试模型的设计和加工方法收稿日期：2013-02

6、27；修回日期：2013042I通信作者：高旭，nineg@163．com的思路如下：数模采用实体设计、数控加工整体成型的方法，结构简单，分块数少，由减重孔进行局部减重，不同模块之间直接采用沉头钉连接。在模型尺寸较小的情况下，这种设计和加工方法可满足飞机概念设计阶段的高度缩比小模型使用；但在加工大尺寸模型时就会带来严重的重量问题。如某试验采用上述设计和加工方法制造的硬铝模型，重60kg，超出了泡沫支架的最大承重(50kg)；虽然试验最终正常完成，但支架变形对测试环境的影响以及在支架上吊装过程耗时过久的弊端，影响了

7、试验精度。本文提出一种应用离散／堆积理论的大尺寸金属模型设计方法，使制造出的模型具有重量轻的优点，节约成本的同时减少试验环境变化对目标测试的影响，解决飞机隐身性能测试模型超重带来的问题，也有助于提高测试精度。第2期董海峰等：离散／堆积理论在大尺寸轻质模型设计中的应用253离散／堆积理论概述离散／堆积成型思想的广泛应用是以快速成型技术(RapidPrototyping，简称RP)1]的兴起为代表的。快速成型技术是20世纪80年代中后期发展起来的新型数字制造工艺技术。RP技术的加工原理是基于离散／堆积理论，由CAD模

8、型直接驱动，把零件的三维数字模型进行离散化，然后按照数字积分的思路进行逐层加工，以快速完成任意复杂形状三维实体零件的制作加工。快速成型技术是继数控技术之后制造业的又一次重大革命。离散／堆积成型过程可分为数据处理(离散)和物理实现(堆积)两个阶段，如图1所示。图1离散／堆积成型技术不慈图Fig．1Schematicdiagramofdiscretedata／accumula