舰载直升机旋翼后向雷达散射截面分析.pdf

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1、第5卷第3期中国舰船研究V01．5No．3兰Q!旦笙鱼旦曼坐旦!!!!!旦里坐!!皇堕虫垦!!!垒塑垒』坚翌：垫!Qdoi：10．3969／j．issn．1673—3185．2010．03．017舰载直升机旋翼后向雷达散射截面分析卞大鹏中国舰船研究设计中心军事代表室．湖北武汉430064摘要：通过准静态法．建立计算模型．利用物理光学法和物理绕射理论。计算旋转螺旋桨在不同入射角下的后向RCS值，分析旋转螺旋桨的后向雷达散射截面与叶片扭角和叶片数量的关系。认为调整螺旋桨叶片扭角能改变RCS最大值出现方向；增减叶片可改变螺旋桨RCS变化周

2、期，但不会改变RCS最大值。该研究结论对含螺旋桨飞行器的隐身设计具有一定的参考价值。关键词：旋转螺旋桨；物理光学法；物理绕射理论；雷达散射截面；叶片扭角中图分类号：TN011文献标志码：A文章编号：1673—3185(2010)03—74—04AnalysisofBackscatteringRadarCrossSectionbyRotatingPropellerofShipborneHelicopterB／anDa-pengMilitaryRepresentativeOfficeinChinaShipDevelopmentandDe

3、signCenter，Wuhan430064，ChinaAbstract：Thebackscatteringradarcrosssectionofrotatingpropellerofshipbomehelicopterwascalcu—latedbasedonphysicaloptics(PO)andphysicaltheoryofdiffraction(PTD)，combiningwiththequasi-stationarymethod．Theskewangleandthenumbersofvaneaffectingtheba

4、ckscatteringradarcrosssec-tion(RCS)ofrotatingpropellerwereinvestigated．TheresultsshowthatthemaximumRCSvaluewouldbechangedinthedirectionwiththeregulationofskewangleofpropellervane，andRCSvariationcycleinsteadofmaximumvaluechangedwiththenllmbel隅ofthevane．Theconclusiondraw

5、nfromthisinves-tigationwillbebeneficialtothestealthdesignofshipbornerotorcraft．Keyword：rotatingpropeller；physicaloptics；physicaltheoryofdiffraction；radarcrosssection；skewangle1引言从飞机到飞艇．现代飞行器中相当一部分是通过螺旋桨推进的．而螺旋桨是飞行器的强散射源之一．因而分析旋转螺旋桨的散射场对含螺旋桨飞行器的隐身设计是具有意义的。从目标探测和识别角度出发，文

6、献『1]对旋转螺旋桨的RCS的周期性变化进行了研究．并得出旋转螺旋桨的单站雷达散射截面随入射角的增大而减小的结论。本文利用不同方法进行了重新推导和计算．提出了不同观点．并迸一步研究了旋转螺旋桨RCS与叶片扭角和叶片数量之间的关系。2螺旋桨计算模型准静态法采用离散时间序列．在每一离散时间点假设散射体是静止的．然后计算此时静止散射场．最后结合目标运动规律可求出运动目标在电磁波照射下的散射场。旋转螺旋桨显然满足准静态法要求的两个条件：目标运动速度远小于光速目标和目标旋转角频率远小于入射波频率【2]。另外．螺旋桨可简化为一组间距一致、扭角相

7、同并绕同一轴心旋转的矩形平板叶片，如图1所示。以旋转轴为Z轴建立坐标系(X，y，Z)，叶片与X，y平面的夹角即叶片扭角为y；b为叶片宽度；国为叶片内缘与轴心的距离；n2为叶片外缘与轴心的距离。设开始时第一个叶片与X轴所构成的角为如。第i个叶片与第一个叶片所成的角为：以=三半肘为叶片总数，i=1。2⋯M；叶片旋转角速度为收稿日期：2010—01—30作者简介：卞大鹏(1981一)，男，硕士，工程师。研究方向：武备电子，航空保障。E．mail：bian341@sohu．com第3期卞大鹏：旋转螺旋桨后向雷达散射截面分析75图1旋转螺旋桨

8、简化模型∞，则t时刻第i个叶片与算轴所形成的角为：Q=tot+蜴+Q。因本文讨论后向散射，任取空间一点(r，0，qz)为入射点和观察点，则该点可表示为：}=a。sinocos孽+arsinosin蟹+；zCOS0式中，0为人射角；哕为