临近空间高超声速飞行器RCS特性研究-论文.pdf

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1、第35卷第6期宇航学报Vo1．35No．62014年6月JournalofAstronauticsJune2014临近空间高超声速飞行器RCS特性研究于哲峰，刘佳琪，刘连元，任爱民，梁世昌，陈旭明，邬润辉。，黄洁(1．中国空气动力研究与发展中心，绵阳621000；2．试验物理与计算数学国家级重点实验室，北京100076)摘要：首次系统地对升力体外形临近空间飞行器雷达散射截面(RCS)特性开展了研究，主要研究内容包括本体及绕流RCS特性研究，亚密湍流尾迹RCS特性研究和层流尾迹的RCS特性研究等。结果显示：等离子体绕流将降低飞行器后向RCS；亚密湍流尾迹对低频段RCS影响明显，对高频段影响不明

2、显。另外，双站雷达对临近空间高超声速飞行器也会有较好的探测效果。关键词：临近空间；高超声速飞行器；等离子体；尾迹；RCS特性中图分类号：TNO11文献标识码：A文章编号：1000．1328(2014)06-0713-07DoI：10．3873／j．issn．1000—1328．2014．06．014ResearchontheRCSCharacteristicsofHypersonicNearSpaceVehicleYUZhe．feng'，LIUJia．qi，LIULian—yuan，RENAi．min，LIANGShi—chang，CHENXu．ming，WURun．hui，HUANGJie

3、(1．ChinaAerodynamicsResearch＆DevelopmentCenter；Mianyang621000，China；2．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonTestPhysics＆NumericalMathematical，Beijing100076，China)Abstract：Whenanearspacehypersonicvehicle(NHV)reenterstheatmosphere，itsscatteringcharacteristicswouldbesignificantlychangedbythefor

4、mationofplasmasheathandwake．Inthispaper，thescatteringcharacteristicsoftypicalhypersonicnearspacevehiclearestudied．MaincontentsincludedtheRCSsimulatingofhypersonicvehiclesurroundedbyplasmasheath，underdenseturbulentwakeandlaminarwake．TheresuhsshowthattheRCSofhypersonicnearspacevehiclewouldbedecreased

5、byplasmasheathinthebackscatteringdirection．TheRCSofhypersonicnearspacevehiclewouldbeincreasedbytheunderdenseturbulentwakeatlowfrequency．Butwiththeincreaseofradarfrequency，theeffectofunderdenseturbulentwakewouldbeunobvious．Finally，Lowfrequencyradarandbistaticradararesuggestedtodetecthypersonicnearsp

6、acevehicle．Keywords：Nearspace；Hypersonicvehicle；Plasma；wake；RCScharacteristics声速飞行器在RCS特性方面具有如下特点：(1)长0引言时间在大气层中飞行，高超声速流场影响将非常严临近空间飞行器以高超声速在大气层中飞行重，RCS幅值、RCS雷达成像特性和多普勒特性等时，由于飞行器与空气的剧烈相互作用，将在表面形将发生变化；(2)飞行弹道低，飞行预警时间短，比成激波层，飞行器驻点周围的气体温度最高可达八常规弹道飞行器更难被雷达探测；(3)飞行弹道和千至一万摄氏度以上，高温使飞行器附近空气发生飞行器外形将更为复杂，RCS起

7、伏将更为剧烈。这电离，并使飞行器轻微烧蚀，形成等离子体绕流和尾些特点使得临近空间高超声速飞行器表现出与大气迹，将对飞行器RCS特性产生影响。临近空间高超层内常规飞行器和大气层外轨道飞行器在RCS特收稿13期：2013-05-02；修回13期：2013-10-30基金项目：国家自然科学基金资助项目(109020120，11272336)，国家重点基础研究发展计划(2014CB3402)714宇航学报第35卷性上