【摘 要】
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目前战机常用的探测方式为雷达和红外探测,而发动机排气系统不仅是战机主要的红外辐射源,同时作为腔体结构也是飞机后向重要的雷达散射源,因此如何有效降低发动机排气系统的红外辐射和雷达信号强度成为隐身战机设计的重要问题,本文以此为背景,开展了发动机尾喷管红外和雷达隐身性能的研究。首先,依据尾喷管设计理论,设计了喷管型面参数获取程序,在基础参数相同的条件下,本文设计了轴对称喷管、二元喷管、5种不同中心线变化
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目前战机常用的探测方式为雷达和红外探测,而发动机排气系统不仅是战机主要的红外辐射源,同时作为腔体结构也是飞机后向重要的雷达散射源,因此如何有效降低发动机排气系统的红外辐射和雷达信号强度成为隐身战机设计的重要问题,本文以此为背景,开展了发动机尾喷管红外和雷达隐身性能的研究。首先,依据尾喷管设计理论,设计了喷管型面参数获取程序,在基础参数相同的条件下,本文设计了轴对称喷管、二元喷管、5种不同中心线变化规律和3种不同截面积变化规律的单S弯二元喷管。其次,在设计的喷管模型基础上,运用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,得到了不同模型的喷管气动性能参数和尾喷流温度场,结合气体动力学理论和红外辐射理论对比分析了轴对称喷管、二元喷管和单S弯喷管的气动性能和红外隐身性能,研究了中心线变化规律对单S弯二元喷管气动特性和红外隐身性能的影响。运用多层快速多极子方法(MLFMM)开展了尾喷管后向雷达散射截面(RCS)的仿真计算,得到了尾喷管后向雷达散射截面,分析比较了轴对称喷管、二元喷管和单S弯喷管的雷达隐身性能,研究了中心线变化规律和截面积变化规律对单S弯二元喷管雷达隐身性能的影响。最后,结合喷管的红外和雷达隐身性能,分析了各喷管的综合隐身性能。结果表明单S弯二元喷管相对二元喷管和轴对称喷管大幅度提高了综合隐身性能,二元喷管相对与轴对称喷管尾流高温核心区长度缩短了50%以上,提高了其红外隐身性能,采用中心线变化规律为缓急相当和截面积变化规律为缓解相当的单S弯二元喷管可同时取得优良的气动和隐身性能,为隐身喷管的设计提供了参考依据。
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