高超声速飞行器气动隐身一体化设计

【作者】 刘衍旭； 陈树生； 顾奕然； 冯聪； 高正红；

【机构】 西北工业大学大学航空学院； 中航工业第一飞机设计研究院；

【摘要】 隐身性能是影响高超声速武器作战效能的关键指标之一。近年来探测反导技术的发展对高超声速飞行器的生存以及突防构成了重大威胁,因此需提出一种兼具良好隐身特性的气动外形,为工程应用提供有价值的参考。本文以HTV-2飞行器外形为研究对象,采用CFD数值模拟和高频近似算法,对其气动特性及隐身特性进行评估。接着,基于类HTV-2外形,采用截取重要截面轮廓线,均匀选取控制点并重构成三维外形的方法,获得一种锐边化飞行器外形。在此基础上,本文计算评估了锐边化外形的升阻特性以及雷达散射截面(RCS)。与原外形对比可知,锐边化外形在各迎角下阻力系数均有所降低,升力系数与升阻比在部分姿态下略微降低,在部分姿态下得到改善;同时,在主要威胁范围内,即俯仰角±30°,偏航角±60°角域,飞行器的RCS均值显著降低。但锐边化外形的棱边会产生较强的边缘绕射,导致部分方向上雷达散射特性更为明显。为消除边缘绕射的影响,本文通过倒圆角的方式对锐边化外形的棱边进行了圆润化处理,实现了RCS的进一步减缩。此外,本文还进一步研究了在不同位置倒圆角以及圆角半径对飞行器隐身特性的影响。结果表明,在尾部截面倒圆角能最大程度改善飞行器的隐身特性,圆角的最佳尺寸为160-180mm。更多还原