飞机表面上缝隙、口盖的散射分析和减小后向RCS设计

摘要

飞机雷达截面分析是隐身技术领域中非常重要的基础性研究，世界各国都投入大量的人力物力到这方面的研究当中。但是飞机表面存在着各种各样影响飞机隐身性能的因素，飞机表面上铝（钛）合金蒙皮围形成的二维缝隙和检修机口盖形成的三维缝隙可能对后向RCS（雷达散射截面积）产生较大的贡献，研究这些缝隙的RCS计算方法和减少后向RCS设计有重要的实用价值。
　　两种缝隙模型均采用有限元—边界积分方法求解。为了更贴近实际应用，创造性的提出了对缝隙采用吸收薄膜贴片，而不只是通常所用的用吸收涂料填充缝隙方法，它具有比涂料易于实施和容易交换等诸多的优点。为了使两种方法形成一定的比较，对二维缝隙采用吸收薄膜贴片的方法，而口盖的三维缝隙则采用吸收涂料填充的方法。
　　针对采用吸收薄膜方法的二维缝隙进行剖分和编码工作，用有限元法给出缝隙内场的公式，应用边界积分表示缝隙外部的场。用口面上切向场连续性条件把缝隙内场和缝隙外部场联结起来，形成 FEM+BI(有限元—边界积分法)矩阵方程组，通过直接法求解出口面棱边场。口盖三维缝隙采用的是吸收涂料填充的方法，在剖分、编码等问题上更复杂，需要更多时间去处理。着重解决稀疏带状矩阵存储、格林函数奇异性等问题的。
　　为了有效地改善缝隙的隐身性能，通过优化贴片、涂覆材料宽度和厚度，选择合适的材料电磁参数，进行多层材料和自拟材料设计等多种方法实现。用C++计算语言编制相关程序。可以在程序中定性的分析各种因素对缝隙隐身性能，就是不断地在程序中调整宽度、厚度和电磁参数等来实现优化。每调整一次都计算相关结果，然后编制成曲线图，对比文献中的结果，证明了这两种方法模型的正确性。

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第一章 绪论

1.1本文的研究背景和研究意义

1.2国外研究现状和发展趋势

1.3论文研究主要贡献及论文内容结构

第二章 二维缝隙的矢量有限元边界积分方法的散射分析

2.1 缝隙的RCS缩减所采用的主要方法

2.2有限元方法基本步骤

2.3二维缝隙剖分和编码问题

2.4 二维缝隙有限元方程组建立

2.5边界条件的强加

2.6 FEM+BI矩阵方程组的求解

2.7雷达散射截面积(RCS)

2.8雷达散射截面积的计算

第三章 口盖三维缝隙有限元方程组研究

3.1口盖的剖分和编码问题

3.2口盖三维缝隙有限元方程组的建立

3.3矩阵元K的计算

3.4散射场和散射截面积

3.5计算三维口盖RCS

第四章 雷达散射截面计算结果分析

4.1 二维缝隙RCS数据分析

4.2 口盖的三维缝隙RCS数据分析

第五单 总结

5.1 工作小结

5.2 后续可开展的工作

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果