CN104302545A - 对雷达的可见性降低的多功能飞机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及飞机工业,特别是涉及用于侦察和击败空中、海上和陆地目标的作战飞机。本发明的目的是使飞机对于雷达的可见性的量降低至平均大约0.1平方米至1平方米。飞机包括机身(1)、翼板(2)、全动型垂直尾翼(AMVE)面板(3)、全动型水平尾翼(AMHE)面板(4)、座舱罩(5)、发动机进气口的水平唇部(6)、封闭排气口的细网格筛(7)、发动机进气口的侧向倾斜唇部(8)、动力装置RCS减少装置(9),以及空中加油探头舱襟翼(10)。为提供飞机上的雷达散射截面(RCS)的特定水平,在机体、动力装置、机载设备装置的光学和天线系统以及在飞行设备中的悬浮和可扩展的部分中实施一系列措施。
Description
技术领域
本发明涉及飞机工业,特别是涉及用于侦察和打击空中、海上和陆地目标的作战飞机。
背景技术
多功能飞机(Fomin A.V.Su-27.History of Fighter,Moscow,RAIntervestnik,1999,pp.208-251)包括机体;动力装置;通用飞机设备;显示/控制系统;武器、有源和无源对抗(active and passivecountermeasures)的综合设施;目标瞄准设备(雷达瞄准系统,光电瞄准系统);参数监测和记录系统;飞机间(inter-aircraft)和控制中心通信系统;飞行和导航系统;对抗系统;武器和无源对抗控制系统,这些组成部分通过战术信息、来自于控制指挥中心的指导、空域和地面的雷达监视、空域定位、地面和空中目标的侦察和支持、对武器的目标指定、有源雷达干扰、未修正的武器和具有被动热(passive heat)的飞机武器(ACW)的使用、用于陆地、空中和海上目标的被动和主动雷达导引头、无源对抗装置的使用,以提供导航、手动和自动控制模式的驾驶、系统的综合控制、飞机间导航和内部交换。
现有技术方案的缺点是其具有高数值的雷达散射截面积(RCS),雷达散射截面积(RCS)通过敌方雷达而限定飞机侦察的特性。现有飞机的RCS是大约10-15平方米(所选方面的平均值)。
发明内容
通过本发明所取得的技术成果是将飞机的对于雷达的可见性的量减少至平均大约为0.1平方米至1平方米。
Sais技术成果是通过以下事实实现的,即,在多功能飞机中包括机体、动力装置、机载设备装置,其中,空中武器容纳在机体内;进气管为S形,并且具有涂覆在进气管的壁上的雷达吸波涂层;在进气管中安装有用于将进气管的在进口导向叶片前方的几何截面划分成由圆柱面或平面限定的若干分隔腔的装置,并且进气管入口的扫掠唇部形成平行四边形;升力面的前缘和后缘、进气口和门襟翼的扫掠被限于两个或三个方向;横截面上的机身侧壁和全动式垂直尾翼在相同的方向上从垂直平面倾斜;进气和排气装置是被屏蔽的;空中加油探头舱由襟翼封闭;此外,在机体中的单独结构性和进入元件(structural and accesselements)之间的空间以导电密封剂填充;座舱罩玻璃被金属化;天线罩由频率选择性结构制成;光学传感器在空闲状态下能够翻转为以涂覆有雷达吸波涂层的背面面向照射雷达;天线舱由屏蔽隔板封闭;天线平面从垂直平面偏转;天线的至少一部分是机体单元的结构,并且天线馈电系统为基于雷达波长低反射天线。
附图说明
本发明通过附图进行说明,其中:
图1示出了具有整体气动布局的飞机的平面图;
图2是具有整体气动布局的飞机的仰视图;
图3是具有整体气动布局的飞机的正视图;
图4示出了图2的截面A-A;
图5示出了图2的截面B-B。
附图标记描述
1-机身
2-翼板
3-全动型垂直尾翼(AMVE)的面板
4-全动型水平尾翼(AMHE)的面板
5-座舱罩
6-发动机进气口的水平唇部
7-封闭排气口的细网格筛
8-发动机进气口的侧向倾斜唇部
9-动力装置RCS减小装置
10-空中加油探头舱的襟翼。
具体实施方式
机载设备的综合设施包括:通用飞机设备;显示/控制系统;武器、有源对抗和无源对抗的综合设施;目标瞄准设备(雷达瞄准系统,光电瞄准系统);参数监测和记录系统;飞机间和控制中心通信系统;飞行和导航系统;对抗系统;用于控制武器和无源对抗的系统,该综合设施通过成组的作战信息、来自于控制指挥中心的指导、空域和地面的雷达监视、空域定位、陆地和空中目标的侦察与支持、有源雷达干扰、未校正的武器和具有被动热的飞机武器的使用、用于陆地、空中和海上目标的被动和主动雷达导引头、无源对抗装置的使用,来提供导航、手动和自动控制模式的驾驶、系统的综合控制、飞机间导航和交换。
飞机的RCS是由以下组成部分的RCS组成的:机体;动力装置;机载设备的光学和天线系统;飞行设备中的悬浮和可扩展的部分。
机体和动力装置的RCS量级是由三个因素决定的:
-理论轮廓的形状和机体的布局,其中包括进气口和风道;
-机体单元、工艺上的和操作上的蒙皮、门、孔的结合部以及在机体的活动部分和固定部分之间的结合部的设计;
-雷达波吸收和屏蔽材料以及涂层的使用。
由于后向散射图表最大值向着最少的方向以及向着危险最少的扇区的再分配,因此理论轮廓的形状和机体的布局在某些方面能够减少所反射的电磁(EM)波的能量。
结构措施
由于来自于空中武器(AW)和AW发射器的照射雷达的电磁波的反射的消除,将AW定位在机体内能够使RCS整体减小。
与雷达波吸收涂层(RAC)相接合的S形进气管提供了在近轴向方向的RCS的减小。在前半球(forward hemisphere)(FHS)的其他扇区内,由于对发动机进口导向叶片(IGV)的屏蔽而使RCS减小,其中发动机进口导向叶片(IGV)的元件主要反射照射雷达的电磁(EM)波,其是FHS中的机体/发动机系统的RCS的实质性的部分(多达60%)。涂覆在进气(AI)管道的壁上的RAC降低了从IGV反射和再反射至管道壁的电磁信号的量级,从而减少了在FHS中的总体AI RCS。
用于减少前半球中的发动机RCS的进气管道中的装置9可以安装在IGV上游的任何形状的管道中,但是优选安装在“直”管道中。装置9起到在近轴向方向部分地封闭IGV而阻挡EM波的屏障的作用。除了屏蔽作用,装置9还将IGV上游的进气管道的几何截面划分成由圆柱形(或同心的或非同心的)表面或平的表面限定的一系列独立的腔,其中平的表面可以是平行或相交的。每个腔都具有比该区域中的进气管的横截面积更小的横截面积。这样的分割形式与分段壁的RAC涂层一起能够减少从IGV反射的和再反射至装置9的腔的壁的EM信号的量级,从而减少了FHS中的总体AI RCS水平。
将升力面的前缘和后缘、进气口和门襟翼的扫掠限制于不同于轴向方向的两个或三个方向(扫掠角度),能够使后向散射模式(BSP)的全局最大值朝向这些方向。该BSP会引起在FHS中的总体AI RCS水平的下降。
机身1的侧壁在横截面上的倾斜以及垂直空气动力学表面(垂直尾翼4、进气口的侧唇部8)在横截面上的沿相同方向的倾斜能够凭借射中机体的倾斜表面的EM波多次反射至不同于照射雷达的方向的一侧而降低侧半球(LHS)中的RCS。
通过结构元件和通过细网格筛来屏蔽进排气装置能够减少或消除由机体的“不规则结构”(例如孔、缝、腔)而引起的RCS成分(component),这是由于封闭不规则结构的网格的线性单元尺寸小于照射飞机的EM波的长度的1/4。在这种情况下,细网格起到屏障EM波的作用,从而减少RCS中的不规则结构的成分。
通过襟翼10封闭空中加油探头舱能够消除在总的飞机RCS中的舱和探头成分。
全动式垂直尾翼4的使用能够减少总的垂直尾翼的面积,因此能够降低从垂直尾翼反射的信号的水平,从而降低LHS中的RCS的量级。
导电密封剂的使用能够提供机体的单独结构性和进入元件之间的导电性,从而消除飞机RCS中的具有“不规则结构”(例如缝、结合部)的成分,这是因为不存在电的不规则结构就没有表面电磁波的散射。
RAC的使用能够显著地减小RCS的全局最大值,这是由于RAC的工作原理依赖于对射中材料的EM波的能量的部分吸收,因此能够降低所反射的雷达信号的水平。
使座舱罩玻璃金属化能够提供EM不透性,使得该玻璃基本上由不透的倾斜的壁形成,该倾斜的壁能够将入射EM波反射成远离照射雷达。
用于减少RCS中的机载设备成分的基本措施如下。
在天线罩中使用频率选择性结构,其中该频率选择性结构在自有天线的工作频率范围内是无线透明的,并且在(照射雷达的)其他频段内是无线不透明的。因此,来自照射雷达入射到天线罩上的电磁波沿远离照射方向再次被反射(因为天线罩形状由相对垂直平面倾斜的表面形成)。
光学传感器的光学零件在空闲状态下的旋转,以及RAC在背面上的应用。因此,在传感器的空闲(被动)状态(最小RCS的状态)下,传感器以涂覆有RAC的一侧面向照射雷达的方向,从而提供对入射EM波的部分吸收,进而减少RCS。
当已经在封闭舱中重复反射的入射波被放大并且辐射到外部空间中时,可以在天线罩中使用屏蔽隔板以消除行波效应。屏蔽隔板安装在天线柱的周围以绕该柱的周边。RAC涂覆在面向照射雷达的隔板壁上。在照射的时候,屏蔽隔板能够防止EM波透过天线舱并且能够吸收一些入射波的能量,从而降低RCS。
天线平面从垂直平面偏转,因此,天线的正常地从水平面的偏转将所反射的EM波的方向改变为远离照射雷达,从而减小天线的RCS。
减少天线的总数以及将飞机机身单元用作天线(例如,将垂直尾翼用作通信天线)。由于每个天线都会添加一定的RCS成分,因此减少天线的总数能够减小总的RCS。将现有的飞机机身单元(垂直尾翼)用作天线可以省去独立的天线,这与包括独立天线的实施例相比自然减小了RCS。
使用基于雷达波长低反射天线的天线馈线系统。通过下面的事实提供天线的低反射性能,即天线不延伸超出飞机的外部轮廓,而不会产生由于EM波的直接反射的飞机RCS成分。
前述措施的综合实施提供了对于雷达的可见性的最大程度的降低,并且对飞机的空气动力学、重量、加工、操作和其他特性的负面影响最小。
Claims (1)
1.多功能飞机,其包括机体、动力装置、机载设备装置,其特征在于,空中武器容纳在所述机体内;进气管是S形的,并且具有涂覆在所述进气管的壁上的雷达吸波涂层;在所述进气管中安装有用于将所述进气管的在进口导向叶片前方的几何截面划分成由圆柱面或平面限定的若干分隔腔的装置,进气管入口的扫掠唇部形成平行四边形;升力面的前缘和后缘、进气口、门襟翼的扫掠被限于两个或三个方向;横截面上的机身侧壁和全动型垂直尾翼在相同方向上从垂直平面倾斜;进排气装置是被屏蔽的;空中加油探头舱由襟翼封闭;此外,所述机体中的单独结构性和进入元件之间的空间以导电密封剂填充;座舱罩玻璃被金属化;天线罩由频率选择性结构制成;光学传感器在空闲状态下能够翻转为以涂覆有雷达吸波涂层的背面面向照射雷达;天线舱由屏蔽隔板封闭;天线平面从所述垂直平面偏转,其中所述天线的至少一部分是机体单元的结构,并且天线馈电系统为基于雷达波长低反射天线。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |