RU2369530C1 - Device for reducing effective scattering area of aircraft engine channel - Google Patents
Device for reducing effective scattering area of aircraft engine channel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369530C1 RU2369530C1 RU2008123091/11A RU2008123091A RU2369530C1 RU 2369530 C1 RU2369530 C1 RU 2369530C1 RU 2008123091/11 A RU2008123091/11 A RU 2008123091/11A RU 2008123091 A RU2008123091 A RU 2008123091A RU 2369530 C1 RU2369530 C1 RU 2369530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spiral
- channel
- engine
- cavity
- spirals
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано для уменьшения эффективной площади рассеяния (ЭПР) полости канала двигателя летательного аппарата: воздухозаборника или сопла.The invention relates to the field of radar technology and can be used to reduce the effective scattering area (EPR) of the cavity of the channel of the aircraft engine: an air intake or nozzle.
Как показывают результаты экспериментальных исследований ЭПР летательных аппаратов (Радиолокационная заметность самолетов (по материалам открытой иностранной печати). Обзор ЦАГИ, №665. 1986 г. С.20.), в сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн в передней и задней полусферах основной вклад в их ЭПР вносят отражения от каналов воздухозаборников и сопел двигательных установок.As the results of experimental studies of the EPR of aircraft show (Radar signature of airplanes (based on open foreign press). TsAGI review, No. 665. 1986, p.20.), In the centimeter and decimeter wavelength ranges in the front and rear hemispheres the main contribution to their EPR are reflected from the channels of the air intakes and nozzles of the propulsion systems.
В настоящее время для повышения выживаемости боевых летательных аппаратов внедряются технологии, обеспечивающие их низкую радиолокационную заметность. В первую очередь конструкторы стремятся уменьшать отражения от двигательных установок (Aviation Week & Space Technology, 19.03.2001, v. 154, №12, p.90-93.), разрабатывая новые способы и устройства уменьшения ЭПР воздухозаборников и сопел (Плохих А.П., Шабонов Д.С. Радиолокационные отражатели и их применение. "Зарубежная радиоэлектроника", №8. 1992. С.85.). Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство, реализующее способ уменьшения ЭПР полости канала двигателя летательного аппарата, основанный на диффузном рассеянии энергии без ее поглощения (Способ уменьшения эффективной площади рассеяния канала. Патент США №4148032. 1979 г. НКИ 343-18А (прототип)). Применение этого способа оправдано в случаях, когда удельная ЭПР полости (т.е. отношение ЭПР к площади входного отверстия) превышает 2. Практически эта величина в отдельных случаях может доходить до 20. Для достижения эффекта уменьшения удельной ЭПР полости используются специальные конструкции стенок, которые, например, могут быть двойными металлическими с разнообразными отверстиями. Существенным преимуществом способа является высокая прочность и термостойкость стенок, что особенно важно для использования устройства в сопле. Конструкция устройства, в котором достигается диффузное рассеяние, представлена на фиг.1. Устройство уменьшения эффективной площади рассеяния полости канала 1 двигателя 2 летательного аппарата представляет собой расположенный перед лопатками 3 турбины двигателя металлический экран 4 с регулярными отверстиями 5, образующий с поверхностью 6 полости канала двойную стенку и удерживаемый проставками 7. При отсутствии экрана 4 радиоволна входит в полость канала 1, один или несколько раз переотражается от поверхности 6 полости канала и лопаток 3 турбины двигателя и уходит в направлении источника радиоволны. Наличие металлического экрана 4 с регулярными отверстиями 5 заставляет радиоволну испытывать диффузные переотражения в разные стороны, тем самым ослаблять радиоволну, уходящую в обратном направлении. Варианты построения экранов приведены на фиг.2.Currently, to increase the survival rate of combat aircraft, technologies are being introduced that ensure their low radar visibility. First of all, designers seek to reduce reflections from propulsion systems (Aviation Week & Space Technology, 03.19.2001, v. 154, No. 12, p.90-93.), Developing new methods and devices for reducing the EPR of air intakes and nozzles (Bad A. P., Shabonov DS Radar reflectors and their application. "Foreign Radio Electronics", No. 8. 1992. S. 85.). The closest technical solution to the proposed device is a device that implements a method of reducing the EPR of the cavity of the channel of the engine of the aircraft, based on diffuse energy dissipation without its absorption (Method of reducing the effective area of the channel scattering. US Patent No. 4148032. 1979, NKI 343-18A (prototype )). The application of this method is justified in cases where the specific ESR of the cavity (i.e., the ratio of the ESR to the area of the inlet) exceeds 2. In practice, this value in some cases can reach 20. To achieve the effect of reducing the specific ESR of the cavity, special wall designs are used that , for example, can be double metal with a variety of holes. A significant advantage of the method is the high strength and heat resistance of the walls, which is especially important for using the device in a nozzle. The design of the device in which diffuse scattering is achieved is shown in FIG. The device for reducing the effective dispersion area of the cavity of the
Однако как показали результаты экспериментальных исследований (Акт испытаний...), данное устройство обладает рядом следующих недостатков:However, as shown by the results of experimental studies (Test Act ...), this device has a number of the following disadvantages:
экран 4 с регулярными отверстиями 5 обеспечивает диффузное рассеяние в узком диапазоне длин радиоволн, где размеры отверстий (неоднородностей) соизмеримы с длиной волны;a
при нормальном падении радиоволны к раскрыву полости, когда обратное отражение от полости канала 1 двигателя максимально, "положительное" влияние экрана 4 с регулярными отверстиями сказывается в меньшей степени (меньше переотражений).with normal incidence of the radio wave towards the opening of the cavity, when the back reflection from the cavity of the
Данные недостатки существенно снижают потенциальные возможности устройства, а также ограничивают его применение для широкого диапазона длин радиоволн и углов локации.These shortcomings significantly reduce the potential capabilities of the device, and also limit its use for a wide range of radio wavelengths and location angles.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение ЭПР полости канала двигателя летательного аппарата за счет увеличения диффузного рассеяния внутри него для широкого диапазона длин радиоволн и углов локации.The objective of the present invention is to reduce the EPR of the cavity of the channel of the engine of the aircraft by increasing the diffuse scattering inside it for a wide range of radio wavelengths and location angles.
Поставленная задача решается за счет того, что внутри экрана 4 соосно с ним размещается минимум одна пара одинаковых однозаходных проволочных цилиндрических спиралей 8 с разным направлением намотки (фиг.3), расположенных друг от друга и от лопаток турбины двигателя на расстоянии k и удерживаемых проставками, при этом параметры спиралей выбираются из соотношений:The problem is solved due to the fact that at least one pair of identical single-starting
k≈0.85λcp, S≥0.5λcp, n=6-8, d≈(0.06-0.08)λcp,k≈0.85λ cp , S≥0.5λ cp , n = 6-8, d≈ (0.06-0.08) λ cp ,
где k - расстояние между спиралями;where k is the distance between the spirals;
S - расстояние между центрами соседних витков спирали (шаг спирали);S is the distance between the centers of adjacent turns of the spiral (step of the spiral);
λср - средняя длина волны диапазона радиоизлучений;λ cf - the average wavelength of the range of radio emissions;
n - число витков спирали;n is the number of turns of the spiral;
d - диаметр провода спирали.d is the diameter of the wire of the spiral.
Применение однозаходных проволочных цилиндрических спиралей (ПЦС) заключается в следующем. Известно, что ПЦС представляет собой основу конструкции спиральной антенны, относящуюся к классу антенн бегущей волны (Айзенберг Г.З. и др. Антенны УКВ. Т.2. - М.: Связь. 1977. С.239). Преимуществом таких антенн является их широкополосность и возможность работы как с круговой, так и с линейной поляризацией поля. При этом витки ПЦС необязательно должны иметь круглую форму. Форма их может быть любой, например в виде квадратов или многоугольников (Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. Под редакцией Д.И.Воскресенского. - М.: Сов. радио. 1972. С.257).The use of single-shot cylindrical wire spirals (PCS) is as follows. It is known that the PCB is the basis for the design of a spiral antenna belonging to the class of traveling wave antennas (G. Eisenberg and other VHF antennas. T.2. - M .: Communication. 1977. P.239). The advantage of such antennas is their broadband and the ability to work with both circular and linear polarization of the field. In this case, the turns of the PCBs do not have to have a round shape. Their shape can be any, for example, in the form of squares or polygons (Antennas and microwave devices. Calculation and design of antenna arrays and their radiating elements. Edited by DI Voskresensky. - M .: Sov. Radio. 1972. P.257) .
ПЦС в роли пассивного радиолокационного отражателя, также как и любая другая антенна, работающая на прием, в большей степени сохраняет присущие для нее качества. В этом случае радиоволна падает на ПЦС, как на согласованную нагрузку: частично поглощается, возбуждая в проводе спирали волны типа Т, частично рассеивается, многократно переотражаясь от стенок металлического экрана в разные стороны. Форма диаграммы обратного отражения (ДОО) ПЦС определяется типом волны, наведенной токами в проводе спирали, которая в свою очередь зависит от соотношения между длиной витка (шага спирали) и длиной волны радиоизлучения. Наиболее благоприятным условием для обеспечения условий диффузного рассеяния и ослабления падающей радиоволны является формирование пространственной ДОО в форме объемного конуса (фиг.4) с осью, совпадающей с осью ПЦС (λ=λср, где λср - средняя длина волны диапазона радиоизлучений). Данное условие будет соблюдаться при длине витка спирали, большей 1.5λср, когда в ПЦС помимо основного типа волны Т возникают волны T1, T2 и т.д.The PCB as a passive radar reflector, like any other receiving antenna, retains its inherent qualities to a greater extent. In this case, the radio wave falls on the PCB, as a coordinated load: it is partially absorbed, exciting waves of type T in the spiral wire, partially scattered, repeatedly reflecting from the walls of the metal screen in different directions. The shape of the backward reflection diagram (DOO) of the PCB is determined by the type of wave induced by the currents in the wire of the spiral, which in turn depends on the relationship between the length of the coil (spiral pitch) and the radio wavelength. The most favorable condition for ensuring the conditions of diffuse scattering and attenuation of the incident radio wave is the formation of a spatial DOE in the form of a volume cone (Fig. 4) with an axis coinciding with the axis of the PCB (λ = λ cf , where λ cf is the average wavelength of the radio emission range). This condition will be met for a spiral coil length greater than 1.5λ sr , when in the center-and-center center, in addition to the main type of wave T, waves T 1 , T 2 , etc. appear.
Приближенно можно считать, что амплитуда бегущей волны вдоль провода спирали постоянна. Тогда диаграмма направленности F(θ) ПЦС как антенны может быть представлена произведением диаграммы направленности одиночного витка F1(θ) на диаграмму направленности решетки из n ненаправленных излучателей Fn(θ):It can be approximately assumed that the amplitude of the traveling wave along the spiral wire is constant. Then the directivity pattern F (θ) of the DSP as an antenna can be represented by the product of the directivity pattern of a single turn F 1 (θ) by the directional pattern of the array of n omnidirectional emitters F n (θ):
F(θ)=F1(θ)·Fn(θ),F (θ) = F 1 (θ) F n (θ),
где θ - угол относительно оси спирали;where θ is the angle relative to the axis of the spiral;
n - число витков спирали.n is the number of turns of the spiral.
Диаграмма направленности одиночного витка приближенно описывается выражением:The radiation pattern of a single turn is approximately described by the expression:
F(θ)=cos(θ).F (θ) = cos (θ).
Множитель решетки равен:The lattice multiplier is equal to:
где применительно к средней длине волны λср рабочего диапазона ПЦС имеем:where in relation to the average wavelength λ sr of the working range of the PCB we have:
где - сдвиг фазы между токами соседних витков ПЦС;Where - phase shift between the currents of adjacent turns of the PCB;
- замедление фазовой скорости - slowdown of phase velocity
V1 в спирали;V 1 in a spiral;
с=3·108 м/с.s = 3 · 10 8 m / s.
Учитывая, что c/V1=1.22, для расчета ДОО ПЦС получим следующее приближенное выражение (Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. Под редакцией Д.И.Воскресенского. - М.: Сов. радио. 1972. С.248), в которое необходимо подставить число витков n, шаг спирали S и длину витка L спирали (L>1.5λср):Considering that c / V 1 = 1.22, for calculating the DEC of the PCB we obtain the following approximate expression (Antennas and microwave devices. Calculation and design of antenna arrays and their radiating elements. Edited by D.I. Voskresensky. - M .: Sov. Radio. 1972. S. 248), in which it is necessary to substitute the number of turns n, the pitch of the spiral S and the length of the coil L of the spiral (L> 1.5λ sr ):
Ширина диаграммы направленности ПЦС по половинной мощности, выраженная в градусах для данного случая, определяется из выражения:The width of the directional pattern of the half-power half-wave center, expressed in degrees for this case, is determined from the expression:
Экспериментально установлено, что оптимальными геометрическими параметрами цилиндрической спиральной антенны, питаемой со стороны основания, являются следующие (Глаголевский В.Г., Шишов Ю.А. Антенны радиолокационных станций. Воениздат. - М.: 1977. С.99):It was experimentally established that the optimal geometric parameters of a cylindrical spiral antenna fed from the base side are the following (Glagolevsky V.G., Shishov Yu.A. Antennas of radar stations. Military Publishing House. - M .: 1977. S.99):
k≈0.85λcр, S≥0.5λcp, n=6-8, d≈(0.06-0.08)λcp,k≈0.85λ cp , S≥0.5λ cp , n = 6-8, d≈ (0.06-0.08) λ cp ,
где k - расстояние между спиралями с разным направлением намотки;where k is the distance between the spirals with different winding directions;
S - расстояние между центрами соседних витков спирали (шаг спирали);S is the distance between the centers of adjacent turns of the spiral (step of the spiral);
λcp - средняя длина волны диапазона радиоизлучений;λ cp is the average wavelength of the range of radio emissions;
n - число витков спирали;n is the number of turns of the spiral;
d - диаметр провода спирали.d is the diameter of the wire of the spiral.
Для ПЦС ширина ДОО будет изменяться в пределах от 50 до 90°. Относительно широкая диаграмма направленности (ДОО) и сравнительно высокий уровень боковых лепестков, порядка 18 дБ, обеспечивает ПЦС дополнительное рассеяние и переотражение падающего поля в замкнутом объеме полости канала.For DSS, the width of the DOO will vary from 50 to 90 °. A relatively wide directivity pattern (DOE) and a relatively high level of side lobes, of the order of 18 dB, provide the PCB with additional scattering and re-reflection of the incident field in a closed volume of the channel cavity.
Вместе с тем известно (Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. Под редакцией Д.И.Воскресенского. - М.: Сов. радио. 1972. С.253), что в сложных антенных системах в качестве элементов решетки с малыми взаимными связями так же применяют спирали. Так, коэффициент развязки между спиралями, имеющими одинаковое направление намотки, при расстоянии между витками S≥0.5λcр превышает 15 дБ. Спирали с противоположным направлением намотки развязаны между собой уже на 40 дБ. Спиральная антенна, имеющая две противоположно направленные обмотки, создает две встречные волны с круговой поляризацией. При этом в дальней зоне образуется линейно поляризованная волна, направление поляризации которой изменяется из-за сдвига по фазе между токами в обеих обмотках за счет их пространственного разноса на расстояние, равное k≈0.85λcp. Свойство спирали принимать и излучать поле только с одним направлением вращения поляризации определило порядок последовательного размещения двух одинаковых спиралей с разным направлением намотки. При этом учитывался тот факт, что поле, излученное спиралью, при отражении от проводящей поверхности, такой как, например, лопатки турбины двигателя, меняет вращения поляризации на противоположное и не может быть принято обратно этой же спиралью.However, it is known (Antennas and microwave devices. Calculation and design of antenna arrays and their radiating elements. Edited by DI Voskresensky. - M.: Sov. Radio. 1972. P.253) that in complex antenna systems as elements of the lattice with small interconnections also use spirals. So, the decoupling coefficient between spirals having the same winding direction, with a distance between turns of S≥0.5λ cp, exceeds 15 dB. Spirals with the opposite direction of winding are decoupled among themselves by 40 dB. A spiral antenna having two oppositely directed windings creates two counterpropagating waves with circular polarization. In this case, a linearly polarized wave is formed in the far zone, the direction of polarization of which changes due to a phase shift between the currents in both windings due to their spatial separation by a distance equal to k≈0.85λ cp . The ability of a spiral to receive and radiate a field with only one direction of rotation of polarization determined the order of sequential placement of two identical spirals with different directions of winding. In this case, the fact that the field radiated by the spiral, when reflected from a conductive surface, such as, for example, a turbine blade of an engine, takes into account the opposite rotation of the polarization and cannot be taken back by the same spiral, was taken into account.
В случае, когда λ<λср ПЦС представляет собой источник дополнительного диффузного рассеяния (фиг.5) за счет сформированной спиралью объемной дифракционной решетки из одинаковых витков с диаметром провода d≈(0.06-0.08)λср и периодом (шагом) S≥0.5λср.In the case when λ <λ cf, the PCB is a source of additional diffuse scattering (Fig. 5) due to the spiral-shaped volume diffraction grating of equal turns with a wire diameter d≈ (0.06-0.08) λ cf and period (step) S≥0.5 λ cf.
Для оценки максимальных значений ЭПР при отражении (переотражении) витками радиоволны применим метод физической оптики. Совершенно очевидно, что форма витков ПЦС будет зависеть от формы сечения стенок металлического экрана. По аналогии с витками отдельные ПЦС можно рассматривать как независимые одинаковые отражатели, выстроенные в линейную эквидистантную решетку с периодом (шагом) S (Ковалев С.В., Нестеров С.М., Скородумов И.А. // РЭ. 1995. Т.40. №9. С.1346). Тогда ДОО такой решетки при условии, что λ<0.5S, в плоскости, совпадающей с вектором электрического поля при изменении угла θ из-за интерференции отражений от отдельных n витков, будет представлять собой многолепестковую структуру, которая, в свою очередь, увеличивает эффект диффузного рассеяния внутри полости канала с металлическим экраном. При этом максимумы лепестков в ДОО, где отраженное от витков поле будет синфазно складываться, формируются в угловых направлениях θ, исходя из выражения:To estimate the maximum values of the EPR during reflection (re-reflection) by turns of the radio wave, we apply the method of physical optics. It is obvious that the shape of the PCB turns will depend on the shape of the cross section of the walls of the metal screen. By analogy with the turns, individual PCBs can be considered as independent identical reflectors arranged in a linear equidistant lattice with a period (step) S (Kovalev S.V., Nesterov S.M., Skorodumov I.A. // RE. 1995. T. 40. No. 9. P.1346). Then, the DOO of such a lattice, provided that λ <0.5S, in the plane coinciding with the electric field vector when the angle θ changes due to interference of reflections from individual n turns, will be a multilobe structure, which, in turn, increases the diffuse effect scattering inside the cavity of the channel with a metal screen. In this case, the maximums of the petals in the DOE, where the field reflected from the turns will be in-phase, are formed in the angular directions θ, based on the expression:
где p=1, 2, 3,...where p = 1, 2, 3, ...
Максимальное значение ЭПР интерференционных лепестков σл будет определяться из выражения:The maximum value of the EPR of the interference lobes σ l will be determined from the expression:
σл=σi·n2,σ l = σ i · n 2 ,
где σл - значение ЭПР i-го витка;where σ l is the EPR value of the i-th turn;
n - число витков спирали.n is the number of turns of the spiral.
Очевидно что при падении радиоволны под углом θ≠0° к плоскости отдельного витка, значение его ЭПР (σ) будет определяться из выражения (Криспин, Маффетт. Оценка радиолокационного поперечного сечения тел простой формы. ТИИЭР, 1965, т.53, №8. С.960-975):Obviously, when a radio wave is incident at an angle θ ≠ 0 ° to the plane of an individual turn, the value of its EPR (σ) will be determined from the expression (Crispin, Muffett. Estimation of the radar cross section of simple bodies. TIIER, 1965, v. 53, No. 8. S.960-975):
где d - диаметр провода спирали;where d is the diameter of the wire of the spiral;
D - диаметр витка ПЦС (фиг.3).D is the diameter of the coil of the PCC (figure 3).
При λ>λср металлический экран с парами периодических ПЦС представляет собой антенную цилиндрическую непрерывную замедляющую структуру с периодом (шагом) S≤0.1λ, которая формирует поле излучения в сторону лопаток турбины двигателя одной или нескольких бегущих волн (фиг.6). При неизбежном замедлении таких волн величина потерь (затухания) в спиральной структуре обратно пропорциональна длине волны в степени 3/2 (Антенны и устройства СВЧ. Расчет и проектирование антенных решеток и их излучающих элементов. Под редакцией Д.И.Воскресенского. - М.: Сов. радио. 1972. С.214). Вместе с тем, в цилиндрической непрерывной замедляющей структуре каждая отдельная ПЦС из 6-8 витков становится независимым отражателем. Пары одинаковых ПЦС с разным направлением намотки представляют собой элементы периодической дифракционной решетки, но с большим, чем у проволочных витков, волновым размером. Отдельные ПЦС, соизмеримые с длиной волны радиоизлучения, являются изотропными (всенаправленными) отражателями и, по аналогии с предыдущими утверждениями, усиливают диффузное рассеяние во внутреннем объеме металлического экрана уже за счет интерференции отражений от каждой отдельной ПЦС.For λ> λ cf, the metal screen with pairs of periodic DSPs is an antenna cylindrical continuous decelerating structure with a period (step) S≤0.1λ, which forms a radiation field in the direction of the turbine blades of the engine of one or more traveling waves (Fig.6). With the inevitable deceleration of such waves, the amount of loss (attenuation) in the spiral structure is inversely proportional to the wavelength to the
Изложенный выше принцип работы ПЦС не учитывает всей сложности происходящих процессов и, в частности, то, что в действительности имеет место незначительное отражение энергии от оснований спирали. Кроме того, волна вдоль ПЦС распространяется как непосредственно вдоль провода, так и через пространственную связь между витками, что создает более сложную картину рассеянного поля. Данные рассуждения касаются ПЦС как отражателя и недостаточно строги, хотя и дают представление о физике происходящего процесса, который, как будет показано ниже, хорошо согласуется с результатами экспериментальных исследований.The above-described principle of operation of the PCB does not take into account the complexity of the processes and, in particular, the fact that in reality there is a slight reflection of energy from the base of the spiral. In addition, the wave along the PCB propagates both directly along the wire and through the spatial connection between the turns, which creates a more complex picture of the scattered field. These considerations relate to PCS as a reflector and are not strict enough, although they give an idea of the physics of the ongoing process, which, as will be shown below, is in good agreement with the results of experimental studies.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Плоский фронт электромагнитной волны под некоторым углом падает на раскрыв полости канала двигателя летательного аппарата. Волна проходит в полость канала 1 двигателя 2, один или несколько раз переотражается от стенок металлического экрана 4, частично поглощается. Наличие внутри экрана 4 размещенной соосно с ним минимум одной пары одинаковых однозаходных проволочных цилиндрических спиралей 8 с разным направлением намотки при согласованном падении на ПЦС радиоволны формирует пространственную ДОО в форме объемного конуса, усиливая переотражения от стенок металлического экрана 4. Образовавшиеся в двух соседних ПЦС с разным направлением намотки две встречные волны с круговой поляризацией образуют в дальней зоне линейно поляризованную волну, которая не сможет быть принята РЛС. В коротковолновой части диапазона волн преобладающим является поглощение за счет усиления диффузного рассеяния и интерференции волн на витках ПЦС. В длинноволновой - затухание поля, излучаемого одной или несколькими бегущими волнами в спиральной структуре, вдоль металлического экрана и распространяющимися в сторону лопаток турбины двигателя с последующим многократным переотражением от них. Как итог - ослабление отраженной радиоволны, уходящей в направлении РЛС.The plane front of the electromagnetic wave at some angle falls on the opening of the cavity of the channel of the engine of the aircraft. The wave passes into the cavity of the
Предлагаемое устройство было испытано в условиях открытого измерительного полигона ("Эталонный радиолокационный измерительный комплекс открытого типа (ЭРИК)". Оружие и технологии России. Энциклопедия. XXI век. Противовоздушная и противоракетная оборона. Том IX. - М.: «Оружие и технологии». 2004 г., стр.385), о чем свидетельствует "Акт испытаний...".The proposed device was tested in an open measuring range ("Reference radar measuring complex of the open type (ERIC)." Weapons and technologies of Russia. Encyclopedia. XXI century. Air defense and missile defense. Volume IX. - M .: "Weapons and technologies". 2004, p. 385), as evidenced by the "Test Report ...".
Исследуемый образец полости канала двигателя летательного аппарата представлял собой полый металлический цилиндр длиной 100 см и диаметром основания 30 см, открытый с одной стороны. Устройство-прототип включало в себя металлический экран с регулярными круглыми отверстиями диаметром 0.75 см и периодом ~1.5 см, образующий с поверхностью полости цилиндра двойную стенку и удерживаемый проставками на расстоянии ≈1.3 см. Предлагаемое устройство отличалось тем, что внутри металлического экрана соосно с ним на расстоянии ≈1.6 см от поверхности металлического экрана на проставках размещались три пары одинаковых проволочных цилиндрических спиралей с разным направлением намотки, располагающиеся друг от друга и от "лопаток турбины двигателя" на расстоянии k=2.7 см, при этом параметры спирали были выбраны, исходя из приведенных выше соотношений и при условии, что λср=3.2 см: расстояние между центрами соседних витков спирали S=1.6 см; число витков спирали n=7, диаметр провода спирали d≈2 мм.The studied sample of the cavity of the channel of the aircraft engine was a hollow metal cylinder 100 cm long and 30 cm in diameter, open on one side. The prototype device included a metal screen with regular round holes with a diameter of 0.75 cm and a period of ~ 1.5 cm, forming a double wall with the surface of the cylinder cavity and held by spacers at a distance of ≈1.3 cm. The proposed device was different in that the metal screen is aligned with it on distance ≈1.6 cm from the surface of the metal screen on the spacers placed three pairs of identical wire cylindrical spirals with different winding directions, located from each other and from the "turbine blades engine "at a distance of k = 2.7 cm, while the parameters of the spiral were selected based on the above relationships and provided that λ cf = 3.2 cm: the distance between the centers of adjacent turns of the spiral S = 1.6 cm; the number of turns of the spiral n = 7, the diameter of the wire of the spiral d≈2 mm
Существо предлагаемого технического решения поясняется фиг.7…10.The essence of the proposed technical solution is illustrated in Fig.7 ... 10.
На фиг.7 представлена геометрия и размеры испытываемого образца полости канала двигателя летательного аппарата (полый металлический цилиндр, открытый с одной стороны).7 shows the geometry and dimensions of the test sample of the cavity of the channel of the aircraft engine (a hollow metal cylinder open on one side).
На фиг.8 представлена схема измерения ЭПР образца двигателя с предлагаемым устройством уменьшения ЭПР и устройством прототипом.On Fig presents a diagram of the measurement of the EPR of the engine sample with the proposed device to reduce the EPR and the device prototype.
На фиг.9 приведены диаграммы ЭПР образца полости канала двигателя летательного аппарата с предлагаемым устройством уменьшения ЭПР (a) и устройством прототипом (b) в секторе углов локации (θ) 0±60° относительно нормали к раскрыву полости для длин волн: 3.2 см - е, 4.6 см - f, 10,1 см - g, 17 см - h, 36 см - m.Figure 9 shows the EPR diagrams of a sample of the cavity of the channel of the engine of the aircraft with the proposed device to reduce the EPR (a) and the prototype device (b) in the sector of location angles (θ) 0 ± 60 ° relative to the normal to the opening of the cavity for wavelengths: 3.2 cm - e, 4.6 cm - f, 10.1 cm - g, 17 cm - h, 36 cm - m.
На фиг.10 представлены интегральные законы распределения ЭПР (Р(σ)) образца полости канала двигателя с предлагаемым устройством уменьшения ЭПР (a) и устройством прототипом (b) в секторе углов локации 0±60° относительно нормали к раскрыву полости канала, полученные для длин волн (e, f, g, h, m).Figure 10 shows the integral laws of the EPR distribution (P (σ)) of a sample of the engine channel cavity with the proposed EPR reduction device (a) and the prototype device (b) in the sector of
Анализ приведенных на фиг.9 и 10 результатов позволяет сделать вывод о том (Акт испытаний...), что предлагаемое устройство уменьшения эффективной площади рассеяния полости канала двигателя летательного аппарата в сравнении с устройством-прототипом позволяет уменьшить медианные значения ЭПР (по уровню вероятности 0.5) в секторе углов локации 0±60° относительно нормали к раскрыву полости канала от 2 дБ до 16 дБ в диапазоне длин волн от сантиметров до дециметров (от 3.2 см до 36 см). Реализация заявляемого устройства не представляет трудностей. Очевидно что изобретение не ограничивается вышеизложенным примером его осуществления. Исходя из его схемы, могут быть предусмотрены и другие варианты его реализации, не выходящие за рамки предмета изобретения. Например, очевидно, что применение двухзаходных или им подобных спиралей позволит улучшить маскирующие свойства без существенного ухудшения эксплуатационных параметров самого устройства.An analysis of the results shown in Figs. 9 and 10 allows us to conclude that (Test report ...) that the proposed device for reducing the effective scattering area of the cavity of the aircraft engine channel in comparison with the prototype device can reduce the median EPR values (probability level 0.5 ) in the sector of
Claims (1)
k≈0,85λcp, S≥0,5λcp, n=6-8, d≈(0,06-0,08)λcp,
где k - расстояние между спиралями;
S - расстояние между центрами соседних витков спирали (шаг спирали);
λср - средняя длина волны диапазона радиоизлучений;
n - число витков спирали;
d - диаметр провода спирали. A device for reducing the effective area of the scattering of the cavity of the channel of the engine of the aircraft, which is a metal screen located in front of the turbine blades of the engine with regular holes, forming a double wall with the surface of the channel of the channel and held by spacers, characterized in that at least one pair of identical one-way wire cylindrical spirals with different winding directions located from each other and from the turbine blades the engine at a distance k and held by spacers, while the parameters of the spirals are selected from the relations:
k≈0.85λ cp , S≥0.5λ cp , n = 6-8, d≈ (0.06-0.08) λ cp ,
where k is the distance between the spirals;
S is the distance between the centers of adjacent turns of the spiral (step of the spiral);
λ cf - the average wavelength of the range of radio emissions;
n is the number of turns of the spiral;
d is the diameter of the wire of the spiral.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123091/11A RU2369530C1 (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Device for reducing effective scattering area of aircraft engine channel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008123091/11A RU2369530C1 (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Device for reducing effective scattering area of aircraft engine channel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2369530C1 true RU2369530C1 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41260881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008123091/11A RU2369530C1 (en) | 2008-06-10 | 2008-06-10 | Device for reducing effective scattering area of aircraft engine channel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369530C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650701C1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-04-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of reducing radar visibility of the airplane scoop of airplane generator and the device its realizing |
-
2008
- 2008-06-10 RU RU2008123091/11A patent/RU2369530C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2650701C1 (en) * | 2016-10-25 | 2018-04-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method of reducing radar visibility of the airplane scoop of airplane generator and the device its realizing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101009630B1 (en) | Apparatus for measurement of antenna radiation performance and method of designing thereof | |
CN208093729U (en) | Broadband RCS based on gap load reduces super surface | |
CN109037956A (en) | A kind of super surface system of radar invisible with wave beam aggregation feature, radar | |
Jiang et al. | Polarization conversion metasurface for broadband radar cross section reduction | |
CN110311223B (en) | Signal enhancement type plasma stealth antenna window | |
CN102480019B (en) | Metamaterial antenna | |
RU2369530C1 (en) | Device for reducing effective scattering area of aircraft engine channel | |
RU2589250C1 (en) | Radar antenna with reduced radar cross-section | |
CN102629709A (en) | Double-frequency broadband multifunctional miniaturization feed source | |
Zhang et al. | Aperture efficiency and mode constituent analysis for OAM vortex beam generated by digital metasurface | |
US8692729B2 (en) | Antenna with shaped dielectric loading | |
JP2016092633A (en) | Reflect array antenna | |
Semenikhin et al. | cylindrical anisotropic metasurfaces with Pancharatnam-Berry phase bigradient helical coding and anomalous scattering | |
RU2526741C1 (en) | Radar antenna with reduced scattering cross-section | |
Wahab et al. | Design and realization of archimedes spiral antenna for Radar detector at 2–18 GHz frequencies | |
Wang et al. | A high‐gain bow‐tie antenna with phase gradient metasurface lens | |
Semenikhin et al. | Formation of multilobe bistatic scattering diagrams of cylindrical coding anisotropic metasurfaces | |
Kaur et al. | Radar Cross Section Reduction Techniques using Metamaterials | |
Belous et al. | Antennas and antenna devices for radar location and radio communication | |
Han et al. | Analysis of cassegrain antenna by using a dichroic sub-reflector | |
Tang et al. | Design of low-cross-polarization wideband spaceborne ring focus reflector antenna | |
RU2207679C1 (en) | Device for reducing scattering cross-section of flying vehicle passage cavity | |
He et al. | Analysis of over-the-horizon target detection based on the small aperture array | |
Ameya et al. | 2-element UWB array antenna using leaf-shaped bowtie element | |
Liu et al. | OAM-generating method based on concentric-ring array using planar antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100611 |