丙泊酚酚酚 25-07-24 23:12
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来自《战术导弹技术》的2篇文章,介绍了JASSM的隐身技术,全文很长,我截了长图,有耐心的请查看长图:

4.1 隐身外形技术:
常规巡航导弹大都采用圆截面弹体,而隐身巡航导弹则往往选用非圆截面,JASSM选取的是宽为550mm、高为450mm的“倒船”形截面弹体。JASSM导弹上表面为光滑圆拱流线形,底面和侧面接近平面,各表面之间光滑过渡。平面在雷达照射下只在其法向左右各偏5°~10°的很窄范围内,有一很强的镜面后向散射峰值,在其余广阔的姿态角范围内,后向镜面散射很弱,其RCS值只有峰值时的百分之几或千分之几。据此,采用倾斜平面组合,使其在重点雷达威胁姿态角域避开平面的后向散射峰值,就可实现低RCS外形设计。图4给出了电磁波侧向照射时,圆形截面弹体与“倒船”形截面弹体RCS随俯仰角的变化关系计算结果对比图,二者横截面积相同,长度均为1m。JASSM主要在中空飞行,其侧向威胁主要来自中下方,从计算结果可以看出,与圆形截面弹体相比,“倒船”形截面设计使其RCS峰值偏离了侧向重点威胁角域(80°~150°),且使该角域内的RCS均值降低约10dB。“倒船”形截面弹身还可以避免弹身与弹翼之间形成直角,从而大大削弱了角反射器效应。

此外,JASSM的“倒船”形截面弹体还具有良好的气动升阻特性和内部装载特性,弹体扁平的下表面和光滑的外形,使弹体成为一个升力体,在某种程度上实现了隐身/气动一体化设计。风暴阴影看起来也是“倒船”形截面弹体?

4.1.2 头部为类橄榄形
巡航导弹突防时主要威胁来自迎头方向,因而头部是影响其RCS的主要部件之一。图5给出了球形头部、抛物线形头部、圆锥形头部和橄榄形头部RCS计算结果,各模型的底面直径均为500mm,除球形外,各模型长度均为686.9mm。可见,橄榄形头部外形在前向重点威胁角域(±30°)内的RCS最小。此外,橄榄形头部还具有较好的气动升阻特性和内部装载特性。

JASSM采用上下非对称的类橄榄形头部。由于巡航导弹突防过程中,来自前向的雷达探测威胁主要在-30°~+30°角域内,而类橄榄形头部能保证将大部分来自前向的入射雷达波偏转到其它方向。研究表明,随着橄榄形头部顶角的减小,其前向隐身效果将逐渐提高,但也会缩小头舱容积,影响其它方面的性能。JASSM头部外形设计是在综合考虑隐身、气动、结构、导引、容积等性能约束的前提下,最终选择了上下非对称类橄榄形头部。

4.1.3 后掠式下单翼
JASSM采用大展弦比、大后掠的下单翼,弹翼平时像折刀一样对折在弹体下方,发射后自动展开,弹翼后缘设有升降副翼,可以增强导弹的机动性能。大展弦比能够保证弹翼具有良好的升阻特性;弹翼后掠既可以将弹翼前缘的镜面散射峰值偏离前向重点威胁角域,又能够避免弹翼的前后缘在前向重点威胁角域内产生较强的边缘绕射效应;由于JASSM主要在中空飞行,因而突防过程中将面临较大的侧下方威胁,采用下单翼布局可以避免弹翼与弹体之间形成的角反射器朝向侧下方。

4.1.4 无平尾布局
JASSM采用无平尾布局,导弹尾部仅有一片矩形后掠垂直尾翼,挂机时垂尾向右下方折叠。为保持力矩平衡,弹体尾部下方两侧设计有边条,用来产生升力。无平尾设计使导弹具有很高的机动性能,在弹翼后缘副翼的控制下即可实现快速的“倾斜转弯”(BTT)。此外,无平尾设计还能够减小气动阻力和质量,提高升阻比,增大航程。从隐身的角度看,去除平尾后,一方面可以消除平尾前缘对前向RCS的贡献,另一方面可以消除平尾、垂尾与弹体之间形成的角反射器效应,减少导弹侧向雷达散射,提高突防能力。

4.1.5 埋入式进气道
传统巡航导弹发动机进气道都采取外露的布置方式,这种设计能够保证发动机进口气流质量,但却不利于前向隐身,进气道的腔体散射和唇口的边缘绕射都是前向的重要散射源。JASSM采用内埋式进气道,进气道位于弹体腹部,进气道埋于弹体内
部,进气道唇口与弹体平齐(图3),应用流场/隐身综合设计,在保证发动机进气性能的条件下,减弱了唇口的边缘绕射以及进气道外露造成的腔体散射,从而大大降低了导弹的前向RCS。
4.2 排气系统的隐身设计
排气系统为腔体结构,对于后向入射的雷达波具有较强的腔体效应,是巡航导弹尾向的主要电磁散射源。此外,排气系统排出的高温燃气及其加热作用导致尾部部件具有较高的温度,燃气和尾部热部件是亚声速巡航导弹的主要热辐射源,对红外隐身非常不利。为减小JASSM的尾向RCS和红外辐射,设计人员对其排气系统进行了雷达红外综合隐身设计。

JASSM的尾喷口端面设计成面积较小的椭圆形,且进行了向前、向上的斜切处理,这样的设计大大降低了来自后下方雷达波进入尾喷管的概率,大大削弱了尾喷管的后向腔体散射,从而达到降低尾向RCS的目的,同时也减弱了尾喷管的红外辐射特征。弹体尾部向内逐渐收缩,与尾喷管融合,从而实现对尾喷管热部件的有效遮挡,以达到降低尾部红外辐射的目的,尾部这一设计还可以减小弹体的底部阻力,从而实现隐身/气动一体化设计。为进一步降低排气系统的红外辐射,JASSMER发动机尾喷口采用了埋入式矩形截面,利用弹体尾部遮挡住高温燃气,使自身的红外辐射特征明显降低。此外,导弹的尾部边条也可以对来自侧下方的雷达波实现遮挡,同时也减弱了排气系统对侧下方的红外辐射。

4.3 吸/透波结构技术
通过外形设计可以减少雷达回波的波峰数量和宽度,并将波峰偏离重点威胁角域,但并不能减少雷达回波的总能量,且对波长与结构特征尺寸接近的雷达波隐身效果较差。随着平台组网探测技术和反隐身雷达技术的发展,外形隐身的局限性日益凸显。吸波结构能够将雷达波的能量转化为热能,对入射雷达波进行吸收,从而达到降低导弹RCS的目的;透波结构可以使大部分雷达波透过,从而减小了反射的雷达回波。随着吸/透波材料、结构设计技术和制造工艺的发展,研制出兼具宽频吸收/透过与承载的吸/透波结构,可实现全方位、全频段隐身。

美国在吸/透波结构方面进行了多年的研究,并已在B-2和F-22等隐身飞机上获得应用,但限于吸/透波效果和承载的要求,该技术并未被所有结构普遍采用。据报告,JASSM的弹翼和垂直尾翼采用透波结构,该结构用具有电磁波透过能力的复合材料制造,从而降低了弹翼和垂尾的RCS。由于吸/透波结构一般为复合材料,在降低导弹RCS的同时,还能够减轻结构质量。

4.4 新型吸波涂层
吸波涂层在各类隐身巡航导弹上都有着非常广泛的应用,如美国的AGM129和战术战斧巡航导弹的弹身、翼面等部件均喷有吸波涂层。为减小弹体的雷达散射,JASSM采用了新型吸波涂层,弹体外表面完整地涂覆了一层新型雷达吸波涂层材料,可有效地吸收入射雷达波,达到降低弹体RCS的目的

发布于 山西