第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2 S弯隐身喷管研究现状 7
1.3 S弯隐身喷管研究面临的挑战 11
第2章S弯隐身喷管设计方法 12
2.1引言 12
2.2变截面管道设计的基本理论 12
2.2.1基于曲率控制的变截面管道设计方法 12
2.2.2基于多参数耦合的变截面管道设计方法 14
2.3 S弯隐身喷管型面设计方法 15
2.3.1 S弯隐身喷管中心线设计 16
2.3.2 S弯隐身喷管沿程截面设计 17
2.3.3满足低可探测性要求的S弯隐身喷管约束条件 20
2.4 S弯隐身喷管型面生成技术 21
2.5 S弯隐身喷管的流动特性分析 22
2.5.1控制方程 22
2.5.2计算网格划分 24
2.5.3边界条件 25
2.5.4 S弯隐身喷管流动特性 25
2.6 S弯隐身喷管关键几何参数影响分析 27
2.6.1S弯曲线个数对S弯隐身喷管气动性能的影响 28
2.6.2中心线变化规律对S弯隐身喷管气动性能的影响 32
2.6.3 S弯曲线轴向长度L1/L2对S弯隐身喷管气动性能的影响 39
2.6.4第一段S弯通道出口面积A1/Ain对S弯隐身喷管气动性能的影响 43
2.6.5第一弯S弯通道出口宽度W1/D对S弯隐身喷管气动性能的影响 47
2.6.6第一弯S弯通道纵向偏距△Y1/L1对S弯隐身喷管气动性能的影响 50
2.6.7出口宽高比We/He对S弯隐身喷管气动性能的影响 52
2.6.8长径比L/D对S弯隐身喷管气动性能的影响 56
第3章S弯隐身喷管气动性能试验 62
3.1引言 62
3.2 S弯隐身喷管模型的风洞喷流试验 63
3.2.1喷流试验风洞介绍 63
3.2.2 S弯隐身喷管风洞试验模型设计 67
3.2.3 S弯隐身喷管冷喷流壁面流态观察试验 76
3.3 S弯隐身喷管冷态模型试验 77
3.3.1S弯隐身喷管冷喷流试验简介 77
3.3.2 S弯隐身喷管试验数据处理 80
3.3.3 S弯隐身喷管气动性能 83
3.4 S弯隐身喷管热态模型试验 94
3.4.1 S弯隐身喷管热态试验简介 95
3.4.2数据处理方法 97
3.4.3试验结果及分析 98
3.5 S弯隐身喷管冷/热模型试验结果对比 100
3.6 S弯隐身喷管试验技术改进 101
3.6.1 TPS校准箱冷喷流引射试验 101
3.6.2小/微型发动机热喷流试验 102
3.7试验结果应用 102
第4章S弯隐身喷管红外辐射特性 106
4.1引言 106
4.2红外辐射的基本理论 106
4.2.1电磁波基本理论概述 106
4.2.2固体壁面辐射 107
4.2.3气体辐射 109
4.2.4介质中辐射的传输 111
4.3红外辐射强度计算方法 114
4.3.1介质中辐射传输方程离散 115
4.3.2固体壁面入射辐射方程离散 116
4.3.3探测点入射辐射方程离散 119
4.3.4介质辐射特性计算 121
4.4 S弯隐身喷管红外辐射特性数值模拟 121
4.4.1第一弯出口面积对S弯隐身喷管红外辐射强度影响 121
4.4.2第一弯纵向偏距对S弯隐身喷管红外辐射强度影响 124
4.4.3 S弯曲线轴向长度对S弯隐身喷管红外辐射强度影响 127
4.4.4第一弯S弯通道出口宽度对S弯隐身喷管红外辐射强度影响 129
4.4.5出口宽高比对S弯隐身喷管红外辐射强度影响 132
4.5 S弯隐身喷管红外辐射特性测试 135
4.5.1红外辐射特性测试方法 135
4.5.2 S弯隐身喷管红外辐射特性测试设备 137
4.5.3 S弯隐身喷管红外测试方案 138
4.5.4试验结果及分析 139
第5章S弯隐身喷管电磁散射特性 144
5.1引言 144
5.2电磁散射的基本理论 146
5.2.1 Maxwell方程 146
5.2.2边界条件 148
5.2.3位函数和波方程 149
5.2.4坡印廷矢量 150
5.2.5雷达散射截面 151
5.3电磁散射中的高频近似算法 156
5.3.1高频近似算法概述 156
5.3.2迭代物理光学法 158
5.3.3介质涂覆的计算方法 164
5.3.4等效边缘电磁流法 168
5.4电磁散射中的低频算法 171
5.4.1低频算法概述 171
5.4.2矩量法 173
5.4.3矩量法求解电场积分方程 176
5.4.4快速多极子方法 188
5.4.5多层快速多极子方法 193
5.5高低频混合算法 200
5.5.1 IPO-MOM混合算法 201
5.5.2算例验证 202
5.6 S弯隐身喷管电磁散射数值模拟 203
5.6.1出口形状及锯齿修形对轴对称收-扩喷管RCS的影响 203
5.6.2出口形状及锯齿修形对S弯隐身喷管RCS的影响 205
5.6.3出口宽高比对S弯隐身喷管RCS的影响 208
5.6.4介质涂覆方案对S弯隐身喷管RCS的影响 211
第6章S弯隐身喷管电磁散射试验 216
6.1引言 216
6.2目标电磁散射的测试设备及方法 217
6.2.1微波屏蔽暗室 217
6.2.2步进频率RCS测试系统 219
6.2.3测试中的关键技术 221
6.3电磁试验低散射背景壳体模型制作 225
6.3.1总体方案 225
6.3.2双S弯隐身喷管低散射壳体制作 225
6.3.3壳体支架尺寸确定 226
6.3.4支架横梁和支板结构设计 226
6.3.5吸波材料的贴附方式 227
6.3.6双S弯隐身喷管模型制作 229
6.4试验结果及分析 230
6.4.1测试结果曲线 230
6.4.2测试模型二维成像 238
第7章S弯隐身喷管与发动机相容性研究 245
7.1引言 245
7.2 S弯隐身喷管与发动机匹配模型 245
7.2.1响应面法近似建模原理 245
7.2.2 S弯隐身喷管近似模型建立 251
7.3航空发动机整机仿真模型 257
7.4 S弯隐身喷管对发动机工作特性的影响 265
参考文献 268