飞行器翼面隐身结构综合设计

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1、中图分类号：V221论文编号：102870115－S168学科分类号：082501硕士学位论文飞行器翼面隐身结构综合设计研究生姓名杨天旗学科、专业飞行器设计研究方向飞机总体设计指导教师余雄庆教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一四年十二月万方数据万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringIntegratedDesignofLowDetectableStructureofAircraftWingAThesi

2、sinCollegeofAerospaceEngineeringbyYangTianqiAdvisedbyProf.YuXiongqingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember，2014万方数据万方数据承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使

3、用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：万方数据万方数据万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要隐身性能是衡量军用飞行器突防和生存能力的一项重要指标。在飞行器设计中，提高飞行器隐身性能的一个很有潜力的途径是采用隐身结构来设计某些部件。隐身结构是一种同时满足气动外形要求、结构承载要求和降低雷达散射截面的综合结构形式。它通常由阻抗匹配层、吸波层和承力件构成。本文以某无人机翼梢小翼隐身结构为研究对象，研究了隐

4、身结构的综合设计方法并为工程人员开发了有效的设计工具。主要研究内容如下：1）研究了现有翼面隐身结构方案，根据无人机翼梢小翼结构特点与力学/电磁性能要求提出了一种新型的翼面隐身结构方案。2）为了对翼面隐身结构的力学特性进行分析，比较了几种常用的力学分析方法，选择有限元法作为分析方法。详细描述了结构模型的参数化方法和有限元建模方法。利用PATRAN二次开发语言PCL编写程序实现了建模和分析的自动化。研究了有限元分析结果，为结构优化设计提供了依据。3）研究了现有的RCS分析方法，根据小翼隐身结构特点，选择时域有限差分法作为隐身结构的电磁分析方法。详细阐述了电磁分析

5、模型的参数化方法，利用UG二次开发工具NXOpenforGrip实现了建模的自动化。利用电磁场仿真软件（CST）二次开发语言了编写CST脚本程序，将电磁分析过程自动化。以标准算例为对照，对时域有限差分法的精度进行了验证。将小翼隐身结果作为对象，研究了网格对计算结果可靠度的影响，确定了合理的网格数量区间。4）基于自动化的结构分析和电磁分析技术，从工程实际出发，搭建了翼面隐身结构综合设计流程。结构优化通过iSIGHT8.0二次开发语言MDOL利用其中的多目标遗传算法-NCGA实现，隐身设计以人机交互的方式进行。对小翼隐身结构进行了综合设计，证明了综合设计流程的可

6、行性。5）根据翼面隐身结构综合设计流程，利用VB.NET语言开发了翼面隐身结构综合设计平台。平台不仅能实现流程中的所有功能，还利用iSIGHT中的优化算法和BOBYQA开源优化程序向隐身设计模块中加入了优化功能，为进一步挖掘隐身结构潜力提供条件。平台向工程人员展示了一个易用，高效的设计工具。关键词：隐身结构；雷达散射截面；翼梢小翼；有限元法；时域有限差分法；优化；综合设计I万方数据飞行器翼面隐身结构综合设计AbstractLowobservabilityisoneofthemostimportantfactorsforevaluatingdefensepen

7、etrationabilityandsurvivabilityofmilitaryairvehicle.Ahighlypotentialmethodofimprovingthelowobservabilityistoapplylowdetectable（LD）structures.Asamulti-functionalstructure,LDstructureisabletomeettherequirementsofaerodynamicshape,loadbearinganddeducingtheradarcrosssection（RCS）.Usually

8、,LDstructureiscomposedofra