桅桿RCS可視化計算及風洞實驗.pdf

1、桅桿作為軍艦最上層的建筑，是軍艦重要的雷達散射源，對其進行隱身化設計可以有效地提高全艦的隱身性能。在現(xiàn)代艦船設計中，封閉式筒形結構的桅桿因外形特殊，雷達散射截面積小，隱身效果好而被廣泛采用。而桅桿作為軍艦重要的雷達等電子設備的安裝平臺，其表面不可避免的會分布著大量的凸出結構，且桅桿一般為大尺寸結構，這就給桅桿的雷達散射計算帶來很多困難。在以往的桅桿設計中，主要采用桁架式結構，風載荷對其影響較小，而隨著封閉式桅桿在現(xiàn)代化軍艦設計建造的普遍

2、應用，風載荷的影響不可忽視。因此有必要通過風洞實驗，對封閉式桅桿表面的風壓分布進行研究。
　　首先，對隱身桅桿的研究發(fā)展現(xiàn)狀以及其對艦船整體隱身的重要意義進行總結，隨后對目標散射特性進行了簡要介紹，包括電磁特性和目標RCS的計算方法。經過對比分析，選定圖形電磁算法（Graphical Electromagnetic Computing，GRECO）作為桅桿RCS計算的方法，隨后推導了GRECO法的計算公式，并編寫了程序，而后通過相

3、關算例對比，分析了該算法存在的缺點，并對其進行相應的改進。隨后將金屬涂覆雷達吸波材料（Radar-absorbing material，RAM）散射計算方法和多次散射計算方法引入到改進的GRECO法中，得到了一種可對復雜目標涂覆雷達吸波材料進行可視化計算的方法。
　　其次，以某型桅桿為例，先將模型進行分組，計算每組的雷達散射，分析其主要散射源，而后對桅桿進行針對性的隱身化修改，修改完成后對該桅桿的RCS進行二次計算分析，計算結果表

4、明桅桿的RCS特征值已滿足要求，但在某些角度上峰值比較大，隨后對發(fā)現(xiàn)的問題繼續(xù)進行修改，最后對該桅桿進行第三次RCS計算，結果表明桅桿的RCS特征值滿足設計要求，各個峰值也有較大幅度的降低。由于種種原因，在這里沒有對該桅桿涂覆RAM后的隱身性能進行分析。
　　最后，對完成隱身化改進的桅桿，依托大連理工大學風洞實驗室，在風速15m/s，風向角0°～360°范圍內，對該桅桿進行了1∶15的風載實驗，獲得了五種工況下桅桿表面的風壓數(shù)據(jù)。