一种用于二元矢量发动机的低散射壳体及其应用的制作方法

1.本公开涉及航空发动机隐身设计技术领域，尤其涉及一种用于二元矢量发动机的低散射壳体及其应用。


背景技术：

2.在航空发动机隐身设计中，电磁测试是获取雷达散射截面的直接手段。常规电磁测试中，为了获取航空发动机腔体内域的雷达散射截面，一般通过低散射壳体对其外部进行包裹，以有效抑制外部壁面、管路及安装边等产生的雷达散射信号，是提高航空发动机后向电磁测试精度的必要装置之一。
3.通过前期航空发动机的隐身设计基础积累，目前已完全掌握低散射壳体的设计方法，其雷达散射截面达到
‑
20dbsm，满足当前航空发动机的电磁测试需求。目前，低散射壳体仅能在后向的
±
50
°
范围内有较好的抑制效果，前向和侧向抑制效果较差。而航空发动机除后向腔体的强散射以外，外调节片等外露组件产生的爬行波和绕射波等弱信号对飞机前向的雷达散射截面有较强的贡献。特别是对于配装二元矢量喷管的机体扁平飞机，外调节片产生的弱信号对前向的雷达散射影响显得更为严重。现阶段设计的航空发动机电磁测试用低散射壳体前向和侧向抑制效果较差，而爬行波和绕射产生的电磁信号量级较低，存在被低散射壳体前向电磁散射信号掩盖的可能，无法准确有效获取外调节片等外露组件产生的前向弱信号数据。
4.目前航空发动机电磁测试仅能获取其后向方位角内的雷达散射特性，对飞机前向雷达散射的贡献被低散射壳体自身信号掩盖，无法有效分析航空发动机外调节片的爬行波及绕射波现象。因此，需要提出一种既可用于测试外调节片边缘爬行波等弱信号，同时又可独立获取后向腔体内域强信号的低散射壳体，以更合理更全面地评估二元矢量发动机前向和后向的雷达散射特性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本公开实施例提供一种用于二元矢量发动机的低散射壳体，可用于发动机弱绕射和强散射电磁测试，既能独立获得航空发动机后向腔体内域的雷达散射截面，同时也可获取航空发动机外调节片爬行波及绕射波对飞机前向雷达散射的影响。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于二元矢量发动机的低散射壳体，所述低散射壳体包括由平面底部、锥状侧壁和弧面顶部围设成的呈扁平的鼠标状结构，并且包括前段和后段，后段的尾部开设凹口部，所述凹口部的尺寸与待测试的二元矢量发动机喷管测试安装部尺寸相适配。
7.进一步地，所述前段两侧的锥状侧壁的锥角为60
°±5°
。
8.进一步地，所述前段的头部尖角处的角度为20
°
～30
°
，且尖点处进行倒圆处理，倒圆半径小于2mm。
9.进一步地，还包括与所述凹口部的形状和尺寸适配的闭合塞锥，所述闭合塞锥可
拆卸连接于所述凹口部上，使所述低散射壳体整体形成闭合体，并且形成闭合体后，所述前段与后段的中心线长度比为1.618。
10.进一步地，所述闭合塞锥的尾部尖角处的角度范围为60
°±5°
，且尖点处进行倒圆处理，倒圆半径小于2mm。
11.进一步地，所述前段和后段的交界处倒圆处理，倒圆半径为2
‑
10mm。
12.本发明还提供一种如上述的用于二元矢量发动机的低散射壳体的应用，所述低散射壳体可用于诊断真实装机环境下二元矢量发动机外调节片爬行波对飞机前向雷达散射性能的影响。
13.本发明还提供一种如上述的用于二元矢量发动机的低散射壳体的应用，所述低散射壳体可用于后向二元矢量发动机的电磁散射测试或仿真评估。
14.本发明提供的用于二元矢量发动机的低散射壳体，其有益效果在于：1.可获得二元矢量发动机真实装机时外调节片爬行波对飞机前向雷达散射截面的贡献。
15.2.可获得二元矢量发动机后向腔体内域的雷达散射截面。
16.3.低散射壳体前段和后段闭合时，可独立获得低散射壳体在全向角域范围的内雷达散射截面。
17.4. 低散射壳体由全金属试制，不采用透波或吸波等昂贵材料。
18.5.低散射壳体前向雷达散射截面小于
‑
30dbsm。
19.6.低散射壳体后段闭合时，后向雷达散射截面小于
‑
25dbsm。
附图说明
20.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为本发明的的低散射壳体俯视结构示意图；图2 为图1中a
‑
a截面结构示意图；图3为图1中 b
‑
b截面结构示意图；图中：1
‑
前段；2
‑
后段；3
‑
二元矢量发动机外调节片；4
‑
二元矢量发动机；5
‑
闭合塞锥。
具体实施方式
22.下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
23.以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
24.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
25.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
26.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
27.本公开实施例提供一种用于二元矢量发动机的低散射壳体，可用于分析和判断二元矢量发动机外调节片边缘绕射对飞机前向雷达散射影响，此外该壳体还可用于二元矢量发动机后向腔体结构内域的电磁测试。
28.所述低散射壳体包括由平面底部、锥状侧壁和弧面顶部围设成的呈扁平的鼠标状结构，并且包括前段和后段，后段的尾部开设凹口部，所述凹口部的尺寸与待测试的二元矢量发动机喷管测试安装部尺寸相适配。具体地，壳体由前段、后段、二元矢量发动机、外调节片搭接边缘及闭合塞锥等组成。壳体前段为闭合体，主要为爬行入射波和回波的承载体；后段与二元矢量发动机进行融合设计；二元矢量发动机为全尺寸试验件；外调节片搭接处为锯齿形状边缘。壳体型面左右对称，上下不对称，由金属制成，不含透波或吸波等材料。该壳体既可以用于诊断真实装机环境下二元矢量发动机外调节片爬行波对飞机前向雷达隐身性能的影响，同时亦可用于后向二元矢量发动机的电磁散射测试或仿真评估。
29.参考图1
‑
图3，前段1为闭合体，主要由直线与圆弧设计而成，前段1尖角角度选取范围为20
°
～30
°
，两侧边为棱边设计，棱边楔形角度为60
°±5°
，优选为60
°
，尖点处倒圆，倒圆半径小于2毫米。后段2为开口体，主要由直线与样条曲线设计而成，样条曲线设计参数由二元矢量发动机外调节片3型面及前段1型面确定。后段2两侧为棱边设计，棱边楔形角度为60
°±5°
，优选为60
°
；闭合塞锥5与后段2配装后可组成闭合体，闭合塞锥5由直线与样条曲线设计而成，样条曲线参数由后段2型面确定，尖角处的角度选择范围为60
°±5°
，尖点处进行倒圆处理，倒圆半径小于2毫米。
30.前段1、后段2及闭合塞锥5组成闭合体后，前段1与后段2闭合体的中心线长度比为1.618。所述前段1和后段2的交界处倒圆处理，倒圆半径为2
‑
10mm。
31.当雷达天线放置于低散射壳体前向时，闭合塞锥5此时不安装，低散射壳体水平放置于泡沫转台，此时低散射壳体中心线与雷达天线安装轴线角度设置为60
°
。雷达天线开始工作时，泡沫转台自60
°
向0
°
方向转动，且转动至
‑
60
°
。此时完成二元矢量发动机外调节片3爬行波的电磁测试。当雷达波入射方向与前段1边缘垂直时，移除该测试点处的测试数据。雷达天线照射壳体前段时，可获得外调节片爬行波对飞机前向的雷达散射贡献。
32.当雷达天线放置于低散射壳体后向时，闭合塞锥此时不安装，低散射壳体水平放
置于泡沫转台，此时低散射壳体中心线与雷达天线安装轴线角度设置为60
°
。雷达天线开始工作时，泡沫转台自60
°
向0
°
方向转动，且转动至
‑
60
°
。此时完成二元矢量发动机4后向腔体内域的电磁测试。雷达天线照射壳体后段时，可独立获得二元矢量发动机后向腔体内域的雷达散射截面。
33.当雷达天线放置于低散射壳体前向时，安装闭合塞锥，低散射壳体水平放置于泡沫转台，此时低散射壳体中心线与雷达天线安装轴线重合，即角度设置为0
°
。雷达天线开始工作时，泡沫转台自0
°
开始，完成360
°
角域内的电磁测试。此时完成闭合状态下低散射壳体的电磁测试。
34.壳体后段与闭合塞锥配装后，可获得低散射壳体水平面全向角域内的雷达散射截面，用于判断低散射壳体对二元矢量发动机外域散射信号的抑制效果。
35.低散射壳体上下台与雷达天线更换时，均需通过标准体对测试背景进行标定。
36.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。