[發明專利]一種航空發動機紅外與電磁信號特征綜合抑制的設計方法

有效

• 申請號: 202110561668.3
• 申請日: 2021-05-23
• 公開（公告）號: CN113361006B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 程榮輝;鄧洪偉;尚守堂;曹茂國;馬宏宇;張宗斌
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請屬于飛機發動機設計領域，涉及一種航空發動機紅外與電磁信號特征綜合抑制的設計方法。該方法包括：獲取紅外信號輻射強度目標值及電磁信號RCS目標值；確定滿足所述紅外信號輻射強度目標值的發動機后腔體可視面積的平均溫度T1；根據所述平均溫度T1確定發動機后腔體可視部位的冷卻流量W1；確定滿足溫度降低需求的發動機冷卻通道結構和開孔冷卻形式；通過電磁仿真計算，確定滿足電磁信號不高于電磁信號RCS目標值的多組發動機典型部件的角度組合；通過迭代優化，確定滿足發動機推力條件下的電磁信號最小的發動機典型部件的角度組合。本申請解決了發動機紅外和電磁信號特征綜合抑制的難題，使發動機紅外信號更低，電磁信號特征更小。

技術領域

本申請屬于飛機發動機設計領域，特別涉及一種航空發動機紅外與電磁信號特征綜合抑制的設計方法。

背景技術

隨著作戰飛機隱身能力的提高，對發動機紅外/電磁信號特征綜合抑制的需求越來越高，而傳統發動機在設計之初未考慮紅外/電磁信號特征綜合抑制，從而影響作戰飛機和發動機的紅外/電磁信號特征，造成飛機和發動機紅外和電磁信號特征較大。

現有技術中，未形成考慮發動機紅外和電磁信號特征的發動機設計方案。

發明內容

為了解決上述問題，本申請利用航空發動機紅外/電磁信號特征綜合抑制的設計方法，形成的考慮發動機紅外和電磁信號特征的發動機具有較低紅外和雷達信號特征，從而有利于飛機和發動機的綜合隱身實現。

本申請航空發動機紅外與電磁信號特征綜合抑制的設計方法，包括：

步驟S1、獲取紅外信號輻射強度目標值及電磁信號RCS目標值；

步驟S2、確定滿足所述紅外信號輻射強度目標值的發動機后腔體可視面積的平均溫度T1；

步驟S3、根據所述平均溫度T1確定發動機后腔體可視部位的冷卻流量W1；

步驟S4、在所述冷卻流量W1下，確定滿足溫度降低需求的發動機冷卻通道結構和開孔冷卻形式；

步驟S5、通過電磁仿真計算，確定滿足電磁信號不高于電磁信號RCS目標值的多組發動機典型部件的角度組合；

步驟S6、通過迭代優化，確定滿足發動機推力條件下的電磁信號最小的發動機典型部件的角度組合。

優選的是，步驟S2之前進一步包括：根據已有低發射率材料技術基礎，確定材料表面發射率ε。

優選的是，步驟S2中進一步包括：

確定發動機噴管出口面積A9和發動機后腔體可視面積的平均溫度T；

利用公式計算后向紅外輻射強度I，其中，C1為第一輻射常量為3.742Ⅹ10^-16W·m²，C2為第二輻射常量為1.4388Ⅹ10^-2m·K，λ為計算波長，ε為材料發射率；

判斷所述后向紅外輻射強度I是否高于所述紅外信號輻射強度目標值，若計算的后向紅外輻射強度I高于所述紅外信號輻射強度目標值，則逐步降低發動機后腔體可視面積的平均溫度，直至計算的后向紅外輻射強度I不高于所述紅外信號輻射強度目標值。

優選的是，步驟S2中，通過計算確定滿足所述紅外信號輻射強度目標值的發動機后腔體可視面積的平均溫度T1的理論值，對所述發動機后腔體可視面積的平均溫度T1的理論值保留一定的設計余量，即所述發動機后腔體可視面積的平均溫度T的實際值低于所述理論值。

優選的是，步驟S3中，進一步包括：

步驟S31、通過引外涵空氣冷卻加力燃燒室及噴管部件，使其在滿足平均溫度T1要求后的冷卻流量W1盡可能小。

優選的是，步驟S31的基礎上進一步包括：