對雷達(dá)的可見性降低的多功能飛的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及飛機(jī)工業(yè)，特別是涉及用于偵察和擊敗空中、海上和陸地目標(biāo)的作戰(zhàn)飛機(jī)。本發(fā)明的目的是使飛機(jī)對于雷達(dá)的可見性的量降低至平均大約0.1平方米至1平方米。飛機(jī)包括機(jī)身(1)、翼板(2)、全動(dòng)型垂直尾翼(AMVE)面板(3)、全動(dòng)型水平尾翼(AMHE)面板(4)、座艙罩(5)、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的水平唇部(6)、封閉排氣口的細(xì)網(wǎng)格篩(7)、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的側(cè)向傾斜唇部(8)、動(dòng)力裝置RCS減少裝置(9)，以及空中加油探頭艙襟翼(10)。為提供飛機(jī)上的雷達(dá)散射截面(RCS)的特定水平，在機(jī)體、動(dòng)力裝置、機(jī)載設(shè)備裝置的光學(xué)和天線系統(tǒng)以及在飛行設(shè)備中的懸浮和可擴(kuò)展的部分中實(shí)施一系列措施。
【專利說明】對雷達(dá)的可見性降低的多功能飛機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機(jī)工業(yè)，特別是涉及用于偵察和打擊空中、海上和陸地目標(biāo)的作戰(zhàn)飛機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]多功能飛機(jī)(FominA.V.Su-27.History of Fighter, Moscow, RAIntervestnik,1999，pp.208-251)包括機(jī)體；動(dòng)力裝置；通用飛機(jī)設(shè)備；顯示/控制系統(tǒng)；武器、有源和無源對抗(active and passive countermeasures)的綜合設(shè)施；目標(biāo)貓準(zhǔn)設(shè)備(雷達(dá)貓準(zhǔn)系統(tǒng)，光電貓準(zhǔn)系統(tǒng))；參數(shù)監(jiān)測和記錄系統(tǒng)；飛機(jī)間(inter-aircraft)和控制中心通信系統(tǒng)；飛行和導(dǎo)航系統(tǒng)；對抗系統(tǒng)；武器和無源對抗控制系統(tǒng)，這些組成部分通過戰(zhàn)術(shù)信息、來自于控制指揮中心的指導(dǎo)、空域和地面的雷達(dá)監(jiān)視、空域定位、地面和空中目標(biāo)的偵察和支持、對武器的目標(biāo)指定、有源雷達(dá)干擾、未修正的武器和具有被動(dòng)熱(passive heat)的飛機(jī)武器(ACW)的使用、用于陸地、空中和海上目標(biāo)的被動(dòng)和主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭、無源對抗裝置的使用，以提供導(dǎo)航、手動(dòng)和自動(dòng)控制模式的駕駛、系統(tǒng)的綜合控制、飛機(jī)間導(dǎo)航和內(nèi)部交換。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)方案的缺點(diǎn)是其具有高數(shù)值的雷達(dá)散射截面積(RCS)，雷達(dá)散射截面積(RCS)通過敵方雷達(dá)而限定飛機(jī)偵察的特性?，F(xiàn)有飛機(jī)的RCS是大約10-15平方米(所選方面的平均值)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過本發(fā)明所取得的技術(shù)成果是將飛機(jī)的對于雷達(dá)的可見性的量減少至平均大約為0.1平方米至I平方米。
[0005]Sais技術(shù)成果是通過以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)的，即，在多功能飛機(jī)中包括機(jī)體、動(dòng)力裝置、機(jī)載設(shè)備裝置，其中，空中武器容納在機(jī)體內(nèi)；進(jìn)氣管為S形，并且具有涂覆在進(jìn)氣管的壁上的雷達(dá)吸波涂層；在進(jìn)氣管中安裝有用于將進(jìn)氣管的在進(jìn)口導(dǎo)向葉片前方的幾何截面劃分成由圓柱面或平面限定的若干分隔腔的裝置，并且進(jìn)氣管入口的掃掠唇部形成平行四邊形；升力面的前緣和后緣、進(jìn)氣口和門襟翼的掃掠被限于兩個(gè)或三個(gè)方向；橫截面上的機(jī)身側(cè)壁和全動(dòng)式垂直尾翼在相同的方向上從垂直平面傾斜；進(jìn)氣和排氣裝置是被屏蔽的；空中加油探頭艙由襟翼封閉；此外，在機(jī)體中的單獨(dú)結(jié)構(gòu)性和進(jìn)入元件(structural andaccess elements)之間的空間以導(dǎo)電密封劑填充；座艙罩玻璃被金屬化；天線罩由頻率選擇性結(jié)構(gòu)制成；光學(xué)傳感器在空閑狀態(tài)下能夠翻轉(zhuǎn)為以涂覆有雷達(dá)吸波涂層的背面面向照射雷達(dá)；天線艙由屏蔽隔板封閉；天線平面從垂直平面偏轉(zhuǎn)；天線的至少一部分是機(jī)體單元的結(jié)構(gòu)，并且天線饋電系統(tǒng)為基于雷達(dá)波長低反射天線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]本發(fā)明通過附圖進(jìn)行說明，其中:
[0007]圖1示出了具有整體氣動(dòng)布局的飛機(jī)的平面圖；
[0008]圖2是具有整體氣動(dòng)布局的飛機(jī)的仰視圖；
[0009]圖3是具有整體氣動(dòng)布局的飛機(jī)的正視圖；
[0010]圖4示出了圖2的截面A-A ;
[0011]圖5示出了圖2的截面B-B。
[0012]附圖標(biāo)記描述
[0013]1-機(jī)身
[0014]2_ 翼板
[0015]3-全動(dòng)型垂直尾翼(AMVE)的面板
[0016]4-全動(dòng)型水平尾翼(AMHE)的面板
[0017]5_座艙罩
[0018]6-發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的水平唇部
[0019]7-封閉排氣口的細(xì)網(wǎng)格篩
[0020]8-發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的側(cè)向傾斜唇部
[0021]9-動(dòng)力裝置RCS減小裝置
[0022]10-空中加油探頭艙的襟翼。

【具體實(shí)施方式】
[0023]機(jī)載設(shè)備的綜合設(shè)施包括:通用飛機(jī)設(shè)備；顯示/控制系統(tǒng)；武器、有源對抗和無源對抗的綜合設(shè)施；目標(biāo)瞄準(zhǔn)設(shè)備(雷達(dá)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，光電瞄準(zhǔn)系統(tǒng))；參數(shù)監(jiān)測和記錄系統(tǒng)；飛機(jī)間和控制中心通信系統(tǒng)；飛行和導(dǎo)航系統(tǒng)；對抗系統(tǒng)；用于控制武器和無源對抗的系統(tǒng)，該綜合設(shè)施通過成組的作戰(zhàn)信息、來自于控制指揮中心的指導(dǎo)、空域和地面的雷達(dá)監(jiān)視、空域定位、陸地和空中目標(biāo)的偵察與支持、有源雷達(dá)干擾、未校正的武器和具有被動(dòng)熱的飛機(jī)武器的使用、用于陸地、空中和海上目標(biāo)的被動(dòng)和主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭、無源對抗裝置的使用，來提供導(dǎo)航、手動(dòng)和自動(dòng)控制模式的駕駛、系統(tǒng)的綜合控制、飛機(jī)間導(dǎo)航和交換。
[0024]飛機(jī)的RCS是由以下組成部分的RCS組成的:機(jī)體；動(dòng)力裝置；機(jī)載設(shè)備的光學(xué)和天線系統(tǒng)；飛行設(shè)備中的懸浮和可擴(kuò)展的部分。
[0025]機(jī)體和動(dòng)力裝置的RCS量級是由三個(gè)因素決定的:
[0026]-理論輪廓的形狀和機(jī)體的布局，其中包括進(jìn)氣口和風(fēng)道；
[0027]-機(jī)體單元、工藝上的和操作上的蒙皮、門、孔的結(jié)合部以及在機(jī)體的活動(dòng)部分和固定部分之間的結(jié)合部的設(shè)計(jì)；
[0028]-雷達(dá)波吸收和屏蔽材料以及涂層的使用。
[0029]由于后向散射圖表最大值向著最少的方向以及向著危險(xiǎn)最少的扇區(qū)的再分配，因此理論輪廓的形狀和機(jī)體的布局在某些方面能夠減少所反射的電磁(EM)波的能量。
[0030]結(jié)構(gòu)措施
[0031]由于來自于空中武器(AW)和AW發(fā)射器的照射雷達(dá)的電磁波的反射的消除，將AW定位在機(jī)體內(nèi)能夠使RCS整體減小。
[0032]與雷達(dá)波吸收涂層(RAC)相接合的S形進(jìn)氣管提供了在近軸向方向的RCS的減小。在前半球(forward hemisphere) (FHS)的其他扇區(qū)內(nèi)，由于對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)向葉片(IGV)的屏蔽而使RCS減小，其中發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)向葉片(IGV)的元件主要反射照射雷達(dá)的電磁(EM)波，其是HlS中的機(jī)體/發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的RCS的實(shí)質(zhì)性的部分(多達(dá)60% )。涂覆在進(jìn)氣(Al)管道的壁上的RAC降低了從IGV反射和再反射至管道壁的電磁信號的量級，從而減少了在!7HS中的總體Al RCS。
[0033]用于減少前半球中的發(fā)動(dòng)機(jī)RCS的進(jìn)氣管道中的裝置9可以安裝在IGV上游的任何形狀的管道中，但是優(yōu)選安裝在“直”管道中。裝置9起到在近軸向方向部分地封閉IGV而阻擋EM波的屏障的作用。除了屏蔽作用，裝置9還將IGV上游的進(jìn)氣管道的幾何截面劃分成由圓柱形(或同心的或非同心的)表面或平的表面限定的一系列獨(dú)立的腔，其中平的表面可以是平行或相交的。每個(gè)腔都具有比該區(qū)域中的進(jìn)氣管的橫截面積更小的橫截面積。這樣的分割形式與分段壁的RAC涂層一起能夠減少從IGV反射的和再反射至裝置9的腔的壁的EM信號的量級，從而減少了 !7HS中的總體Al RCS水平。
[0034]將升力面的前緣和后緣、進(jìn)氣口和門襟翼的掃掠限制于不同于軸向方向的兩個(gè)或三個(gè)方向(掃掠角度)，能夠使后向散射模式(BSP)的全局最大值朝向這些方向。該BSP會(huì)引起在ras中的總體Al RCS水平的下降。
[0035]機(jī)身I的側(cè)壁在橫截面上的傾斜以及垂直空氣動(dòng)力學(xué)表面(垂直尾翼4、進(jìn)氣口的側(cè)唇部8)在橫截面上的沿相同方向的傾斜能夠憑借射中機(jī)體的傾斜表面的EM波多次反射至不同于照射雷達(dá)的方向的一側(cè)而降低側(cè)半球(LHS)中的RCS。
[0036]通過結(jié)構(gòu)元件和通過細(xì)網(wǎng)格篩來屏蔽進(jìn)排氣裝置能夠減少或消除由機(jī)體的“不規(guī)則結(jié)構(gòu)”(例如孔、縫、腔)而引起的RCS成分(component)，這是由于封閉不規(guī)則結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格的線性單元尺寸小于照射飛機(jī)的EM波的長度的1/4。在這種情況下，細(xì)網(wǎng)格起到屏障EM波的作用，從而減少RCS中的不規(guī)則結(jié)構(gòu)的成分。
[0037]通過襟翼10封閉空中加油探頭艙能夠消除在總的飛機(jī)RCS中的艙和探頭成分。
[0038]全動(dòng)式垂直尾翼4的使用能夠減少總的垂直尾翼的面積，因此能夠降低從垂直尾翼反射的信號的水平，從而降低LHS中的RCS的量級。
[0039]導(dǎo)電密封劑的使用能夠提供機(jī)體的單獨(dú)結(jié)構(gòu)性和進(jìn)入元件之間的導(dǎo)電性，從而消除飛機(jī)RCS中的具有“不規(guī)則結(jié)構(gòu)”(例如縫、結(jié)合部)的成分，這是因?yàn)椴淮嬖陔姷牟灰?guī)則結(jié)構(gòu)就沒有表面電磁波的散射。
[0040]RAC的使用能夠顯著地減小RCS的全局最大值，這是由于RAC的工作原理依賴于對射中材料的EM波的能量的部分吸收，因此能夠降低所反射的雷達(dá)信號的水平。
[0041]使座艙罩玻璃金屬化能夠提供EM不透性，使得該玻璃基本上由不透的傾斜的壁形成，該傾斜的壁能夠?qū)⑷肷銭M波反射成遠(yuǎn)離照射雷達(dá)。
[0042]用于減少RCS中的機(jī)載設(shè)備成分的基本措施如下。
[0043]在天線罩中使用頻率選擇性結(jié)構(gòu)，其中該頻率選擇性結(jié)構(gòu)在自有天線的工作頻率范圍內(nèi)是無線透明的，并且在(照射雷達(dá)的)其他頻段內(nèi)是無線不透明的。因此，來自照射雷達(dá)入射到天線罩上的電磁波沿遠(yuǎn)離照射方向再次被反射(因?yàn)樘炀€罩形狀由相對垂直平面傾斜的表面形成)。
[0044]光學(xué)傳感器的光學(xué)零件在空閑狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)，以及RAC在背面上的應(yīng)用。因此，在傳感器的空閑(被動(dòng))狀態(tài)(最小RCS的狀態(tài))下，傳感器以涂覆有RAC的一側(cè)面向照射雷達(dá)的方向，從而提供對入射EM波的部分吸收，進(jìn)而減少RCS。
[0045]當(dāng)已經(jīng)在封閉艙中重復(fù)反射的入射波被放大并且輻射到外部空間中時(shí)，可以在天線罩中使用屏蔽隔板以消除行波效應(yīng)。屏蔽隔板安裝在天線柱的周圍以繞該柱的周邊。RAC涂覆在面向照射雷達(dá)的隔板壁上。在照射的時(shí)候，屏蔽隔板能夠防止EM波透過天線艙并且能夠吸收一些入射波的能量，從而降低RCS。
[0046]天線平面從垂直平面偏轉(zhuǎn)，因此，天線的正常地從水平面的偏轉(zhuǎn)將所反射的EM波的方向改變?yōu)檫h(yuǎn)離照射雷達(dá)，從而減小天線的RCS。
[0047]減少天線的總數(shù)以及將飛機(jī)機(jī)身單元用作天線(例如，將垂直尾翼用作通信天線)。由于每個(gè)天線都會(huì)添加一定的RCS成分，因此減少天線的總數(shù)能夠減小總的RCS。將現(xiàn)有的飛機(jī)機(jī)身單元(垂直尾翼)用作天線可以省去獨(dú)立的天線，這與包括獨(dú)立天線的實(shí)施例相比自然減小了 RCS。
[0048]使用基于雷達(dá)波長低反射天線的天線饋線系統(tǒng)。通過下面的事實(shí)提供天線的低反射性能，即天線不延伸超出飛機(jī)的外部輪廓，而不會(huì)產(chǎn)生由于EM波的直接反射的飛機(jī)RCS成分。
[0049]前述措施的綜合實(shí)施提供了對于雷達(dá)的可見性的最大程度的降低，并且對飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)、重量、加工、操作和其他特性的負(fù)面影響最小。
【權(quán)利要求】
1.多功能飛機(jī)，其包括機(jī)體、動(dòng)力裝置、機(jī)載設(shè)備裝置，其特征在于，空中武器容納在所述機(jī)體內(nèi)；進(jìn)氣管是S形的，并且具有涂覆在所述進(jìn)氣管的壁上的雷達(dá)吸波涂層；在所述進(jìn)氣管中安裝有用于將所述進(jìn)氣管的在進(jìn)口導(dǎo)向葉片前方的幾何截面劃分成由圓柱面或平面限定的若干分隔腔的裝置，進(jìn)氣管入口的掃掠唇部形成平行四邊形；升力面的前緣和后緣、進(jìn)氣口、門襟翼的掃掠被限于兩個(gè)或三個(gè)方向；橫截面上的機(jī)身側(cè)壁和全動(dòng)型垂直尾翼在相同方向上從垂直平面傾斜；進(jìn)排氣裝置是被屏蔽的；空中加油探頭艙由襟翼封閉；此外，所述機(jī)體中的單獨(dú)結(jié)構(gòu)性和進(jìn)入元件之間的空間以導(dǎo)電密封劑填充；座艙罩玻璃被金屬化；天線罩由頻率選擇性結(jié)構(gòu)制成；光學(xué)傳感器在空閑狀態(tài)下能夠翻轉(zhuǎn)為以涂覆有雷達(dá)吸波涂層的背面面向照射雷達(dá)；天線艙由屏蔽隔板封閉；天線平面從所述垂直平面偏轉(zhuǎn)，其中所述天線的至少一部分是機(jī)體單元的結(jié)構(gòu)，并且天線饋電系統(tǒng)為基于雷達(dá)波長低反射天線。
【文檔編號】B64D33/02GK104302545SQ201280070989
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】亞歷山大·尼古拉耶維奇·達(dá)維堅(jiān)科, 米哈伊爾·尤里耶維奇·斯特雷勒茨, 安德烈·尤爾葉維奇·加夫里科夫, 米哈伊爾·阿列克謝耶維奇·博伊科, 阿納托利·伊萬諾維奇·費(fèi)多倫科, 安德烈·尼古拉耶維奇·洛格阿爾科夫, 弗拉迪米爾·亞歷山德羅維奇·魯尼謝夫, 謝爾蓋·尤里耶維奇·比比科夫, 米哈伊爾·鮑里索維奇·瓦西里耶夫, 德米特里·格爾馬諾維奇·科諾諾夫, 瓦西里·謝爾蓋耶維奇·埃勒費(fèi)耶夫, 納塔利亞·波里索夫娜·波利亞科娃, 羅曼·斯塔尼斯拉沃維奇·列別杰夫 申請人:航空集團(tuán)聯(lián)合控股公司