J36 like RCS perview P2 Aboserbing(类J36RCS预览P2 吸波 )
吸波材料的影响是重要的,但是当然这和军迷想的一堆名词不一样,实际不是报几个词就能怎么样. 不管你套多少名词一个东西,你也不会对数字有一点敏感性.
首先,什么是吸波结构。简单来说,吸波结构是一种提供从自由空间到物体两种介质的过渡的设计。由于电磁波并不关心小于波长的东西,所以锥形的结构能够在亚波长的尺度提供过渡,减少反射。当电磁波入射的时候,锥体的占比提高提供过渡。

通过这种思路也提供通过其他结构提供介质间的缓慢过度。最常见的就是多层吸波材料,多层吸波材料通过改变每层的介质属性提供从自由空间到导电体之间的过渡。


这种思路不仅仅可以给吸波使用。举个例子,我要做一个设计将导线的散射截面积降低。在这里我就将导体弯曲起来,很有效的在共振频率附近降低了最大散射截面积。


这里我就是用多层吸波结构。这种方法对我的好处是我并不需要改动模型,只需要改动参数就可以达到需要尺度的设计,并且自动的应用到整个飞行器上。
在这里我用AN74吸波器为基础,改变每层的参数达到不同厚度的吸波结构。这个模拟运行在12GHz水平极化。
Φ=180是机头指向的方向,Φ=0则是机尾。

你可以看到随着吸波厚度增加,散射截面积会在40mm(4cm)附近停止降低。看起来正面的RCS主要由进气道唇口和机身之间提供。当然在没有吸波下,很大程度还有RCS是来自于进气道腔和发动机。当入射角往侧面移动,红外舱也会开始提供RCS。



这种现象可以从材料的表面阻抗看出来。当材料的厚度增加,阻抗会在较小的一定范围内浮动,并且20mm和80mm的阻抗非常接近。




AN74自己可能无法提供更好的过渡。在这里设计好每层的厚度交替使用不同材料可以提供更好的过渡性。而且我干脆把尺寸弄到320mm厚。不过最后的来说结果还是差不太多。

再把材料自身压到极限下,类J36设计可以达到-20到-30dBm^2的散射截面积。在这里这个吸波效果被应用到了整个表面,实际使用中会和这有点差距。
对比不同厚度的前视和全向平均和中位数散射截面积。

为了显示吸波的有效性,可以对比基准模型的散射截面积得到缩小量。这里吸波达到了-20dB,散射截面积为基准的1%。

要降低RCS,极限更像是来自于材料自身而不是结构。即使你只用吸波材料做,物体的散射截面积还是会遇到极限。
不对对数字大小来说,并不是说没有办法把数字做小了。

图上就是我把数字大小做小了。类似的原因有一些人做比如J20的模型会得到很不同的结果。通常隐身飞机在PEC表面没有吸波下,通常会略高于-10dBm^2的散射截面积,这不是因为设计问题,大多是进气道本身会把反射引导到发动机上产生影响。但是比如这个文章得到低的多的值,在正面的不少方向能得到-40dBm^2。
答案是其实很简单:作者用的PO法算的RCS,尽管PO法的POFACET算是经典的军用代码了。但是PO法没有衍射的模型也不会计算多次反射。
我在这里干的事是一样的,我关闭了多次反射(把交会数改成1)关闭PTD把求解器弄得更接近PO求解器。当然,这个数据没有什么意义。不过有意思的是实际军用项目的开发周期之长,你能看见的大多隐身飞行器都是用这种方法求解设计出来的。
一般来说,你在弄这种东西的时候第一个回想的是不是求解器设置什么的问题。就和CFD,你自己做仿真想的大多都是网格边界层网格y+还有湍流模型的参数什么的,而不是盯着个模型看。