Diseño de Optimización de Estructura Absorbente de Panal y Su Aplicación en la Stealth de Ingreso de Aeronaves
Autores: Xiang, Huimin; Shi, Yongqiang; Yang, Qingzhen; Wang, Xufei; He, Yubo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de Optimización de Estructura Absorbente de Panal y Su Aplicación en la Stealth de Ingreso de Aeronaves
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tecnología de sigilo
Estructuras que absorben radar
Estructuras de panal que absorben
Absorción electromagnética
Estructura de panal absorbente de gradiente multicapa
Sección transversal de radar
Licencia
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Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
La creciente demanda de tecnología de sigilo en aplicaciones militares y aeroespaciales ha impulsado el desarrollo de estructuras avanzadas que absorben radar. En particular, las estructuras absorbentes de panal (HAS) han mostrado promesas debido a sus propiedades únicas. Para mejorar las características de absorción de las HAS y evaluar su efecto de aplicación en aeronaves, en primer lugar, se estudia el mecanismo de mejora de la capacidad de absorción electromagnética (EM) de las estructuras de panal mediante el uso de un diseño de gradiente para el material de impregnación. En segundo lugar, se propone una estructura absorbente de panal de gradiente de múltiples capas (MGHAS) con una capa superior y capas de unión intermedias. Se analiza la influencia del tipo y disposición de los materiales de impregnación en la reflectividad para obtener estrategias de diseño que puedan mejorar el rendimiento de absorción del MGHAS. Se propone un algoritmo mejorado de optimización por enjambre de partículas (PSO) para optimizar el rendimiento de absorción EM del MGHAS. El MGHAS optimizado logra una absorción de banda ancha por debajo de -10 dB en un rango de 2-18 GHz, y la reflectividad incluso alcanza -30 dB cerca de 10 GHz. Finalmente, para resolver el problema de las características de dispersión electromagnética de estructuras periódicas, como las HAS aplicadas a objetivos eléctricamente grandes, se introduce la reflectividad en un método de disparo y rebote, que es un algoritmo de alta frecuencia utilizado para analizar las características de dispersión electromagnética de la entrada de la aeronave. Basado en este método, se explora el efecto de reducción del MGHAS en la sección transversal de radar (RCS) de la entrada de la aeronave. Los resultados indican que en el ángulo de detección de 0 grados y la frecuencia de detección de 10 GHz, una entrada de aeronave equipada con el MGHAS logra una reducción de 26 dB en la RCS en comparación con una entrada de aeronave sin tecnologías de sigilo y una reducción de 18 dB en comparación con una entrada con material absorbente tipo recubrimiento en modo TM. Este estudio demuestra que el MGHAS propuesto reduce efectivamente la intensidad de dispersión electromagnética de la entrada de la aeronave y mejora el rendimiento de sigilo radar de la aeronave.
Descripción
La creciente demanda de tecnología de sigilo en aplicaciones militares y aeroespaciales ha impulsado el desarrollo de estructuras avanzadas que absorben radar. En particular, las estructuras absorbentes de panal (HAS) han mostrado promesas debido a sus propiedades únicas. Para mejorar las características de absorción de las HAS y evaluar su efecto de aplicación en aeronaves, en primer lugar, se estudia el mecanismo de mejora de la capacidad de absorción electromagnética (EM) de las estructuras de panal mediante el uso de un diseño de gradiente para el material de impregnación. En segundo lugar, se propone una estructura absorbente de panal de gradiente de múltiples capas (MGHAS) con una capa superior y capas de unión intermedias. Se analiza la influencia del tipo y disposición de los materiales de impregnación en la reflectividad para obtener estrategias de diseño que puedan mejorar el rendimiento de absorción del MGHAS. Se propone un algoritmo mejorado de optimización por enjambre de partículas (PSO) para optimizar el rendimiento de absorción EM del MGHAS. El MGHAS optimizado logra una absorción de banda ancha por debajo de -10 dB en un rango de 2-18 GHz, y la reflectividad incluso alcanza -30 dB cerca de 10 GHz. Finalmente, para resolver el problema de las características de dispersión electromagnética de estructuras periódicas, como las HAS aplicadas a objetivos eléctricamente grandes, se introduce la reflectividad en un método de disparo y rebote, que es un algoritmo de alta frecuencia utilizado para analizar las características de dispersión electromagnética de la entrada de la aeronave. Basado en este método, se explora el efecto de reducción del MGHAS en la sección transversal de radar (RCS) de la entrada de la aeronave. Los resultados indican que en el ángulo de detección de 0 grados y la frecuencia de detección de 10 GHz, una entrada de aeronave equipada con el MGHAS logra una reducción de 26 dB en la RCS en comparación con una entrada de aeronave sin tecnologías de sigilo y una reducción de 18 dB en comparación con una entrada con material absorbente tipo recubrimiento en modo TM. Este estudio demuestra que el MGHAS propuesto reduce efectivamente la intensidad de dispersión electromagnética de la entrada de la aeronave y mejora el rendimiento de sigilo radar de la aeronave.