高超声速飞行器绕流流场电磁散射特性分析


      Analysis of scattering for the flow field of a hypersonic flight vehicle


      • 摘要:

        采用七组元化学反应模型,数值模拟高超声速飞行器流场.基于流场结果,用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分方法计算了PL波段飞行器流场的后向雷达散射截面积(Radar Cross-Section,RCS)频率特性及双站散射特性,并分析了入射波频率和双站角对RCS的影响.结果表明:在计算频率范围内,等离子鞘套流场后向RCS基本上比飞行器本体后向RCS,攻角对流场RCS有所影响,当入射波频率和等离子体特征频率相近时,等离子鞘套改善飞行器的隐身性能;入射波频率为1 GHz,飞行器等离子鞘套流场和飞行器本体的双站RCS随双站角的变化交替变化,无明显规律.

         

        Abstract:

        A hypersonic flight vehicle flow filed was simulated by adopting the 7 species chemical model. Based on the flow field, a piecewise linear current density (JE) recursive convolution finite-difference time-domain (PLJERC-FDTD) algorithm was applied to calculate the vehicle backward RCS and bistatic RCS in P, L-band. The effects of incidence wave frequency and bistitic angle on the radar cross section (RCS) were analyzed. The results illustrate that in most range of calculation frequency, the backward RCS of plasma sheath flow field is smaller than that of the vehicle itself. Simultaneously, the angle of attack has an influence on the RCS. When the incidence wave frequency is close to the plasma frequency, the plasma sheath can improve the vehicle stealth performance. On 1 GHz frequency, the RCS of the plasma sheath flow field and vehicle itself varies with the bistatic angle and the bigger one occur alternately without a good rule.

         

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