劉戰(zhàn)合，苗 楠，王 菁，楊 濤，張 蘆

(鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 航空工程學(xué)院，鄭州 450046)

0 引 言

隨著武器系統(tǒng)的逐步升級(jí)，無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)開(kāi)始成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中舉足輕重的武裝力量[1-3]，對(duì)于局部戰(zhàn)爭(zhēng)和反恐戰(zhàn)爭(zhēng)，固定翼無(wú)人機(jī)已參戰(zhàn)多年，并取得了諸多戰(zhàn)術(shù)成果。中、大型固定翼無(wú)人機(jī)已逐步從單一的偵察、探測(cè)過(guò)渡到察打一體型[4-5]，如美軍攻擊型無(wú)人機(jī)“捕食者”、“死神”及對(duì)地攻擊機(jī)X-47B和X-47C等。采用飛翼布局的X-47B等無(wú)人攻擊機(jī)具有較好的隱身性能，其布局電磁散射特性已有較多的研究，而對(duì)“捕食者”或“死神”之類(lèi)的無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)來(lái)說(shuō)，電磁散射特性研究較少，尤其是采用螺旋槳推進(jìn)的無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)。

對(duì)無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，與其他類(lèi)飛行器相似，隱身技術(shù)是提高其戰(zhàn)場(chǎng)生存力的重要措施[6-8]，一般通過(guò)采用主動(dòng)或被動(dòng)的設(shè)計(jì)技術(shù)或改進(jìn)措施,降低被敵方雷達(dá)探測(cè)、識(shí)別、確認(rèn)的信號(hào)，進(jìn)一步降低目標(biāo)被探測(cè)到的可能性[9]。飛行器隱身性能在很大程度上取決于外形隱身設(shè)計(jì)，與機(jī)翼、機(jī)身、垂尾等設(shè)計(jì)有較大關(guān)系，對(duì)其電磁散射特性研究較多。相對(duì)而言，采用螺旋槳推進(jìn)時(shí)(如美國(guó)“捕食者”和“死神”等)，無(wú)人機(jī)的電磁散射特性將產(chǎn)生較大變化。為研究其影響規(guī)律和散射特性，從整機(jī)角度出發(fā)，提出了有、無(wú)螺旋槳兩種模型方法研究螺旋槳對(duì)無(wú)人機(jī)電磁散射的影響。本文以美軍“死神”無(wú)人機(jī)為基礎(chǔ)，建立了其電磁散射分析模型，基于物理光學(xué)法(PO,Physical Optics)[10-11]計(jì)算了不同頻率、不同俯仰角下的雷達(dá)散射截面(RCS，Radar Cross Section)曲線，分析了重點(diǎn)角域內(nèi)RCS均值的變化特點(diǎn)，并基于RCS相對(duì)差值，研究了螺旋槳對(duì)電磁散射特性的量化影響關(guān)系，為攻擊型無(wú)人機(jī)的隱身性能預(yù)估提供技術(shù)參考。

1 電磁散射分析模型

參考美軍“死神”無(wú)人機(jī)，為研究螺旋槳對(duì)分析目標(biāo)的散射影響，分別建立了有槳、無(wú)槳的電磁散射分析模型，對(duì)應(yīng)命名為A和B模型，如圖1所示。該模型幾何尺寸為：機(jī)身長(zhǎng)10 m，翼展14 m，高3 m，采用二者模型相互對(duì)比方法(暫未考慮模型A的螺旋槳旋轉(zhuǎn)影響)，來(lái)分析螺旋槳對(duì)無(wú)人機(jī)電磁散射特性的影響。

圖1 無(wú)人機(jī)電磁計(jì)算模型Fig.1 Electromagnetic computation models of UAV

以螺旋槳推進(jìn)的無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)具有較低的飛行速度、較高的機(jī)動(dòng)性，適于執(zhí)行空中打擊、格斗、偵察的作戰(zhàn)任務(wù)。一般地，該類(lèi)無(wú)人機(jī)具有較高的升阻比，采用大展弦比矩形機(jī)翼實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)航程和較長(zhǎng)的航時(shí)需求，同時(shí)為改善隱身性能，雙垂尾一般會(huì)斜置(即“V”形設(shè)置)。在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)中，面臨敵方的雷達(dá)等探測(cè)器、防空導(dǎo)彈、偵察機(jī)(有人或無(wú)人)、戰(zhàn)斗機(jī)等的探測(cè)、識(shí)別及攻擊威脅。

基于以上考慮，從該類(lèi)無(wú)人機(jī)面臨的主要威脅方式出發(fā)，研究螺旋槳在相應(yīng)環(huán)境下對(duì)無(wú)人機(jī)的電磁散射特性影響?？紤]實(shí)際情況，電磁波入射俯仰角設(shè)定為-15°～15°，步長(zhǎng)為5°，方位角為0°～360°，頻率設(shè)置為1，3，6，10，15，18 GHz，分別對(duì)應(yīng)電大尺寸為46.7，140，280，466.7，700，840，屬于高頻散射區(qū)域。同時(shí)，對(duì)無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)關(guān)注的威脅角域：前向30°(定義為H-30，即前向±15°范圍)、側(cè)向30°(定義為S-30，即側(cè)向90°左右兩側(cè)±15°范圍)、后向30°(定義為T(mén)-30，即后向180°左右兩側(cè)±15°范圍)、周向360°(W-360)等不同角域。研究中，結(jié)合模型A和B的RCS曲線分布特性、算術(shù)均值及其相對(duì)差值的變化規(guī)律等分析螺旋槳對(duì)該無(wú)人機(jī)的電磁散射影響特性。

2 電磁散射特性影響分析方法

2.1 電磁散射計(jì)算方法

在以上研究頻率內(nèi)，兩種電磁散射分析模型均可視為電大尺寸計(jì)算目標(biāo)，結(jié)合計(jì)算精度和效率需求，RCS計(jì)算方法可采用高效數(shù)值方法或高頻近似方法[12-13]。高效數(shù)值方法主要為數(shù)值方法的快速計(jì)算策略，如基于矩量法(MOM，Method of Moments)的多層快速多極子算法(MLFMA，Multilevel Fast Multipole Algorithm)[14-15]、時(shí)域有限差分法(FDTD,Finite Difference Time Domain)[16]、有限元法等，為進(jìn)一步提高效率，可采用并行計(jì)算技術(shù)，如并行多層快速多極子算法(PMLFMA,Parallel Multilevel Fast Multipole Algorithm)。對(duì)于電大尺寸復(fù)雜目標(biāo)，即便采用高效數(shù)值方法也存在效率降低的現(xiàn)象，甚至計(jì)算過(guò)程不能收斂。為解決以上問(wèn)題，可采用高頻近似算法，如物理光學(xué)法(PO)、物理繞射理論、等效電磁流法、一致繞射理論等。物理光學(xué)法忽略了多層快速多極子算法中的遠(yuǎn)距、近距耦合散射作用，僅考慮影響最為明顯的自耦合作用，從而大大提高計(jì)算速度，同時(shí)不存在收斂問(wèn)題，這一近似處理尤其適用于如本文目標(biāo)的光滑表面目標(biāo)，具有較高的計(jì)算精度。利用物理光學(xué)法[10-11]，計(jì)算目標(biāo)的RCS可由式(1)求和而得:

(1)

式中：σi為第i個(gè)面元的復(fù)RCS，可采用切平面近似來(lái)求解[10]。為驗(yàn)證物理光學(xué)法計(jì)算精度，以柱高1 m、直角邊長(zhǎng)為1 m的等腰直角三角形柱為例，分別采用PO和MLFMA計(jì)算了入射電磁波波長(zhǎng)為0.1 m、俯仰角為0°、方位角為0°～180°的RCS曲線。兩種方法計(jì)算結(jié)果對(duì)比如圖2所示，其中MLFMA計(jì)算結(jié)果為水平極化情況。

圖2 三角形柱RCS計(jì)算結(jié)果對(duì)比Fig.2 RCS comparison results of triangular column

從圖2可以看出，采用MLFMA和PO兩種算法得到的計(jì)算曲線基本重合，散射曲線分布特點(diǎn)相同，說(shuō)明在0°～180°方位角上，二者計(jì)算結(jié)果基本一致，算術(shù)均值誤差為0.863 5 dB，說(shuō)明兩種算法具有接近一致的計(jì)算精度，可用于電大尺寸飛行器目標(biāo)的電磁散射特性數(shù)值研究。

2.2 螺旋槳電磁散射影響分析方法

對(duì)飛行器而言，一般通過(guò)研究RCS散射曲線的分布規(guī)律來(lái)研究該類(lèi)飛行器的電磁散射特性。為了解RCS散射幅值量化變化規(guī)律，可結(jié)合不同角域內(nèi)的RCS幾何均值或算術(shù)均值大小來(lái)輔助研究。以上常規(guī)方法在一定程度上可以反映飛行器的電磁散射規(guī)律，但對(duì)于飛行器上的不同結(jié)構(gòu)目標(biāo)，如外掛、垂尾等部件，其散射特性影響僅能通過(guò)理論關(guān)系進(jìn)行判斷，缺乏可以量化分析的手段。

為進(jìn)一步分析無(wú)人機(jī)螺旋槳的影響規(guī)律及其姿態(tài)角、頻率影響特性，針對(duì)電磁散射分析模型A和B，結(jié)合已有方法，對(duì)重要威脅角域，通過(guò)對(duì)比兩種電磁散射模型的RCS均值，獲得螺旋槳對(duì)無(wú)人機(jī)電磁散射的影響特性。

在重點(diǎn)關(guān)注角域內(nèi)，無(wú)人機(jī)RCS(單位為dBsm)算術(shù)均值可以表示為

(2)

式中：N為RCS數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)數(shù)目；σi為第i個(gè)入射角時(shí)無(wú)人機(jī)的RCS。定義螺旋槳對(duì)該類(lèi)無(wú)人機(jī)RCS影響的相對(duì)差值為

(3)

3 無(wú)人機(jī)電磁模型RCS分布特性

3.1 不同頻率

為研究?jī)煞N無(wú)人機(jī)模型的RCS曲線分布特性，分別從不同頻率、不同俯仰角兩方面研究其變化規(guī)律。由于統(tǒng)一模型各頻率電磁散射曲線分布特性相似，選取0°俯仰角下10 GHz和18 GHz時(shí)兩模型的RCS曲線進(jìn)行對(duì)比，分析研究頻率影響特性，如圖3所示。

圖3 兩種模型不同頻率的RCS曲線(10 GHz和18 GHz)Fig.3 RCS curves of two models with different frequency (10 GHz和18 GHz)

對(duì)兩種模型而言，計(jì)算頻率均處于高頻區(qū)，圖3說(shuō)明，兩種模型的RCS曲線分布具有較大區(qū)別。對(duì)模型A，頻率10 GHz和18 GHz時(shí)RCS曲線基本接近，曲線分布規(guī)律一致?？梢钥闯?，為提高推力性能，螺旋槳槳葉在設(shè)計(jì)過(guò)程中有一定扭轉(zhuǎn)，同時(shí)與前向有一定夾角，受此影響，模型A的RCS曲線并非完全對(duì)稱?？傮w來(lái)看，在前向0°角域上有較大較寬波峰，是機(jī)身頭部、機(jī)翼前緣、垂尾前緣，尤其是螺旋槳的電磁散射綜合表現(xiàn)，最大為20 dBsm左右。方位角增加時(shí)，RCS逐漸降低，在30°時(shí)出現(xiàn)一較窄較小散射波峰，分析是頭部側(cè)棱和機(jī)身的散射耦合影響。側(cè)向90°存在較大波峰，但其寬度較窄，主要是機(jī)身側(cè)向、機(jī)翼翼尖面積的鏡面散射作用及垂尾側(cè)面的較弱散射作用?？紤]到機(jī)身側(cè)向采用翼身融合布局設(shè)計(jì)方式，機(jī)翼翼尖截面積較小，且垂尾已斜置，因此側(cè)向波峰僅表現(xiàn)為較尖銳的散射波峰。在后向較大區(qū)域內(nèi)，螺旋槳影響依然明顯，130°附近有較小散射波峰，而在后向180°附近存在明顯電磁散射波峰，為尾噴口端面、螺旋槳槳葉表面的鏡面散射及機(jī)翼、垂尾后緣散射效果，其波峰寬度較大、強(qiáng)度較高、散射效果復(fù)雜。

對(duì)模型B，RCS散射曲線分布較為簡(jiǎn)單，沿周向?qū)ΨQ分布四個(gè)波峰，分別在前向0°、側(cè)向90°、后向180°、側(cè)向270°附近。在前向0°上，散射波峰的最大幅值接近模型A，但表現(xiàn)更窄，在較大方位角上，散射幅值降低較為明顯；在側(cè)向90°上，由于螺旋槳側(cè)向影響較小，因此散射波峰大小和寬度基本一致，說(shuō)明散射機(jī)理并未明顯變化；在后向180°上，兩種模型的散射強(qiáng)度接近，但模型B的散射波峰寬度變小，且幅值在180°左右兩端快速降低，這是由于模型B在后向無(wú)螺旋槳影響。

對(duì)比兩種模型曲線可以看出，由于研究頻率范圍均處于高頻區(qū)內(nèi)，因此兩個(gè)頻率的RCS曲線區(qū)別不大，但通過(guò)RCS曲線對(duì)比，依然可以發(fā)現(xiàn)，頻率增大時(shí)，散射曲線振蕩更為劇烈，同時(shí)，幅值有一定降低，這一點(diǎn)模型B表現(xiàn)相對(duì)明顯。同時(shí)，螺旋槳在無(wú)人機(jī)前向、后向均有明顯影響，較大幅度、較大范圍的增大了RCS幅值，尤其在前向H-60角域(即-30°～30°范圍)內(nèi)，增大幅值接近40 dB；在后向較大范圍上也有明顯影響。

3.2 不同俯仰角

入射頻率10 GHz時(shí)，兩種模型俯仰角0°和10°的RCS曲線對(duì)比如圖4所示。

圖4 兩種模型不同俯仰角的RCS曲線(10 GHz)Fig.4 RCS curves of two models with different pitch angles (10 GHz)

由圖4可以看出，同一入射頻率下，俯仰角變化對(duì)RCS曲線影響較為復(fù)雜，表現(xiàn)不同。

對(duì)模型A，俯仰角增大時(shí)，RCS散射曲線在前向、后向較大范圍均有明顯降低，在前向H-60角域上表現(xiàn)更為明顯，部分區(qū)域在10 dBsm以上，這是前向上螺旋槳槳葉表面的鏡面散射減弱的表現(xiàn)。同時(shí)，俯仰角的變化也會(huì)對(duì)波峰位置有一定影響，如在前向0°方位角附近，波峰出現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)，俯仰角10°時(shí)約在6°方位角上出現(xiàn)了波峰，而其余部位降低較為明顯。分析認(rèn)為，這是由于螺旋槳的非對(duì)稱和截面隨槳葉徑向產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的共同結(jié)果。以上現(xiàn)象還表現(xiàn)在后向角域上，可以看出，俯仰角增加時(shí)，后向角域的RCS也有一定降低，但比前向影響幅值相對(duì)稍弱，為發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口后端面和槳葉表面鏡面散射降低的共同作用。在側(cè)向一定角域范圍內(nèi)，對(duì)散射波峰的影響并不明顯，這是由于俯仰角的變化對(duì)側(cè)向散射并未引起實(shí)質(zhì)的散射機(jī)理變化。

對(duì)模型B，散射曲線特點(diǎn)有所不同，由于缺少了螺旋槳的電磁散射貢獻(xiàn)，在較小的俯仰角變化時(shí)，其散射幅值變化并不明顯。在前向60°角域上，受無(wú)人機(jī)頭部結(jié)構(gòu)外形設(shè)計(jì)影響，俯仰角增加時(shí)，其RCS曲線變化不明顯，僅有較小的增加，幅值在2 dB左右；在后向60°角域，由于無(wú)人機(jī)尾部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，俯仰角變化時(shí)，尾部復(fù)雜結(jié)構(gòu)在入射方向形成一定的二面角效果，一定程度上增加電磁散射，其RCS曲線有較小增加。而在側(cè)向90°附近，波峰大小、幅值均未明顯變化，與模型A類(lèi)似，該角域上，俯仰角變化并未引起散射機(jī)理的較大變化。綜上，對(duì)模型B來(lái)說(shuō)，較小的俯仰角并未引起RCS曲線分布的較大變化。

4 螺旋槳電磁散射影響規(guī)律

在RCS散射曲線分布特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，為研究螺旋槳對(duì)電磁散射的影響規(guī)律，分別計(jì)算分析了模型A、模型B的RCS均值及相對(duì)差值，并對(duì)不同頻率、不同俯仰角的影響詳細(xì)分析。

4.1 螺旋槳對(duì)RCS均值影響對(duì)比分析

在RCS數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，分別計(jì)算了模型A和B的H-30，H-60，S-30，T-30和W-360角域的RCS均值，模型A和B各角域RCS均值分別如表1～2所示。結(jié)合RCS散射曲線分布特點(diǎn)及影響范圍，分析時(shí)重點(diǎn)關(guān)注入射頻率(f)變化時(shí)H-60和T-30角域的RCS均值情況。

表1 不同角域的RCS均值(模型A)Table 1 RCS arithmetic mean of different angular domains (model A)

表2 不同角域的RCS均值(模型B)Table 2 RCS arithmetic mean of different angular domains(model B)

從表1～2可以看出，頻率增加時(shí)，除模型A在H-30和H-60角域上的RCS均值變化不大外，其余角域上隨頻率的增加明顯降低，說(shuō)明頻率增加時(shí)該角域的隱身性能有一定提升，這一點(diǎn)也可從RCS散射曲線看出。

同時(shí)，在不同入射頻率上，螺旋槳均對(duì)前向和后向角域的RCS均值有較大影響。對(duì)前向H-60角域，結(jié)合RCS散射曲線分析，頻率增加時(shí)，螺旋槳對(duì)電磁散射的影響逐漸增加，1 GHz時(shí)由-13.948 7 dBsm增加至6.461 7 dBsm，而在18 GHz時(shí)由-27.392 7 dBsm增加至6.716 7 dBsm。對(duì)后向T-30角域來(lái)說(shuō)，頻率增加時(shí)，兩種模型的RCS均值均降低，但頻率較大時(shí)，這一差值更大，說(shuō)明在高頻時(shí)，螺旋槳影響較為明顯，這與前向角域的結(jié)果一致。

4.2 不同頻率電磁散射影響

俯仰角0°、入射頻率1～18 GHz的螺旋槳對(duì)RCS影響的相對(duì)差值變化曲線如圖5所示。

圖5 不同頻率相對(duì)差值變化曲線Fig.5 Curves of RCS relative values in different frequency

結(jié)合RCS曲線和均值變化，RCS相對(duì)差值可進(jìn)一步量化研究螺旋槳對(duì)無(wú)人機(jī)電磁散射特性的影響。圖5可以看出，各角域上的RCS相對(duì)差值變化不一，頻率增加時(shí)，前向(H-30和H-60)角域的RCS相對(duì)差值振蕩增加，由1 GHz的20.115 4 dB增加至18 GHz的35.449 3 dB，證明螺旋槳對(duì)前向兩個(gè)角域上的電磁散射有重要影響，顯著增強(qiáng)了電磁信號(hào)，降低了無(wú)人機(jī)隱身性能。結(jié)合RCS曲線可以看出，在前向和后向，RCS曲線由于螺旋槳作用，明顯向外膨脹。對(duì)于后向T-30角域，螺旋槳帶來(lái)的RCS增加部分淹沒(méi)在無(wú)人機(jī)尾部后端面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)電磁散射中，結(jié)合RCS曲線，依然在除波峰之外的一定角域上有較大影響，從而促使后向T-30角域的相對(duì)差值大于零，與前向角域效果類(lèi)似，也表現(xiàn)為振蕩增加現(xiàn)象，但其幅值較低，從1 GHz的6.261 6 dB增加至11.220 6 dB。

對(duì)側(cè)向來(lái)說(shuō)，并未產(chǎn)生散射機(jī)理的明顯變化，螺旋槳本身在側(cè)向S-30角域內(nèi)的影響較小，其RCS相對(duì)差值基本維持在3～5 dB之間。從圖5可以看出，相對(duì)差值曲線基本不變。對(duì)周向W-360來(lái)說(shuō)，由于該角域是0°～360°方位角上即各個(gè)角域上的綜合表現(xiàn)，圖5顯示，周向相對(duì)差值隨頻率增加逐漸增加，且高于后向T-30角域，說(shuō)明螺旋槳對(duì)周向電磁散射影響也較大，1 GHz時(shí)為15.424 8 dB，而18 GHz時(shí)為22.233 1 dB。

4.3 不同俯仰角電磁散射影響

入射頻率10 GHz、俯仰角-15°～15°時(shí)螺旋槳對(duì)RCS影響的相對(duì)差值變化曲線如圖6所示。

與上述不同頻率電磁散射影響分析同理，螺旋槳在不同俯仰角上同樣有較大影響，結(jié)合無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)實(shí)際情況，將俯仰角設(shè)定為-15°～15°范圍。從圖6可以看出，相對(duì)不同頻率來(lái)說(shuō)，不同俯仰角的RCS相對(duì)差值曲線變化有以下特點(diǎn)：(1)各個(gè)角域的RCS相對(duì)差值變化更加劇烈，即對(duì)俯仰角的響應(yīng)更加敏感；(2)前向(H-30和H-60)角域上，呈現(xiàn)中間高兩端低的特點(diǎn)，即在0°俯仰角附近較高，俯仰角增加或減小時(shí)有所降低，這與無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)及螺旋槳布局相關(guān)，尤其在前向H-30角域上呈“W”形分布；(3)側(cè)向S-30、后向T-30角域上呈振蕩變化趨勢(shì)，S-30角域的相對(duì)差值振蕩性減小，而T-30角域上在較大范圍上變化。

圖6 不同俯仰角相對(duì)差值變化曲線Fig.6 Curves of RCS relative values in different pitch angles

從螺旋槳對(duì)電磁散射的影響效果來(lái)看，前向H-30和H-60角域上影響最大，且0°俯仰角上的RCS相對(duì)差值為28 dB左右，為各角域上最大值。與H-30角域特點(diǎn)不同，H-60角域上的RCS相對(duì)差值隨俯仰角變化成倒“V”形分布，二者俯仰角較大時(shí)差異較為明顯。對(duì)后向T-30角域，受螺旋槳及無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)影響，RCS相對(duì)差值在-15°和-10°俯仰角時(shí)，分別為10.980 3 dB和11.445 5 dB，而在俯仰角-5°時(shí)最大，為25.774 5 dB，之后先降低再增大，表現(xiàn)為大范圍的振蕩現(xiàn)象。側(cè)向S-30角域的RCS相對(duì)差值由-15°的16.956 8 dB快速振蕩降低到15°俯仰角的2.173 8 dB。周向W-360角域上，相對(duì)差值-5°最大，兩側(cè)降低，而俯仰角為正時(shí)降低較快。

總體來(lái)看，螺旋槳會(huì)增加各個(gè)角域上的電磁散射強(qiáng)度，頻率、俯仰角變化時(shí)，前向H-30和H-60角域影響較大，增加幅值為20～40 dB，后向T-30角域影響次之，增加幅值為4～20 dB，側(cè)向S-30影響最小，對(duì)10 GHz來(lái)說(shuō)，增加幅值可達(dá)28.804 3 dB，從而較大地降低了無(wú)人機(jī)的隱身能力?；谝陨峡紤]，有必要在不降低其推進(jìn)效率、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、氣動(dòng)特性等性能的基礎(chǔ)上，采用技術(shù)手段大幅降低螺旋槳的電磁散射影響，如螺旋槳采用非金屬材料、對(duì)槳葉進(jìn)行氣動(dòng)隱身優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化槳葉氣動(dòng)扭轉(zhuǎn)角、保證推力的同時(shí)適當(dāng)增加槳葉后掠角等。同時(shí)，鑒于螺旋槳在實(shí)際作戰(zhàn)中為轉(zhuǎn)動(dòng)部件，應(yīng)進(jìn)一步研究其所帶來(lái)的頻響效應(yīng)。

5 結(jié) 論

為研究螺旋槳對(duì)攻擊型無(wú)人機(jī)的電磁散射影響特性，建立了某型無(wú)人機(jī)電磁散射分析模型，基于物理光學(xué)法計(jì)算分析了有、無(wú)螺旋槳的無(wú)人機(jī)模型RCS曲線，提出了分析螺旋槳的電磁散射研究方法，研究了螺旋槳對(duì)RCS曲線分布規(guī)律的影響，及不同頻率、不同俯仰角的電磁散射影響特性，得到以下結(jié)論：

(1) 對(duì)RCS曲線影響。螺旋槳對(duì)RCS曲線有顯著影響，會(huì)明顯增加無(wú)人機(jī)前向、后向較大范圍內(nèi)的RCS幅值，并使散射曲線向外膨脹，前向、后向散射波峰幅值和寬度均大幅增加，前向表現(xiàn)尤為明顯，且螺旋槳使周向散射波峰數(shù)目更多，側(cè)向散射機(jī)理發(fā)生實(shí)質(zhì)變化。

(2) 不同頻率影響。在高頻區(qū)，頻率增加時(shí)不會(huì)引起電磁散射機(jī)理變化，RCS散射曲線分布形式基本相似；頻率增加會(huì)引起前向、后向角域的RCS均值降低(模型A的H-60除外)，前向、后向、周向的RCS相對(duì)差值隨頻率增加而振蕩增加，前向H-30角域最明顯，可達(dá)35.449 3 dB。

(3) 不同俯仰角影響。螺旋槳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)使模型A的電磁散射特性隨俯仰角增加而變小，RCS曲線向內(nèi)一定程度收斂；俯仰角變化時(shí)，螺旋槳對(duì)前向角域(H-30和H-60)RCS相對(duì)差值影響較大，前向H-30角域呈“W”分布，且俯仰角0°時(shí)RCS相對(duì)差值最大，為28 dB左右，后向T-30角域RCS相對(duì)差值大范圍震蕩變化，各向角域相對(duì)差值均大于零。