[发明专利]一种作战飞机整机性能及隐身综合匹配优化设计方法

说明书

本申请涉及作战飞机隐身设计领域，一种作战飞机整机性能及隐身综合匹配优化设计方法，通过先计算出飞机整机空中典型隐身状态工作点所需的发动机最小推力和对应的整机性能参数，在该点周围选取多个状态点并计算出相应的整机性能参数，而后筛选出满足复合空中典型隐身状态点下基本隐身要求的状态点，而后再通过计算满足要求的状态点下的各个发动机红外辐射信号，找到各状态点下对应的发动机红外辐射信号的最低值，在该状态点下进行隐身设计，能够充分发挥出后向隐身部件的隐身性能，减少后向隐身部件生产制造过程中因偏离设计状态而引起隐身性能指标不满足要求的情况。

技术领域

本申请属于作战飞机隐身设计领域，特别涉及一种作战飞机整机性能及隐身综合匹配优化设计方法。

背景技术

隐身性能是新一代作战飞机必备的典型特征和技术指标，作为发动机后向可见的主要部件，排气系统的隐身性能对发动机乃至飞机后机身隐身至关重要，目前通常采用后视全遮挡加力燃烧室及二元喷管等发动机后向隐身部件降低红外辐射特征信号。相关计算及试验结果表明，后向隐身部件可有效降低红外辐射特征信号。

目前现有技术方案通常采用后视全遮挡加力燃烧室及二元喷管等发动机后向隐身部件降低红外辐射特征信号，主机仍保留配装后向隐身部件前的控制规律，未实现作战飞机整机性能及隐身综合匹配优化设计，缺点如下：

1、整机性能设计方案与整机隐身方案分开设计，未开展整机性能与后向隐身部件的综合优化匹配设计，未充分发挥后向隐身部件的隐身性能；

2、在后向隐身部件生产制造过程中偏离设计状态时，存在隐身性能不满足要求的情况，导致发动机不满足设计要求，存在不能按期交付的风险。

因此，如何更有效地提高作战飞机整机的隐身性能是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种作战飞机整机性能及隐身综合匹配优化设计方法，以解决现有技术中因偏离设计状态导致隐身性能不满足要求。

本申请的技术方案是：一种作战飞机整机性能及隐身综合匹配优化设计方法，包括计算飞机整机空中典型隐身状态工作点所需的发动机最小推力 F_min及对应的整机性能相关参数；保持发动机所需最小推力不变，选取多个状态点，计算出不同状态点下的整机性能参数；筛选满足空中典型隐身状态点下基本隐身要求的状态点；计算满足要求的状态点下的发动机红外辐射信号，选取最低值对应的喷管吼道面积及低压转速进行优化匹配。

优选地，多个所述状态点的筛选方法为，获取发动机最小推力下的喷管喉道面积A₈、排气温度T₆、低压转速n₁、风扇喘振裕度sm_f、喷管壁温T_壁温；获取多个状态点所对应的整机性能参数；根据不同的整机性能参数获取各自对应的排气温度、风扇稳定裕度、低压换算转速、喷管壁温；获取空中典型隐身状态点所需的最小裕度，去除等推力条件下不同整机性能参数对应的风扇温度裕度中不满足所述最小裕度的状态点；获取空中典型隐身状态点所对应的低压转速，去除等推力条件下不同整机性能参数对应的超出所述低压转速的状态点。

优选地，多个满足要求的所述状态点中的红外辐射信号的最低值状态点的选择方法为，获取剩余状态点的喷管喉道面积和发动机壁温，根据红外辐射能量公式计算出不同状态点的红外辐射特征强度；获取不同的红外辐射特征强度中的最小点，作为作战飞机整机性能及隐身综合匹配优化工作点，对应的发动机喷管喉道面积作为综合优化匹配后的控制计划点。

优选地，大于或小于所述喷管吼道面积A₈的喷管喉道面积点在选择时均为均匀选取。