Способ корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности



Способ корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности
Способ корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности
Способ корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности
Способ корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности

 


Владельцы патента RU 2562408:

Акционерное общество "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" (АО "РСК "МиГ") (RU)

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для проведения мероприятий по скрытию летательных аппаратов (ЛА) военного назначения от средств радиолокационной разведки. Техническим результатом является снижение радиолокационной заметности ЛА при минимальном влиянии на массу и летно-технические характеристики. Способ включает формирование виртуальной 3D-модели ЛА, для которой задают допустимые значения средней и максимальной эффективной поверхности рассеяния и коэффициенты, определяющие радиотехнические характеристики материалов конструктивных элементов ЛА. Методом трассировки лучей осуществляют математическое моделирование электромагнитного облучения виртуальной 3D-модели ЛА и объекта, принятого за эталон. По результатам данного электромагнитного облучения получают лучевую картину, рассчитывают количество лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью ЛА и эталонным объектом, относительный показатель мощности лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью ЛА, эффективную поверхность рассеяния виртуальной 3D-модели ЛА и эталонного объекта. Далее строят диаграмму обратного отражения, вычисляют среднее и максимальное значения эффективной поверхности рассеяния 3D-модели ЛА и сравнивают их с заданными допустимыми значениями. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиации, а именно к способам снижения радиолокационной заметности летательных аппаратов (ЛА), и может быть использовано для проведения мероприятий по скрытию ЛА военного назначения от средств радиолокационной разведки.

Известны способы снижения радиолокационной заметности ЛА, основанные на использовании поглощающих материалов и покрытий, рассеивающих энергию облучения в направлении, отличающемся от направления облучения радара (см., например, RU 2362110 C1, F41H 3/00, опубл. 20.07.2009 г., US №6441771 B1, H01Q 17/00, опубл. 27.08.2002 г., RU 2363714 С2, C09D 5/32, опубл. 10.08.2009 г.).

Основными недостатками таких технических решений является сложность их изготовления и нанесения на защищаемый объект.

Другими известными способами снижения радиолокационной заметности ЛА является установка специальных радиопоглощающих экранов вокруг конструктивных частей ЛА (воздухозаборников, сопел, кабин, антенных отсеков и т.д.), вносящих основной вклад в ЭПР отражения (см., например, RU 2413161 C1, F41H 3/00, опубл. 27.02.2011 г., RU 2369530 С1, B64D 33/02, опубл. 10.10.2009 г.).

Недостатками данных известных технических решений является увеличение веса летательных аппаратов и низкая эффективность снижения радиолокационной заметности ЛА.

Все приведенные выше способы снижения радиолокационной заметности ЛА основаны на проведении мероприятий, не предусматривающих изменение изменений в конструктивный облик самого ЛА.

В отличие от известных аналогов, заявленное изобретение направлено на создание облика ЛА, обладающего минимальным показателем радиолокационной заметности и формируемого на начальных стадиях конструирования ЛА.

Техническим результатом заявленного способа является снижение радиолокационной заметности летательного аппарата при минимальном влиянии на массу и летно-технические характеристики летательного аппарата.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности формируют виртуальную 3D-модель летательного аппарата, задают для виртуальной 3D-модели летательного аппарата допустимые значения средней и максимальной эффективной поверхности рассеяния, а также коэффициенты, определяющие радиотехнические характеристики материалов конструктивных элементов летательного аппарата, методом трассировки лучей осуществляют математическое моделирование электромагнитного облучения виртуальной 3D-модели летательного аппарата при разных углах падения электромагнитного излучения, по результатам которого получают лучевую картину, рассчитывают количество лучей и относительный показатель мощности лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью летательного аппарата, далее проводят коррекцию ошибок, возникших при моделировании электромагнитного облучения виртуальной 3D-модели летательного аппарата, после чего методом трассировки лучей осуществляют математическое моделирование электромагнитного облучения эталонного объекта, определяют количество лучей, отраженных эталонным объектом, и рассчитывают эффективную поверхность рассеяния эталонного объекта, после этого вычисляют эффективную поверхность рассеяния виртуальной 3D-модели летательного аппарата в каждой точке по формуле:

,

где σэт - эффективная поверхность рассеяния эталонного объекта,

Nэт - количество лучей, отраженных эталонным объектом,

Pi - относительный показатель мощности луча, отраженного виртуальной 3D-моделью летательного аппарата,

далее строят диаграмму обратного отражения на основании полученных значений эффективной поверхности рассеяния виртуальной 3D-модели летательного аппарата в точках, вычисляют среднее и максимальное значения эффективной поверхности рассеяния 3D-модели летательного аппарата и сравнивают их с заданными допустимыми значениями, и по результатам сравнения судят о радиолокационной заметности летательного аппарата и осуществляют корректировку облика летательного аппарата.

При этом виртуальную 3D-модель летательного аппарата формируют с учетом геометрии уязвимых для электромагнитного облучения конструктивных элементов летательного аппарата.

В качестве коэффициентов, определяющих радиотехнические характеристики материалов, используют коэффициент отражения, коэффициент преломления и коэффициент поглощения электромагнитной энергии. Причем задают угловую зависимость коэффициентов поглощения материалов конструктивных элементов ЛА от угла падения электромагнитного излучения.

Расчет количества лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью летательного аппарата и количества лучей, отраженных эталонным объектом, осуществляют с помощью метода трассировки лучей.

В качестве эталонного объекта используют сферу.

Расчет эффективной поверхности рассеяния 3D-модели летательного аппарата в каждой точке и эффективной поверхности рассеяния эталонного объекта осуществляют с использованием табличного редактора.

На чертеже приведен схематичный алгоритм осуществления операций способа.

Способ корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности осуществляется следующим образом.

Посредством программы 3D-моделирования формируют виртуальную 3D-модель летательного аппарата.

При формировании виртуальной 3D-модели ЛА учитываются все элементы ЛА, облучаемые электромагнитным излучением радиолокационной станции. Особое внимание при этом уделяют геометрии уязвимых для электромагнитного облучения конструктивных элементов летательного аппарата, таких как канал воздухозаборника (или сопла), первых двух ступеней вентилятора (или турбины) двигателя и т.д.

Для сформированной виртуальной 3D-модели ЛА задают допустимые значения средней (σcp) и максимальной (σmax) эффективной поверхности рассеяния, а также коэффициенты, определяющие радиотехнические характеристики материалов конструктивных элементов летательного аппарата: коэффициент отражения, коэффициент преломления и коэффициент поглощения электромагнитной энергии.

Допустимые значения средней σcp и максимальной σmax эффективной поверхности рассеяния задают исходя из общих технических требований военно-воздушных сил к изделиям авиатехники или используя результаты научных изысканий по вопросам тактики и характеристик средств поражения вероятного противника.

После этого с помощью известного метода трассировки лучей осуществляют математическое моделирование электромагнитного облучения виртуальной 3D-модели ЛА, устанавливая различные углы падения электромагнитного излучения (электромагнитных лучей).

В случае использования радиопоглощающих материалов при изготовлении конструктивных элементов ЛА, учитывают угловую зависимость коэффициентов поглощения материалов конструктивных элементов ЛА от угла падения электромагнитного излучения (вносят данные значения в программу расчета).

По результатам математического моделирования электромагнитного облучения получают лучевую картину (графическое изображение электромагнитных лучей), рассчитывают количество электромагнитных лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью ЛА и относительный показатель мощности Pi электромагнитных лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью ЛА.

Проводят коррекцию ошибок, возникших при моделировании электромагнитного облучения виртуальной 3D-модели ЛА. Полученная лучевая картина позволяет наглядно увидеть ход лучей электромагнитного излучения (электромагнитной волны) и провести возможную коррекцию. В случае если произошла ошибка в расчетах (некорректное поведение лучей из-за ошибок построения виртуальной 3D-модели ЛА), с помощью лучевой картины можно исключить неправильно рассчитанные лучи. Если же лучи рассчитаны правильно, но обнаружены нежелательные эффекты переотражений (объемные уголковые отражатели), то данные ошибки также учитывают при доработке виртуальной 3Д-модели ЛА.

Аналогично методом трассировки лучей осуществляют математическое моделирование электромагнитного облучения эталонного объекта, в качестве которого используют сферу, обладающую известным показателем эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Определяют количество Nэт лучей, отраженных эталонным объектом, и рассчитывают эффективную поверхность рассеяния σэт эталонного объекта (шара) по известной формуле:

.

Далее вычисляют эффективную поверхность рассеяния виртуальной 3D-модели ЛА в каждой точке по формуле:

,

где σэт - эффективная поверхность рассеяния эталонного объекта,

Nэт - количество лучей, отраженных эталонным объектом,

Pi - относительный показатель мощности луча, отраженного виртуальной 3D-моделью летательного аппарата,

Количество n точек i зависит от углового сектора, в который попадает получаемый график. Оптимальным для расчета является шаг в 1° (i=1). Такой шаг позволяет не пропустить узкие пиковые значения ЭПР. Так, если график попадает в сектор ±45°, соответственно берут 90 точек.

Расчет количества лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью ЛА и количество Nэт лучей, отраженных эталонным объектом, осуществляют с помощью метода трассировки лучей.

Расчет эффективной поверхности рассеяния σ 3D-модели летательного аппарата в точках и эффективной поверхности рассеяния σэт эталонного объекта (сферы) осуществляют с использованием любого табличного редактора, например, Microsoft Office Excel.

На основании полученных значений эффективной поверхности рассеяния σ виртуальной 3D-модели ЛА в точках строят диаграмму обратного отражения. Вычисляют среднее и максимальное значения эффективной поверхности рассеяния 3D-модели ЛА и сравнивают их с заданными допустимыми значениями σcp и σmax. По результатам сравнения судят о радиолокационной заметности летательного аппарата и осуществляют корректировку (доработку) облика летательного аппарата. Если полученные среднее и максимальное значения эффективной поверхности рассеяния 3D-модели ЛА превышают заданные σcp и σmax, то виртуальная 3D-модель облика самолета отправляется на доработку и цикл приведенных выше операций повторяется до тех пор, пока не получат облик летательного аппарата с оптимальной величиной радиолокационной заметности. Оптимальная величина радиолокационной заметности определяется типом летательного аппарата, тактикой применения, характеристиками оружия вероятного противника и/или общими техническими требованиями военно-воздушных сил к изделиям авиатехники.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет получить летательный аппарат с требуемым уровнем радиолокационной заметности без значительного влияния на его массу и летно-технические характеристики.

1. Способ корректировки облика летательного аппарата по величине радиолокационной заметности, характеризующийся тем, что формируют виртуальную 3D-модель летательного аппарата, задают для виртуальной 3D-модели летательного аппарата допустимые значения средней и максимальной эффективной поверхности рассеяния, а также коэффициенты, определяющие радиотехнические характеристики материалов конструктивных элементов летательного аппарата, методом трассировки лучей осуществляют математическое моделирование электромагнитного облучения виртуальной 3D-модели летательного аппарата при разных углах падения электромагнитного излучения, по результатам которого получают лучевую картину, рассчитывают количество лучей и относительный показатель мощности лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью летательного аппарата, далее проводят коррекцию ошибок, возникших при моделировании электромагнитного облучения виртуальной 3D-модели летательного аппарата, после чего методом трассировки лучей осуществляют математическое моделирование электромагнитного облучения эталонного объекта, определяют количество лучей, отраженных эталонным объектом, и рассчитывают эффективную поверхность рассеяния эталонного объекта, после этого вычисляют эффективную поверхность рассеяния виртуальной 3D-модели летательного аппарата в каждой точке по формуле:
,
где σэт - эффективная поверхность рассеяния эталонного объекта,
Nэт - количество лучей, отраженных эталонным объектом,
Pi - относительный показатель мощности луча, отраженного виртуальной 3D-моделью летательного аппарата, далее строят диаграмму обратного отражения на основании полученных значений эффективной поверхности рассеяния виртуальной 3D-модели летательного аппарата в точках, вычисляют среднее и максимальное значения эффективной поверхности рассеяния 3D-модели летательного аппарата и сравнивают их с заданными допустимыми значениями, и по результатам сравнения судят о радиолокационной заметности летательного аппарата и осуществляют корректировку облика летательного аппарата.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что виртуальную 3D-модель летательного аппарата формируют с учетом геометрии уязвимых для электромагнитного облучения конструктивных элементов летательного аппарата.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве коэффициентов, определяющих радиотехнические характеристики материалов, используют коэффициент отражения, коэффициент преломления и коэффициент поглощения электромагнитной энергии.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что задают угловую зависимость коэффициентов поглощения материалов конструктивных элементов летательного аппарата от угла падения электромагнитного излучения.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расчет количества лучей, отраженных виртуальной 3D-моделью летательного аппарата, и количества лучей, отраженных эталонным объектом, осуществляют с помощью метода трассировки лучей.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве эталонного объекта используют сферу.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расчет эффективной поверхности рассеяния 3D-модели летательного аппарата в каждой точке и эффективной поверхности рассеяния эталонного объекта осуществляют с использованием табличного редактора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке видео для временного полуавтоматического дополнения видео, такого как назначение информации глубины для преобразования монокулярной видеопоследовательности в стерео или назначение цветовой информации для преобразования полутонового видео в цветное.

Изобретение относится к системам обработки данных трехмерного изображения. Техническим результатом является уменьшение искажений при отображении трехмерных изображений за счет компенсации смещения данных исходного и целевого просмотра.

Изобретение относится к системам обработки сигнала изображения. Техническим результатом является повышение качества отображаемого изображения за счет обеспечения гамма-коррекции изображения, в зависимости от типа изображения.

Изобретение относится к области генерирования изображений. Технический результат - упрощение способа сравнения объектов в том случае, когда требуется одновременно сравнить макроскопическую форму объектов и их микроскопические признаки.

Изобретение относится к способам представления цифровых изображений, в том числе видео и телевизионной информации и может быть использовано в системах цифрового стереоскопического телевидения.

Изобретение относится к средствам передачи сигнала трехмерного видео на конечное устройство. Техническим результатом является повышение точности комбинирования вспомогательных данных и 3D видеоконтента.
Изобретение относится к средствам обработки видеоданных. Техническим результатом является повышение качества отображения при воспроизведении ускоренного воспроизведения 3D-видеоданных.

Изобретение относится к средствам обработки объемных изображений. Техническим результатом является уменьшение времени создания конечных изображений при выравнивании объемных секций данных изображения.

Изобретение относится к технологиям кодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение качества формирования изображений с разных точек обзора за счет формирования указателя предпочтительного направления.

Изобретение относится к средствам обработки трехмерного видеоизображения. Техническим результатом является повышение скорости переключения между режимами трехмерного и двумерного отображения.

Изобретение относится к области полунатурного моделирования испытаний боевой индивидуальной экипировки (БИЭ). Измерение оцениваемых показателей проводят в закрытом помещении лаборатории.

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения, военной техники и военных объектов (ВВТ и ВО) от средств оптико-электронной, радиолокационной, а также радио- и радиотехнической разведки.

Изобретение относится к средствам маскировки личного состава, подлежащих скрытию объектов, вооружения и военной техники. Задачей изобретения является повышение маскирующих свойств материала, а также упрощение технологии его изготовления.

Изобретение предназначено для маскировки стационарных или движущихся объектов с помощью адаптивных маскировочных устройств, работающих в оптическом диапазоне длин волн.

Изобретение относится к средствам обеспечения скрытности вооружения и военной техники от средств разведки видимого, радиолокационного и инфракрасного диапазонов.

Изобретение относится к маскировке военных объектов, в частности военной техники. Способ инфракрасной маскировки заключается в том, что наружная поверхность объекта охлаждается поливом или опрыскиванием водой, легкокипящей жидкостью, незамерзающей жидкостью или их смесью.
Изобретение относится к составам, предназначенным для поглощения инфракрасного излучения, генерируемого внешними источниками электромагнитных волн инфракрасного спектра, и инфракрасного излучения, исходящего собственно от объекта.

Изобретение относится к области маскировки, а именно к маскировке объектов от средств наблюдения, в частности к маскировочным изделиям для маскировки объектов от средств наблюдения, и может быть использовано преимущественно при изготовлении маскировочных сетей, накидок, предметов одежды, скрывающих расположенный под ними объект, например личный состав, технику, сооружения и т.п.

Изобретение относится к средствам маскировки военных объектов с помощью маскировочного покрытия, закрепленного на поверхности объекта. Замаскированный военный объект, имеющий маскирующее покрытие, сцепленное с поверхностью объекта, обладающее маскирующим узором, причем, по меньшей мере, одна часть покрытия, подлежащего маскировке объекта (1), и маскирующий узор этой части образованы нанесенными вручную маскирующими элементами (2-9), при этом форма каждого маскирующего элемента (2-9) образована, по меньшей мере, одним квадратом одинакового размера, а маскирующие элементы (2-9) выполнены с возможностью подгонки друг к другу без промежутков, по заданному узору, стыкуясь под прямым углом своими ровными краями, причем каждый из маскирующих элементов (2-9) выполнен одноцветным, причем предусмотрены элементы, по меньшей мере, двух различных цветов.

Изобретение относится к маскировке, в частности к маскировочным покрытиям для снижения заметности закрытых кузовных объектов в различных диапазонах длин волн. Целью изобретения является снижение заметности закрытых кузовных объектов в различных диапазонах длин волн, а также повышение эксплуатационных показателей маскировочного покрытия.

Способ обеспечения радиолокационной скрытности военных самолетов предназначен для обеспечения неприметности самолета при его радарном облучении. Он заключается в изготовлении поверхностей самолета отражающими радиолокационные импульсы в стороны от радиолокатора, а также в покрытии поверхностей самолета многослойными материалами с прорезями в металлических поверхностях, покрытыми радиопрозрачными композитными материалами, и с полостями внутри. Непосредственно под прорезями в металлических поверхностях выполняют наклонные скосы, направляющие попадающие в них через прорези радиолокационные импульсы в полости, где установлены перегородки, гасящие радиолокационные импульсы. Изобретение направлено на повышение радиолокационной скрытности военных самолетов. 1 ил.
Наверх