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F-35战斗机三维重建及气动、隐身特性分析

姜浩  
【摘要】: 本文以F-35战斗机为研究目标,对目标体进行三维外形重建,并对重建后的模型进行气动及隐身特性的计算和分析,复原研究国外先进飞行器从而使我国有针对性地进行先进飞行器的研制具有重要的参考价值,是一项具有国防研究价值的课题,为现代战斗机的工程研制提供了一种可参考的思路。 首先,分析了战斗机总体外形技术不断革新的原因及发展趋势。并针对目前三维重建的方法,采用了基于飞机三视图进行轮廓线提取来重建F-35全机理论外形的方法,引入了基于草图跟踪的CATIA三视图的标定,大大地提高了模型重建的精度,并且针对类翼面部件采用参数化建模,这样对于对升力有突出贡献的类翼面部件可以得到更精确的模型,更有利气动特性的计算。 其次,对F-35全机采用非结构三角形单元来划分表面网格,然后按照一定增长率以四面体结构单元扩展到空间计算域,采用EULER方程完成了F-35在亚声速、跨声速及超声速等飞行条件下的流场计算,分析了不同状态下的升力、阻力、力矩特性和大攻角气动特性,同时对机翼采取了弯扭反设计,并结合机翼的流场分析,得到了推迟机翼失速的最佳扭转角。 最后,利用曲面像素法对F-35全机高频雷达目标特性进行了计算,提出了一种基于IGS数据转换格式的隐身计算网格生成方法,比较了不同俯仰角及方位角下的RCS特性曲线,分析了对RCS影响比较大的部件。与此同时,采用FEKO的物理光学法对F-35进行计算,并与像素法计算结果进行比较,可知像素法对于目标的高频雷达特性具有计算速度快、精度高的特点。


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