共形整流罩最佳面型及参数的设计方法

摘要

共形整流罩最佳面型及参数的设计方法，属于导引头结构设计和光学成像技术领域。本发明通过导弹在超音速飞行状态下的空气阻力系数的大小、头罩的成像质量以及头罩的雷达散射特性建立的综合评价指标，通过建立共形整流罩评价性能的综合指标来设计出空气阻力相对比较小、成像质量比较高、隐身性能比较好的最佳面型的二次曲面面型整流罩，其厚度为4mm，口径为180mm，整流罩长为180mm，外部双曲面离心率为1.021，内部双曲面离心率为1.01975。可以用于精确制导武器导引头的光学系统之中，通过使用这种面型的整流罩进而实现导弹的空气动力学性能、光学成像性能以及隐身性能。

主权项

共形整流罩最佳面型及参数的设计方法，其特征在于所述方法步骤如下：一、利用Gambit软件对不同面型参数的共形整流罩的导弹进行建模，输入Fluent软件中进行仿真，得到不同面型导弹的整流罩的空气阻力系数的大小，再利用以下公式对所得数据进行拟合，进而得到与导弹面型与空气阻力系数的函数关系；$C_{x0}=C_f{f}_{\mathrm{LD}}{f}_M\frac{S_{{\mathrm{wet}}_f}}{S}$式中，C_f为摩擦系数，f_LD为共形整流罩长径比的函数，f_M是与飞行速度相关的函数，为弹身的表面积，S为弹身的横截面积；二、通过code v光学软件对不同面型参数的共形整流罩的不同长径比进行建模，通过光线追迹，得到0到40°视场下的均方根波前误差RMS，求其均值为ARMS，然后利用matlab软件拟合出ARMS与共形整流罩长径比之间的关系；三、按照以下公式计算共形整流罩的雷达散射截面：RSC＝πρ₁ρ₂   ；其中，ρ₁和ρ₂分别为通过亮斑并包含视线会出相互垂直的两个切面的曲率半径，进而得出双曲面头罩长径比与其雷达散射截面RSC之间的关系；四、建立共形整流罩面型的综合的评价指标，其综合评价函数表示为：evadome(F)＝w₁C_f(F)+w₂ARMS(F)+w₃RSC(F)   ；w₁为归一化的空气阻力系数C_f(F)的权重，w₂为归一化的不同视场均方根波前误差平均值ARMS(F)的权重，w₃为归一化的雷达散射截面RSC(F)的权重。五、通过综合评价函数进行求解，即可得到共形整流罩最佳面型及参数。