平衡流場(chǎng)的再入飛行器電磁散射特性分析(存儲(chǔ)版)
【正文】 較大,尾部區(qū)中心位置基本處于109cm3。由于計(jì)算能力的限制,這里截取大約10 m長(zhǎng)的等離子體尾流,若考慮整個(gè)尾流,其對(duì)再入飛行器的電磁散射特性影響將更加嚴(yán)重。、30176。方位角入射時(shí),垂直極化下含等離子體尾流目標(biāo)的后向RCS。受目前計(jì)算方法和能力的限制,本文只是對(duì)再入飛行器的電磁散射特性進(jìn)行了初步的計(jì)算和分析,尚有很多問(wèn)題,如等離子體尾流的電子密度分布情況如何更接近于實(shí)際狀態(tài)、不同目標(biāo)和不同條件下等離子體鞘套對(duì)目標(biāo)電磁散射的影響、非零攻角再入時(shí)目標(biāo)周圍的等離子分布情況等,有待在后續(xù)的工作中深入研究。此外,由于入射波偏轉(zhuǎn)一定角度后,目標(biāo)與等離子體尾流之間的干涉效應(yīng)增強(qiáng),回波明顯出現(xiàn)劇烈的振蕩。入射時(shí)錐球及含等離子體尾流的RCS圖7 5km/s再入、60176。因此,這里主要考慮等離子體尾流對(duì)目標(biāo)電磁散射特性的影響。圖1某目標(biāo)再入時(shí)等離子體尾流電子密度分布結(jié)果比較利用前面所述的考慮真實(shí)氣體效應(yīng)情況下等離子體流場(chǎng)的計(jì)算方法,以簡(jiǎn)單的錐球形目標(biāo)(見圖2)為例,研究其以零攻角再入,高度為30 km,速度分別為5 km/s、4 km/s和3 km/s時(shí),周圍等離子體流場(chǎng)中電子密度分布情況。該方法是通過(guò)差分近似引入離散時(shí)域移位算子直接得到時(shí)域和離散時(shí)域之間的算子過(guò)渡關(guān)系。顯然,各組元的數(shù)量是壓力P和溫度T的函數(shù)。在高超聲速飛行器的流場(chǎng)計(jì)算中,必須考慮流動(dòng)的物理化學(xué)狀態(tài)?？諝馐艿郊げǖ膹?qiáng)烈壓縮和粘性的劇烈摩擦,激波層內(nèi)的溫度迅速升高,可達(dá)數(shù)千度,駐點(diǎn)區(qū)域甚至達(dá)到10 000 K以上。首先借助真實(shí)氣體效應(yīng)情況下等離子體流場(chǎng)計(jì)算方法,獲得錐球形目標(biāo)再入時(shí)接近于真實(shí)尾流的非均勻等離子體分布,然后利用移位算子時(shí)域有限差分法(finite difference time domain FDTD)計(jì)算和分析錐球形目標(biāo)以零攻角再入時(shí)的低頻電磁散射特性,最后給出了一些有價(jià)值的結(jié)論。平衡流場(chǎng)的再入飛行器電磁散射特性分析當(dāng)具有極高速度(如10個(gè)馬赫數(shù)以上)的飛行器再入大氣層時(shí),由于目標(biāo)與空氣摩擦將產(chǎn)生高達(dá)幾千攝氏度的氣動(dòng)熱,使周圍的氣體發(fā)生電離,導(dǎo)致飛行器附近空氣呈離子狀態(tài)存在,形成等離子體鞘套
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