美预测传感器飞机将随雷达发展成为现实
日期：2008-12-15 20:39:40 来源：中华工控网
点击： 作者：未知
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传感器飞机的关键在于它的外壳。这种飞行器是一种用先进传感器建造的飞机而不是装备先进传感器的飞机。美国空军研究实验室飞行器董事会负责传感器飞机的领导约翰 波兹奥克解释说，这个项目的雷达研究很大程度上集中在两个领域：低波段天线和高波段天线。最初的飞机设计是以接合机翼结构为特色，这种结构类似两个字母“V”在末端相连在一起。这种方法有利于将雷达天线放到飞机的外面，可以让雷达彻底扫描飞机的外部。
但是，实验室的科学家们现在正在探索一种大家都知道的用于低波段雷达元件实施360度扫描的“Endfire”。波兹奥克解释说，传统的平面板雷达天线发射的信号与它的表面是垂直的。“Endfire”技术将发射雷达信号与飞机的外表平行。
雷达能量能从平面板的四个侧面发射出去，波兹奥克继续说。信号不是连续的，但是这项技术能扫描四个侧面。所以，设计者能用多个“Endfire”元件，建造更大的电子扫描阵列。这种天线将被嵌入到飞机机翼的表面中，能量能从机翼的前面和后面发射出来。
这种新的能力会使工程师们看到一种完全不同的机身设计。飞机能有一个更加常规的与B-2机翼外形相似的后掠机翼，而不是接合机翼。
电测试已经证实“Endfire”元件在阵列周围将扫描360度。工程师们已经建立了几种不同应用这种技术的结构，包括“5X5”的正方阵列。另一个正在建设的阵列将达到20英尺长，20英尺宽。这种矩阵列与将要形成机翼的那种天线更加一致，波兹奥克说。这种大型的构造将经历电测试来确认它的天线性能，经历结构测试来确定它作为机翼组件的能力。这些由电评估开始的测试将在今年晚些时候开始，波兹奥克指出。
相类似的工作称为高波段阵列的特征，这种阵列工作在X波段上。波兹奥克说工程师们已经建造的实心外形的阵列，这种阵列是一种承重结构。雷达的发射/接收机部分连结在用常规合成焊接技术的承重天线上。结果就有了一种能够放到飞机外壳中的细小而紧凑的X波段的阵列。大尺寸的天线提供了更高的获益，这种获益依次允许最大化所有飞机雷达天线的功率性能。波兹奥克讲，科学家们已经研发了一平方英尺，能提出所有阵列需求的结构。这种一平方英尺的X波段雷达所起到的作用比用来确保天线工作正常的200个元件和必需的工作所起到的作用还有大。项目面临的挑战之一是获得高收益的阵列，他指出。
一旦那一平方英尺阵列在实验室里符合要求了，科学家们将会建造更大的阵列。一个用于主要结构承重轴承的3英尺 x 1英尺阵列已经得到了试验。它能承载超过50,000镑的重量，波兹奥克报告说。
另一项正在进行的工作已经生产出了一个试验样品，这个样品是20英尺长，2英尺宽。这个部件缺少必要的电子装置和组件，但是它是以所有的天线元件，连同结合在一起的供给网为特色，这个供给网将附属于发射/接收芯片。电子装置和组件将被忽略成多余的开支，波兹奥克承认。由于缺少主动雷达组件，这种结构去年为经受主要的飞机结构负载成功地进行了试验。成功的试验已经证明了这种X波段天线的概念能被应用到很多航空器领域，波兹奥克说。这些包括第三负载，如典型的飞机圆形罩；第二负载，如武器分隔舱的门或机身门和主要负载，如机翼结构或主要的机身仪表板。
“我们对这种在结构上的能力真的感到兴奋，”波兹奥克宣称。他补充道，下一步是检验有关电的结构。
这些阵列是飞机的关键部分，但是飞机的结构还正在经历大量的制造工艺。波兹奥克说：“大量的活动”目标是使基本的飞机机身概念以及相关的飞行器技术成熟。
首先，最初的想法是建造一种四周都是传感器包的飞机，工程师们的工作是只是确定是什么组成那个包。他们的工作详细说明了低波段和高波段雷达构想导致两种飞行器的变种——飞行机翼和接合机翼。任何一种飞行器的设计将要求一种非常大的，达到150英尺到200英尺长的翼展的那种飞行器，波兹奥克指出。有了这种纸上的大型概念设计，科学家们现在正在确定哪一种技术将被用来实现传感器飞机这个目标。飞行机翼版本，被比喻成B－2的外形，相对于轰炸机将有一个更高的机翼对机身的纵横比。它的机翼非常长，这将导致机翼在飞行中产生相当大的弯曲。太大的弯曲将会降低飞行器的雷达性能，所以飞行器的结构样式与空气动力载荷之间的相互作用必须受控制。
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研究人员最初将他们的目光放在建造一个双V形机翼的传感器飞机上在这种飞机上，传感器环绕在整个飞机的外表面上。但是，近期的发展允许低波段雷达元件进行360度扫描，这个进步为飞行机翼结构的研究开启了大门 图片来源：中国网
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从美国空军机库拖出来的下一代新型飞机可能是一个功率强大的传感器。位于俄亥俄州的莱特－派特森空军基地的美国空军研究实验室的科学家们，已经研发了一些雷达阵列，这些雷达阵列能够做成飞机蒙皮和结构零件。他们的研究将完全能够开发新的雷达能力和促进材料的发展。这项工作来源于传感器飞机项目，这个项目的目标是生产出一种能在关注地区上空徘徊40到50个小时的高空无人机（信号杂志，2001年2月，16页）。当这个项目与下个十年内生产的飞行器相适合的时候，在特种监视与侦察飞行器交付使用之前，现存的飞机将取得一些发展。
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传感器飞机的关键在于它的外壳。这种飞行器是一种用先进传感器建造的飞机而不是装备先进传感器的飞机。美国空军研究实验室飞行器董事会负责传感器飞机的领导约翰 波兹奥克解释说，这个项目的雷达研究很大程度上集中在两个领域：低波段天线和高波段天线。最初的飞机设计是以接合机翼结构为特色，这种结构类似两个字母“V”在末端相连在一起。这种方法有利于将雷达天线放到飞机的外面，可以让雷达彻底扫描飞机的外部。
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但是，实验室的科学家们现在正在探索一种大家都知道的用于低波段雷达元件实施360度扫描的“Endfire”。波兹奥克解释说，传统的平面板雷达天线发射的信号与它的表面是垂直的。“Endfire”技术将发射雷达信号与飞机的外表平行。
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雷达能量能从平面板的四个侧面发射出去，波兹奥克继续说。信号不是连续的，但是这项技术能扫描四个侧面。所以，设计者能用多个“Endfire”元件，建造更大的电子扫描阵列。这种天线将被嵌入到飞机机翼的表面中，能量能从机翼的前面和后面发射出来。
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这种新的能力会使工程师们看到一种完全不同的机身设计。飞机能有一个更加常规的与B-2机翼外形相似的后掠机翼，而不是接合机翼。
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电测试已经证实“Endfire”元件在阵列周围将扫描360度。工程师们已经建立了几种不同应用这种技术的结构，包括“5X5”的正方阵列。另一个正在建设的阵列将达到20英尺长，20英尺宽。这种矩阵列与将要形成机翼的那种天线更加一致，波兹奥克说。这种大型的构造将经历电测试来确认它的天线性能，经历结构测试来确定它作为机翼组件的能力。这些由电评估开始的测试将在今年晚些时候开始，波兹奥克指出。
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相类似的工作称为高波段阵列的特征，这种阵列工作在X波段上。波兹奥克说工程师们已经建造的实心外形的阵列，这种阵列是一种承重结构。雷达的发射/接收机部分连结在用常规合成焊接技术的承重天线上。结果就有了一种能够放到飞机外壳中的细小而紧凑的X波段的阵列。大尺寸的天线提供了更高的获益，这种获益依次允许最大化所有飞机雷达天线的功率性能。波兹奥克讲，科学家们已经研发了一平方英尺，能提出所有阵列需求的结构。这种一平方英尺的X波段雷达所起到的作用比用来确保天线工作正常的200个元件和必需的工作所起到的作用还有大。项目面临的挑战之一是获得高收益的阵列，他指出。
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一旦那一平方英尺阵列在实验室里符合要求了，科学家们将会建造更大的阵列。一个用于主要结构承重轴承的3英尺 x 1英尺阵列已经得到了试验。它能承载超过50,000镑的重量，波兹奥克报告说。
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