HB Z 266-1994 常规武器威胁下提高飞机生存力的设计和评估指南.pdf
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1、中华人民共和国航空工业标准HB/z 266-94 常规武器威胁下提高飞机生存力的设计和评估指南1994-10-31发布1995-01-01实施中国航空工业总公司批准目次1 主题内容与适用范围. . . . . . . (1) 1. 1 主题内容. . . . . . . . . . . . (1) 1. 2 适用范围. . . . .(1) 2 引用标准. . . . . . . (1) 3 术语、缩写词. . . . . . . . . . . (2) 3.1 术语.叫. . . . . . . . . . . . . . (2) 3.2 缩写词. . . . . . . . . . . .
2、 . . (3) 4 降低探测敏感性设计指南. . . . . . (4) 4. 1 可探测信号.,.)5 降低易损性设计指南. . . . .(11) 5.1 一般设计原则. . . . . . . . . . . (11 ) 5.2 分系统设计. . . . . . .(12) 5.3 垂直/短距起降飞机设计. . . . . (40) 6 分析评估和综合指南. . . . . . (43) 6. 1 概述. . . . . . (43) 6.2 任务一一威胁评估. . . . . (43) 6.3 探测敏感性评估. . . (44) 6.4 易损性评估. . . . . . . . (4
3、7) 6.5 最终评估. . . . . . . . . . (51) 6.6 生存力/提高评估. . . . . . . . (53) 6.7 生存力权衡评估. . . . . . (53) 附录A评估分析表(补充件. . . . . . . . (55) 附录B参考丈献目录(参考件). . . . . . . (59) 中华人民共和国航空工业标准常规武器威胁下提高飞机生存力的设计和评估指南HB/Z 266-94 本标准旨在为提高作战飞机在常规武器威胁下的生存力提供设计和评估的基本准则和方法,以便从根本上提高飞机的作战效能。标准中的数据仅为推荐数据,本标准不能代替任何规范。1 主题内容与适用
4、范围1. 1 主题内容本标准为提高飞机任务基本武器系统生存力规定了统一的设计和评估标准,以保证在常规武器威胁环境中工作时达到有效的作战使用。1. 2 适用范围本标准适用于所有作战飞机的飞机任务基本武器系统,包括武装直升机和无人驾驶飞行器,但不包括仅用于研究和训练的飞机。本标准用于从方案论证开始的整个飞机研制阶段以满足任务需求,同时贯穿到飞机任务基本武器系统的整个寿命期。本标准也可用于那些已经开始全尺寸工程发展、生产、使用、更新和政型计划的飞机任务基本武器系统。在制定战斗生存力要求时,本标准应该同飞机详细规范和其它标准一起使用。2 I用标准GB 438 GB 1788 GB 6537 GJB 6
5、7 GJ 151 GJB 152 GJB 185 GJB 241 GJB 242 GJB 638 GJB 902 1号喷气燃料2号喷气燃料3号喷气燃料军用飞机强度和用。度规范军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量有人驾驶飞机(固定翼)飞行品质航空涡喷涡扇发动机通用规范航空涡桨涡袖发动机通用规范飞机I、E型液压系统设计、安装要求军用直升机飞行品质规范中国航空工业总公司1994-10-31发布1995-01-01实施HB/Z 266-94 GJB 1003 飞机燃油系统通用规范GJB 1193 飞机环境系统通用规范GJB 1194 飞机气动系统通用规范GJB 13
6、57 飞机内的噪声级GJB 1403 机载电子设备安装和试验通用规范GJB 1481 飞行控制系统通用技术条件GJB 1800 弹射座椅型应急离机系统通用规范GJB 2181 飞机推进系统安装通用规范HB 6081 飞机气动系统设计安装要求HB 6514 固定翼飞机风挡系统通用规范HB 6650 空勤人员对非核武器威胁的防护要求HB 7112 飞机非核升存力术语Q sy1l507 12号航空液压油sy1l81 10号航空液压油3 术语、缩写词3. , 术语以下术语适用于本标准。这些术语应与HB7112中的其它术语一起使用,3. 1. 1 生存力Survvability 飞机躲避或承受人为敌对环
7、域而没有削弱完成指定任务的能力。3. .2 易损性V ulnerability 飞机在人为敌对环境下,由于受到某种程度的损伤,导致其功能有一定程度的降低(不能完成指定的任务的特性。3. .3 可探测性降低Detection reduction 使用降低目标飞机信号如红外信号、雷达信号、目视信号等的技术。这些信号是威胁系统用来搜索、跟踪目标飞机以及战斗部制导/自动寻的所需要的。3. .4 易损性降低V ulnerability reduction 改进飞机设计,以降低飞机遭受威胁机理时的易损性的任何一种技术。3. .5 生存力提高Survivability enchancement 在人为敌对环
8、境下执行任务时,提高飞机生存概率所采用的任何战术、技术、生存力装置或其组合。3. 1. 6 生存力评估Survivablity evaluation 在与敌对的防御力量遭遇时,飞机生存力的系统描述、图解、定量分析和统计特征。3. 1. 7 威胁Threats 通过使飞机遭受损伤作用,迫使其作不希望的机动或降低系统的有效性,从而削弱飞机完成指定任务能力的人为环境要素.3. 1. 7. 威胁机理Threat mechanisms 2 HB/Z 266-94 用于损伤(即降低其功能或破坏目标或目标部件的、体现在威胁中或作为威胁使用的各种机理.3. ,. 7. 2 常规武器Conventional w
9、eapon 其破坏机理不包括核作用、生物制剂或除燃烧和曳光材料以外的化学制剂的任何武器.用常规武器代表非核威胁的所有种类和型式,如小型武器、防空火炮、携带爆破战斗部和破片战斗部的面对空和空对空制导导弹,还有高能激光器(用L)。3. 1. 8 任务基本武器系统Mission-essential weapon System 飞机完成作战任务所需的或对完成任务的能力来说是基本的那些武器系统、分系统或部件。3.2 缩写词A 耗损性杀伤的等级标识,指在飞机被击中后5min内丧失控制的损伤AAES 先进的飞机电源分系统AP穿甲ATTACK 导弹对空中目标的终端效能计算模拟方法Av 易损面积BUFCS 备用
10、飞行控制分系统COVART 易损面积和修复时间计算程序CVA 初步易损性评估DMEA 损伤模式和影响分析E 电磁环境效应ECM 电子对抗ECS 环境控制分系统EMP 电磁脉冲FASTGEN 快速目标描述计算程序FBL 光传FBW 电传FMEA 故障模式和影响分析GIFF 目标几何数据计算程序HEL 高能激光器lAP 组合作动器组件IR 红外辐射K 耗损性杀伤的等级标识,指在飞机被击中后30s内丧失控制的损伤KK 耗损性杀伤的等级标识,指在飞机被击中后立即解体的损伤LHS 轻型液压系统MAGIC 计算机仿真程序MENS 任务要素需求陈述MEWS 任务基本武器系统3 MTOM 任务权衡模型MTO/
11、E 任务权衡/有效性MTO/C 任务权衡/费用OCR 光学对比度降低HB/Z 266-94 PK/H 在给定的打击下,某一部件的杀伤概率POOl 防空火炮模拟计算程序RAM 雷达吸波材料RCS 雷达散射截面RDT&E 研究、发展、试验和评估REFMOD 参考模型数学计算程序RLS 油位传感器SCAN 计算机生存力分析SHOTGEN 射线发生器计算程序TAW 增推机翼VRS 可见辐射源V/STOL 垂直/短距起降YEHUDI 指向标触发发射机4 降低探测敏感性设计指南4. 1 可探测信号飞机任务基本武器系统的辐射信号能被敌方的防御武器系统探测、截获、跟踪并用于将导弹导向目标。这些辐射信号是雷达、
12、红外、光学和声响信号,可能还包括偶然出现的电磁辐射(如杂散的无线电频率源),这些统称为可探测信号。4. 1. 1 信号抑制或控制信号抑制(或控制可以通过无源技术来实现,减少信号及电磁辐射,以延缓威胁的反馈和响应时间,或降低敌方武器系统对目标的探测敏感性。任何一个可探测信号的抑制或控制应考虑到任务的全过程、威胁环境、战术、干扰、自防御系统以及所有真它信号或辐射的总体效果。信号抑制需对上述各种因素进行平衡和综合后采用技术措施来实现。在参考文献。)第I册和第E册中详细地讨论了无摞信号抑制的分类。4. 1. 1- 1 雷达散射截面(RCS)在敌对环境中,RCS影响飞机任务基本武器系统的生存力,它决定于
13、敌方雷达所能探测、跟踪目标的距离和空域的大小,它也影响烧穿距离,小于这个距离,蒙皮回波的幅值将超过雷达接收到的干扰信号强度。RCS的水平将作为确定增补提高生存力措施而采用的电子对抗CECM)所需的外型尺寸、重量、复杂程度和费用的依据。ECM的代价和效果与要保护的飞机所反射的雷达波的强度有直接的关系,4. 1. 1. 1. 1 降低RCS为了降低RCS.应确定对总RCS起影响的各个主要散射源,需要特别注意在很宽的角度4 HB/Z 266-94 范围内产生的大幅值回波的部分,而不是孤立挟窄的各个波峰点。控制和处理反射源应该考虑宽的频带,以减少敌方稍稍改变雷达频率后而被探测的可能性。对于固定翼飞机,
14、从前面看应该注意发动机进气道、座舱、天线和天线舱、机翼前缘、外挂物及其悬挂装置以及其它的缝隙和角反射嚣a从侧面看应该注意机身、机翼一一机身一一尾翼交接面和垂直尾翼;从后面看应该注意发动机尾喷口、外挂物及其悬挂装置和其它的缝隙、角反射器。对于旋翼机,就要另外注意旋翼主轴、桨慧、桨叶、尾桨传动机构、尾桨桨慧、尾桨桨叶和起落架.降低关键表面反射强度的技术措施主要有修形,使主要的反射方向偏离敌方接收机E屏蔽主要的散射源:采用雷达吸披材料(RAM)来吸收发射的电磁能量.应研制多种吸波材料,在重量、厚度和结构性能方面提供选择。这些材料包括介电常数梯度涂层、磁吸收涂层、电路模拟和综合吸波体。对于旋翼机的主旋
15、翼,主翼果应用吸波材料可以降低某些雷达波段的RCS信号-4.1.2 红外辐射4. ,. .2. , 红外光谱以0.76-1000m波长传播的电磁辐射称为红外辐射。的或称为热辐射.按红外光谱细分为sa.近红外(0. 76-3Itm); b.中红外( 36m); c.远红外( 615m); d.超远红外( 151000m). 4. 1. 1.2.2 飞机主要红外辐射源a.发动机热端部件及啧榄辐射sb.机体表面反射sC.机体表面辐射。4. 1.1. 2.3 红外光谱特征发动机热端部件相机体表面辐射显示出连续的红外光谱特性,它取决于辐射表面的温度和辐射区域。这些红外源按普琅克(PLANCK)定律所定义
16、的光谱(即黑体光谱)辐射出的波长范围较宽。反射表面的红外光谱表现为一个连续光谱区,这个连续光谱区取决于入射辐射的当量黑体温度(例如太阳光具有5527C黑体的光谱特性)。直接反射(镜面反射和散射按朗伯原理的红外辐射分量都应该包括在光谱中,它们是表面特征和反射面相对于辐射源方位的函数.发动机喷流的红外辐射摞主要是COz分子和HzO分子光谱的混合物,其辐射光谱的强度和波段范围取决于喷流中各种热气态物质的成分及其温度和旅度,而这些因素又是飞机飞行高度、飞行速度和发动机状态的函数。大型的旋翼机在进入着陆区时,其红外辐射要增强增加的程度取决于发动机状态、速度和总重),这是由于喷出的气流在机体周围形成涡流的
17、作用,这种情况影响发动机热端部件辐射、机体表面辐射、机体表面反射和发动机喷流辐射。除单础红外源的光谱特性外,必须考虑红外源的空间分布,一些江外源的空间分布情况综述如下:a.发动机的热端部件辐射来漂于涡轮末级、尾喷管内火焰筒体和啧口表面,因此通常局限在后半球方向:b.从飞机的顶部或底部看时,机体表面的辐射是最强的,这时飞机最大投影面正好垂直HB/ Z 266-94 于红外探测的瞄准线方向.其余的辐射空间分布取决于总的表面温度的变化和以视角为函数的投影面积的变化;C.辐射入射线与红外探测方向一致或最大的机体投影面积与探测方向垂直时机体表面反射最大。辐射的空间分布取决于飞机外形的复杂程度和尺寸,以及
18、机体表面涂层的反射特性Ed.发动机喷气流至少延伸到发动机喷口平面后十倍喷口直径处。在任何方位角都能看到。最大的辐射出现在侧向,可以看到整个喷气流的辐射。4. 1.2.4 降低红外辐射减少飞机主要红外辐射源辐射的常用方法是降低温度、减小面积和辐射率或反射率。这些技术对连续光谱和光谱频段或光谱线的辐射都适用。在分析这些红外源的主次时应该综合考虑飞机任务、飞行剖面和预期的威胁环境。在最主要的信号源被降低以后,次耍的问题就相继的暴露出来。大多数红外抑制措施同时能够减小发动机舱的RCS或由于壁温的降低而有益于RAM的应用.4. 1. 1. 2. 4. 1 降低发动机的红外辐射在有效地采用各项降低或控制红
19、外辐射的具体技术之前,应考虑是否适合本飞机和发动机,且应使付出的重量和性能代价为最小。这种技术的应用,与发动机循环类型一一涡轮喷气、涡轮轴/涡轮螺桨、涡轮风扇发动机关系极大。与涡轮风扇发动机相比较,涡轮喷气和涡轮轴/涡轮螺桨发动机都没有其特有的抑制红外的冷却源.由于轴马力是涡轮轴和涡轮螺桨发动机主要的输出,为了尽可能多的从气流中提取能量,在主涡轮后面还有一个动力涡轮,动力涡轮排出的气体温度比涡轮喷气发动机的要低。所以,如果给定一个涡轮入口温度的技术限制,则涡轮轴/涡轮螺桨发动机一般比涡轮喷气发动机的红外辐射水平低。虽然降低现有涡轮喷气发动机红外辐射的潜力很小,但已经发展了一些冷却源如由引射器提
20、供的冷却空气对降低涡轮袖和涡轮螺桨发动机红外辐射显示出了一定的潜力。引射器技术利用发动机喷气流剩余的能量吸入大量外界空气以降低喷气流的温度。涡扇发动机的优点是真特有的外涵道空气的冷却能力可以降低可控制红外信号.涡轮风扇发动机有两种涵道比,小涵道比和中等涵道比,涵道比为O.53. 0的中等涵道比涡扇发动机一般具有较高的红外抑制能力,由于外涵道空气对发动机热部件如喷流简体、火焰稳定器、尾喷管和喷口筒壁)的冷却并与中心热气流混合以降低喷气温度、减少红外信号。可以使用一种一体化的加力喷口/红外抑制综合喷流系统,在获得红外抑制的同时,而不严重影响加力或不加力涡扇发动机的性能。对于涡轮叶片,可以采用冷却罩
21、或冷却锥)遮住看到叶片的视线。进一步的红外辐射抑制可以采用红外辐射吸收材料铺设在表面上,使表面冷却,或者修改尾喷管的横截面形状。红外吸收材料能较理想地改变材料的表面特性,形成漫反射体,把将近一半的辐射反射回涡轮,剩余部分中的一小部分反射到喷管出口平面的方向。在这种情况下,涡轮的辐射有很大一部分被吸收表面反射,这样在离开喷口前就吸收了较多的红外辐射.另一项红外抑制技术是将涡轮发动机喷管出口的形状由圆截面改变成椭圆或矩形截面宽高比W/H二三2).这两种排气口的形状都提供了较长的周长,有利于喷流与外界空气的混合,形成了类似于祸扇发动机外涵道引起的温舍气流。HB/ Z 266-94 4. 1. 1.
22、2. 4. 2 降低飞机机体辐射/反射对于以亚音速飞行的小飞机来说,专气功力加热对机体形成的红外辐射是微不足道的,而以超音速飞行的很多截击机和轰炸机以及低空高亚音速飞行的大飞机的红外辐射则是明显的。超音速飞行时,辐射来源于较高的机体蒙皮恢复温度,在大飞机高亚音速飞行的情况下,由于机体蒙皮的中等温度而且蒙皮面积很大,而产生红外辐射。在减少气动力加热效应方面虽然还没有有效的技术措施,但参考文献(2)中的底漆及参考文献(3)中的红外反射涂层能降低机体表面散射的连续辐射.除动力系统和气动力加热以外的其它热部件,也产生红外辐射,如旋翼机的主旋翼传动机构、传动齿轮和热交换器的辐射,能够采用隔热、屏蔽和冷却
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