雷达桅建造一体化设计探讨

本文收集分析了本厂船舶建造中雷达桅常规生产设计及其制作方法存在的问题,提出了一体化设计的方法。结合钻探船雷达桅的生产设计实践,总结了雷达桅一体化生产设计的优点和成效。

某船电动升降式雷达桅开发设计

船舶因雷达桅高度往往导致其无法通过航道上有高度限制的建筑物,传统的解决方案通常是把雷达桅做成局部可倒式。但可倒式桅杆存在诸多缺点,如布置受限于船舶长度方向的限制;可倒部分可能进入磁罗经的磁化范围内,影响磁罗经使用;可倒桅杆长时间在磁罗经范围内,可能被磁化,需要采用不锈钢或铝制等不受磁罗经影响材料,成本高等。本文以某PCTC汽车滚装船雷达桅为改进目标对象,设计开发一种电动升降式雷达桅,使用Solidworks对其机械执行系统进行强度分析,使用AMESim对其驱动系统进行功能性验证及可行性分析,以提高电动升降式雷达桅设计质量。

舰船封闭式桅杆雷达隐身优化分析

桅杆作为重要的雷达反射源,直接影响到舰船的整体隐身性能,对其进行外形雷达隐身优化非常有意义.在特定的雷达探测条件下,以某封闭式八边形桅杆为例,利用自适应遗传算法,分别以威胁区域内的雷达散射截面(RCS)最大值、平均值,被监测平均概率以及大于RCS临界值的概率4种评价指标为目标函数进行桅杆形状的特征参数优化,并对不同指标的优化结果进行对比分析.优化后桅杆的隐身性能均有明显提升,4种优化结果所对应的RCS面积分布具有一定的相似性,同时结果也表明针对特征角度的RCS优化是无效的.

科考船雷达桅结构强度与振动分析控制

文章旨在研究搭载天气雷达的雷达桅结构强度和减振方法。通过分析天气雷达的安装要素和船载气象雷达稳定平台的工作原理,根据实船案例,利用有限元模型分析的方法,计算某型科考船上的雷达桅的固有频率,从雷达桅结构、强度以及雷达稳定平台的固有频率着手,重点讨论科考船上搭载天气雷达的雷达桅强度与振动分析控制。探究雷达桅振动的主要诱因,并提出天气雷达的安装建议和优化设计手段。

初步设计阶段桅杆外形的隐身性评估与改进

桅杆作为重要的雷达波散射源,将直接影响到整个舰船的隐身性。在舰船设计初期,如何评估和改进桅杆的隐身性显得十分重要。以一个典型的封闭式桅杆为研究对象,分析评估参数对隐身性计算结果的影响,得到该桅杆的主要反射机制,识别出桅杆大部分RCS峰值是由单次反射引起,并给出桅杆外形隐身调整建议。结果显示,若发生横摇,附属平台和桅杆主体结构产生的二面角效应会增强,所得结论可为初步设计阶段舰船桅杆的隐身性评估和改进提供参考。

英国45型驱逐舰桅杆的隐身性能分析

桅杆作为舰船雷达反射的重要源,将直接影响到舰船的整体隐身性能。基于特定的雷达探测条件,采用物理光学法,针对英国45型驱逐舰桅杆RCS的分布情况进行计算,并结合电磁理论对该舰船桅杆的雷达散射机制进行研究。在此基础上,分别以威胁区域内RCS的最大值、平均值、雷达检测的平均概率及大于临界RCS值概率的4种已有指标对不同围板倾角桅杆模型的隐身性能进行多重评估,并提出修改方案。结果表明,原桅杆模型各项指标良好,该舰船桅杆设计较为合理。

隐身桅杆综合性能分析

介绍进行雷达隐身性能评估的常用数值方法,讨论外形隐身数值分析与整体结构动力学特性数值分析在模型构造的关系,以某型舰桅杆为例,研究电磁散射分析模型与结构有限元分析模型的关系,给出与实验结果吻合的计算结果。

桅杆雷达承载平台隐身性能分析

目前,在舰船桅杆设计中存在大量外露的雷达承载平台,在桅杆表面形成突出物,可能产生较强的多重反射。本文基于快速多极子法(FMM)和物理光学法(PO)2种电磁散射计算方法,以某桅杆的雷达承载平台为研究对象,对其电磁散射方式进行分析,研究雷达波参数和外形参数对雷达承载平台RCS的影响。结果表明多重反射是其总体RCS的主要反射源,单次反射是RCS峰值的主要来源。雷达波波长越小,总RCS就越大,极化方向对该模型的电磁反射的影响较小。平台侧面的倾角对雷达承载平台的隐身性能影响较大,端面倾角对隐身性能的影响较为有限,底面倾角的增大会降低平台的隐身性。

任意形状电大尺寸多层吸波散射体研究

电大尺寸散射体研究,特别是覆盖有多层吸波结构的散射体研究,对提高军事装备隐身性能具有重要意义。利用射线跟踪技术和四端网络理论相结合的方法对任意形状的电大尺寸多层吸波散射体进行了研究。照射散射体的入射平面波由一组离散射线描述,散射体的局部区域看作多层平板结构,类比电大尺寸天线罩的电性能分析方法,从而获得散射体对某一入射平面波的空间后向散射特性,同时预估该散射体在空间的最大后向散射方向和相对散射强度。为提高散射体的隐身性能提供理论基础。

封闭式隐身桅杆的初步设计与效果评估

以一个典型的桅杆-天线系统为例,探讨了封闭式隐身桅杆的设计方法,形成了桅杆-天线系统隐身初步设计原则。为了保障电磁收发设备的正常工作,研究了封闭式桅杆上透波窗的设计方法和相应的频率选择表面(FSS:Frequency Selective Surface)技术。对封闭式隐身桅杆方案与普通桅杆的电磁散射性能进行了对比分析。结果表明:封闭式隐身桅杆能在宽广的角域范围内有效降低桅杆-天线系统的雷达散射截面(RCS:Radar Cross Section),大幅度提高桅杆-天线系统的隐身性能。

新型桅杆材料对舰载雷达副瓣性能影响的研究

设计了一种工作于C/S波段的带通滤波性能良好的透波材料。该透波材料的周期单元尺寸为10 mm,结构的厚度为20 mm,在2.5~5 GHz的频带内都有良好的透波性能。基于这种透波材料的舰船顶桅能够大大减小顶桅对舰载雷达天线电性能的影响,特别是对天线方向图副瓣电平抬升的影响。与理想导体相比,采用这种透波材料后,顶桅对舰载雷达天线的副瓣电平抬升作用显著降低,进而降低了雷达产生虚警的概率。天线最大副瓣降幅分别为18.2 dB(C波段)与7.8 dB(S波段)。

两种典型桅杆的多极化RCS统计分析

对舰船RCS基本统计量进行归类和分析,以桁架式和封闭式桅杆缩比模型为研究对象,基于快速多极子方法,对其在各种极化组合下的单站RCS进行计算和统计分析。结果显示:桅杆的RCS随雷达波入射姿态角有较多的起伏,且幅值较大,RCS序列密度峰值偏向低于平均值方向。封闭式桅杆比桁架式桅杆的整体的隐身效果更好,但在当舰船处于最不利角度时封闭式桅杆的隐身效果并不一定占优。RCS分布在不同极化方式下均存在差异,在进行桅杆隐身设计或分类识别时应不建议考评单个极化方式,但可忽略交叉极化工况。

力对开孔型频率选择表面电磁性能的影响(英文)

频率选择表面(FSS)被广泛用于各个领域。很多情况下,频率选择表面会受到外力的作用,例如:嵌在集成桅杆外壳或者雷达吸波-承载复合材料结构中的频率选择表面。文章研究了在力的作用下,频率选择表面的电磁性能是否会改变、如何改变。首先,分析了力影响频率选择表面电磁性能的机理;然后,使用力学有限元法和电磁学有限元法分析了不同大小、不同方向的力作用下,频率选择表面电磁性能改变的模式和大小。计算获得的电磁性能-力关系曲线显示:电磁性能的改变主要表现为电磁波响应频率的偏移和透射带宽的改变;在不同方向的力作用下,电磁性能的改变程度不一样。为了降低力对频率选择表面电磁性能的影响,在布置频率选择表面时,应使受力的方向避开频率选择表面的最敏感方向,同时带圆角的开孔型频率选择表面值得研究。

舰载雷达天线基座与桅杆支座的联接方式

介绍了某型舰上A型、B型和C型雷达的天线基座与桅杆支座的联接方式,对螺栓联接的受力情况及其强度作了分析,提出结构设计中需要考虑的一些问题。

一种基于CATIA V6的雷达桅三维设计方法

基于CATIA V6软件平台,提出一套雷达桅三维设计方法。综合考虑雷达桅的实际设计需求以及三维模型化的技术难点,综合利用多级骨架、实体建模、知识工程和出图二次开发等多项软件功能,解决了雷达桅设计过程中的关联设计、高效建模和三维出图等问题。实践结果表明:使用该三维设计方法,雷达桅的三维设计迭代效率与设计质量能够显著提高。根据其他具体的场景分析该设计方法还能适用于除雷达桅以外的其他桁架式结构物,甚至是更多其他钢结构物设计。

科考船雷达桅杆减振设计

为防止雷达桅杆振动过大影响雷达桅杆上设备的正常使用,对其进行减振设计。采用有限元方法对某科考船的雷达桅结构进行有限元建模和详细的振动特性分析,在此基础上开展减振设计,使雷达桅杆的振动大幅下降。提出的计算设计方法和所得结果对此类船型的雷达桅杆设计具有重要的参考价值。

配置半环照灯的紧凑型雷达桅设计方案研究

详细阐述了配置半环照灯的紧凑型雷达桅布置方案,引入半环照灯概念,利用其180°可视范围的特点,实现环照灯的环照要求。从雷达桅布局、重量和高度控制、环照灯盲区分析、雷达桅自身维护等因素对该方案进行综合评定,为船舶设计提供了一种合理的更为简约的雷达桅方案。

20.9万吨散货船主要外舾装设计

文章介绍了20.9万吨散货船的外舾装设计,针对设计过程中碰到的具体问题进行了分析并提出了解决方法。主要涉及锚设备、系泊设备、舵设备、货仓通道布置、舱口盖和雷达桅的设计等内容。采用分类描述,辅以图例的方法,重在阐明外舾装设计的繁杂性和灵活性,并为相似船型的设计提供借鉴和帮助。

船用新型雷达桅振动特性

应对某船的船体结构发生变化,设计新型雷达桅及两种加强方案。建立有限元模型,采用模态叠加法得到两种新方案的纵向和横向固有频率及振型,并与原方案进行谐响应分析。对比分析发现,新方案的振动响应较为理想,其结论可供同类型船舶设计时参考。

雷达桅杆振动有限元分析及减振设计

文章重点研究了某散货船雷达桅杆的振动特性及其相应的减振设计,在全船有限元模型的基础上,根据雷达桅杆结构及布置图纸建立雷达桅杆有限元模型。通过对雷达桅杆的模态分析和振动响应分析,发现雷达桅杆与螺旋桨叶频脉动压力存在共振风险;在与舾装、电气等相关专业沟通后,提出降低雷达桅杆平台高度、斜撑结构加强及增加配重块这3种减振方案,并根据计算结果选择最佳方案,最终实现雷达桅杆的减振设计,在详细设计阶段规避了该船雷达桅杆的振动风险。