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文章来源: 中国网        {time}

    

  

美国空军SBIR/STTR计划2015年度项目指南于2014年12月由空军提交,并于2015年1月15日获得国防部批准和公开发布。根据公开的指南文件,美国空军在2015年度共发布了193个SBIR专题和40个STTR专题,其中以“高速/高超声速技术”为核心内容的专题数量达10 个,为历年最多。

1、高超声速飞行平台用新型SAR/GMTI雷达

本专题研究目标如前所述。SAR/GMTI雷达要在高超声速飞行器上应用将遇到很多难题,包括高超声速飞行会产生多普勒干扰;过高的入射余角会增加地面干扰;细长的机身限制了天线的尺寸和形状;高速飞行对实时数据处理能力提出了更高要求;雷达信号频率和波形选择需满足天气、孔径、距离等复杂因素;严峻的气动加热会产生天线噪声从而降低信噪比等。

本专题要求Ⅰ阶段完成雷达系统的初步设计;Ⅱ阶段要求完成雷达系统设计,并开发、交付和验证用于评估不同高超声速飞行平台和飞行轨迹下SAR/GMTI性能的仿真工具;Ⅲ阶段要求开发实用的SAR/GMTI雷达。

2、高超声速飞机的电力生成

本专题要求开发可在5万英尺(约15千米)以上高度、以马赫数5~6的速度巡航30~60分钟条件下提供不小于1兆瓦功率的电力生成技术。组合发动机在速度马赫数3以上时转动部件不再工作,传统的发电方式无法生效。因此当高超声速飞机进入高速巡航状态时,主要的电力生成方式包括通过高温冲压空气或引气发电;利用热电、热离子或磁流体转换等方式收集热量或者流场能量来产生电能,等等。由于高功率和长时间的需求,电池方案不予考虑,但可结合使用。同时,优先考虑能够为任务系统提供冷却或热沉的方案。

本专题Ⅰ阶段要求从飞机总体开展权衡研究,识别最佳方案;Ⅱ阶段要求验证关键功能,制定风险降低计划;Ⅲ阶段要求与工业部门合作将新技术应用到飞行器或其他能源密集型的系统上。

3、高超声速飞行环境对光电/红外传感器的影响

光电/红外传感器在高超声速平台上应用将面临诸多新的挑战:1)高超声速飞行导致的气动加热可以将传感器窗口外的温度加热到1000℃,将严重限制传感器接收信号的信噪比;2)传感器舱内温度通常需要控制在30℃左右,导致窗口需要承受巨大的热应力;3)由于大范围成像需求,光电/红外传感器的视场角要求达到50°,必须配置大尺寸光学窗口;4)振动和大过载机动会降低成像分辨力;5)激波层和附面层会对光电/红外信号产生折射和散射从而降低成像质量等。

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