基于3D打印技术的直升机RCS测试缩比模型设计方法与流程

本发明属于航空设计，具体涉及一种基于3d打印技术的直升机rcs测试缩比模型设计方法。

背景技术：

1、直升机rcs设计要经历仿真、测试结果的优化迭代过程，其中在暗室进行的缩比外形rcs测试能够有效的支撑外形rcs仿真结果。

2、传统直升机缩比模型rcs测试通常选用木质或金属材料，尺寸、重量较大，无法在净区小的泡沫转台紧缩场试验，场地通常选用净区大于4米的暗室进行试验，采用吊挂的方式固定。其中金属模型准确度高，重量大，成本高，无法在泡沫柱上进行试验，通常采用吊挂方式，增加试验难度；木质结构重量轻，成本低，但无法保证模型的曲面精度。

3、因此需要设计出一种可以兼容重量，成本及表面质量的rcs测试缩比模型是提升直升机暗室rcs测试数据可靠性的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的：提出了一种基于3d打印技术的直升机rcs测试缩比模型设计方法，将缩比模型设计流程化，能够有效减少缩比模型的重量及制造误差，提高测试数据可靠性并大大降低制造成本。

2、本发明的技术方案：

3、基于3d打印技术的直升机rcs测试缩比模型设计方法,包括以下步骤：

4、第一步：确定直升机rcs测试模型的缩比比例；

5、第二步：根据第一步确定的缩比尺寸设计直升机rcs测试数字模型；

6、第三步：基于3d打印技术打印直升机rcs测试模型。

7、第四步：直升机rcs测试模型表面处理。

8、优选的，还包括第五步：检查直升机rcs测试模型表面导电性及电阻值。

9、优选的，第一步，确定直升机rcs测试模型的缩比比例，具体包括以下步骤：

10、步骤(1.1)假设真机长度尺寸为am，暗室净区长度尺寸为bm，缩比比例设置为c；且满足ac≤b；

11、步骤(1.2)假设真机雷达威胁频率为dghz，暗室雷达工作频率为e～fghz，且满足e≤d/c≤f；

12、根据步骤(1.1)和步骤(1.2)，缩比比例c同时满足c≤b/a，d/f≤c≤d/e。

13、优选的，第二步具体是，直升机rcs测试数字模型按分块设计，即分别设计直升机rcs测试数字模型的机身、尾段、短翼、起落架、桨毂、突出物，对数字模型的各部件进行修正，将上述各部件上尺寸小于目标值的缝隙抹除。

14、优选的，机身及尾段设计成空心结构，短翼、起落架、桨毂、突出物设计成实心结构；机身及尾段内部支撑框设计成螺母预埋结构；机身与尾段之间、短翼与机身之间设计成通过螺栓、螺母连接；起落架、桨毂与机身之间设计成插拔式连接；突出物与机身之间设计成通过胶粘的方式连接。

15、优选的，第三步具体是基于3d打印技术，打印设计的机身、尾段、短翼、起落架、桨毂、突出物，最后拼装成一架整体直升机模型。

16、优选的，第四步：直升机rcs测试模型表面处理，即在拼装完成后的模型外表面涂覆金属漆，使模型外形表面电连续，涂覆金属漆后的模型表面无颗粒感。

17、优选的，在进行第四步之间，将拼装好的模型表面对接处打磨平整，安装孔及缝隙处用腻子填平，使表面光滑过度。

18、优选的，第五步：检查直升机rcs测试模型表面导电性及电阻值，即测试直升机rcs测试模型表面上相距1cm的两点之间的电阻值，如果电阻值不高于0.5ω，直升机rcs测试模型表面导电性及电阻值满足设计要求。

19、本发明的有益效果：提出了一种基于3d打印技术的直升机rcs测试缩比模型设计方法，将缩比模型设计流程化，过程简单，保证了树脂材料rcs测试缩比模型达到表面平整度、导电性要求，大大提高了树脂模型精度，减少了模型整体重量，适用于普通转台的暗室rcs测试，减少时间消耗及工序反复，能够减小由模型误差带来的试验数据误差。目前已成功应用于3型号直升机缩比模型设计。

技术特征：

1.基于3d打印技术的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，还包括第五步：检查直升机rcs测试模型表面导电性及电阻值。

3.根据权利要求1所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，第一步，确定直升机rcs测试模型的缩比比例，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求2所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，第二步具体是，直升机rcs测试数字模型按分块设计，即分别设计直升机rcs测试数字模型的机身、尾段、短翼、起落架、桨毂、突出物，对数字模型的各部件进行修正，将上述各部件上尺寸小于目标值的缝隙抹除。

5.根据权利要求4所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，机身及尾段设计成空心结构，短翼、起落架、桨毂、突出物设计成实心结构；机身及尾段内部支撑框设计成螺母预埋结构；机身与尾段之间、短翼与机身之间设计成通过螺栓、螺母连接；起落架、桨毂与机身之间设计成插拔式连接；突出物与机身之间设计成通过胶粘的方式连接。

6.根据权利要求5所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，第三步具体是基于3d打印技术，打印设计的机身、尾段、短翼、起落架、桨毂、突出物，最后拼装成一架整体直升机模型。

7.根据权利要求6所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，第四步：直升机rcs测试模型表面处理，即在拼装完成后的模型外表面涂覆金属漆，使模型外形表面电连续，涂覆金属漆后的模型表面无颗粒感。

8.根据权利要求7所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，在进行第四步之间，将拼装好的模型表面对接处打磨平整，安装孔及缝隙处用腻子填平，使表面光滑过度。

9.根据权利要求8所述的基于3d打印材料的直升机rcs测试缩比模型设计方法,其特征在于，第五步：检查直升机rcs测试模型表面导电性及电阻值，即测试直升机rcs测试模型表面上相距1cm的两点之间的电阻值，如果电阻值不高于0.5ω，直升机rcs测试模型表面导电性及电阻值满足设计要求。

技术总结
本发明属于航空设计技术领域，具体涉及一种基于3D打印技术的直升机RCS测试缩比模型设计方法，包括以下步骤：第一步：确定直升机RCS测试模型的缩比比例；第二步：根据第一步确定的缩比尺寸设计直升机RCS测试数字模型；第三步：基于3D打印技术打印直升机RCS测试模型，第四步：直升机RCS测试模型表面处理；将缩比模型设计流程化，过程简单，保证了树脂材料RCS测试缩比模型达到表面平整度、导电性要求，大大提高了树脂模型精度，减少了模型整体重量，适用于普通转台的暗室RCS测试，减少时间消耗及工序反复，能够减小由模型误差带来的试验数据误差。目前已成功应用于3型号直升机缩比模型设计。

技术研发人员：吴凯华,顾浩涵,陈家清,陈本营,段文强,徐雅楠
受保护的技术使用者：中国直升机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13