空天飞行器电磁功能结构研究进展及展望

doi:10.7527/S1000-6893.2025.31808

电子电气工程与控制

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空天飞行器电磁功能结构研究进展及展望

杨利鑫¹^,², 李彦斌¹^,², 费庆国¹^,²()

^1.东南大学高速飞行器结构与热防护教育部重点实验室，南京 211189
^2.东南大学机械工程学院，南京 211189

收稿日期:2025-01-14 修回日期:2025-02-10 接受日期:2025-04-10 出版日期:2025-09-25 发布日期:2025-04-17
通讯作者: 费庆国 E-mail:qgfei@seu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(52125209);国家自然科学基金(52175220);航空科学基金(2023Z011069001)

Research progress and prospect of electromagnetic functional structure of aerospace vehicles

Lixin YANG¹^,², Yanbin LI¹^,², Qingguo FEI¹^,²()

^1.Key Laboratory of Structure and Thermal Protection of High Speed Aircraft，Ministry of Education，Southeast University，Nanjing 211189，China
^2.School of Mechanical Engineering，Southeast University，Nanjing 211189，China

Received:2025-01-14 Revised:2025-02-10 Accepted:2025-04-10 Online:2025-09-25 Published:2025-04-17
Contact: Qingguo FEI E-mail:qgfei@seu.edu.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(52125209);Aeronautical Science Foundation of China(2023Z011069001)

摘要/Abstract

摘要：

空天飞行器是结构-功能高度一体化的新质装备，需实现力、热等承载特性和透波、隐身、射频等电磁特性的融合。首先，分析了空天飞行器的主要特点及现实需求，构建了空天飞行器承载/透波/隐身/射频（LWSR）一体的四面体设计体系，阐述了四面体各顶点功能的科学内涵；其次，分析了3类飞行器典型电磁功能结构的最新研究进展，即天线罩结构、隐身蒙皮结构、综合共形天线结构；最后，展望了空天飞行器电磁功能结构的发展趋势，阐述了多物理场耦合、极端环境适应、多功能融合、智能感知响应及控制等关键问题。

关键词: 空天飞行器, 电磁功能结构, 承载/透波/隐身/射频（LWSR）, 环境适应, 多功能融合, 多物理场

Abstract:

Aerospace vehicles represent a new class of equipment with highly integrated structural and electromagnetic characteristics. This integration demands the seamless fusion of load-bearing， high-temperature resistance， and other mechanical properties with advanced electromagnetic functionalities such as wave transparency， stealth， and radio frequency. Such a combination is essential to meet the complex and demanding requirements of modern aerospace applications. First， this paper conducts a comprehensive analysis of the primary features and practical requirements of aerospace vehicles. Through meticulous research and study， a tetrahedral design framework is established that integrates Load-bearing， Wave-transparent， Stealth， and Radio-frequency （LWSR）. The scientific implications of the functions at each vertex of the tetrahedron are elaborated in detail， providing a profound understanding of the underlying principles and mechanisms. Second， the latest advancements in three typical types of electromagnetic functional structures for aerospace vehicles are reviewed， including radome structures， stealth skin structures， and integrated conformal antenna structures. Finally， the future development trends of electromagnetic functional structures for aerospace vehicles are thoroughly explored， discussing key challenges such as multi-physical field coupling， adaptation to extreme environments， multifunctional integration， intelligent perception and response， and control mechanisms.

Key words: aerospace vehicle, electromagnetic functional structure, load-bearing, wave-transparent, stealth, and Radio-frequency（LWSR）, environmental adaptation, multifunctional integration, multi-physical field

中图分类号:

V414.8

杨利鑫, 李彦斌, 费庆国. 空天飞行器电磁功能结构研究进展及展望[J]. 航空学报, 2025, 46(18): 331808.

Lixin YANG, Yanbin LI, Qingguo FEI. Research progress and prospect of electromagnetic functional structure of aerospace vehicles[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2025, 46(18): 331808.

图/表 16

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