考虑舵面偏转的飞翼布局飞机动态RCS仿真

doi:10.7527/S1000-6893.2026.32880

Abstract

Abstract:

Flying wing aircraft sacrifice some low-observability performance due to their large control surface dimensions and split-tail rudder operation. To address the challenge of solving for the full-trajectory dynamic Radar Cross Section （RCS） while accounting for control surface deflection， a simulation method combining dynamics and electromagnetics is proposed that eliminates the need for precomputing discretized static RCS. Based on incremental dynamic inverse control， position， trajectory， attitude， and angular velocity loops are designed to establish a dynamic model of the flying wing aircraft with multi-control-surface characteristics. The control surfaces of the flying wing aircraft are segmented into independent models， synchronizing their deflection angles during flight to execute rotational operations. A dynamic RCS solution algorithm based on combined electromagnetics and dynamics is proposed， avoiding exponential computational growth caused by real-time attitude angle variations. To validate the feasibility of the proposed simulation method， three types of dynamic RCS comparison simulations are designed： considering control surface deflection， control surface deflection toward or away from the radar station， and different radar operating frequency environments. Simulation results demonstrate that control surface deflection significantly impacts the RCS of flying wing aircraft during flight. The proposed method is validated as capable of accurately solving the full-trajectory dynamic RCS of flying wing aircraft considering control surface deflection.

Key words: dynamic RCS, flying wing aircraft, control surface deflection, full flight trajectory, dynamics-electromagnetics coupling

CLC Number:

V218

Yixuan WANG, Binbin PEI, Yibing ZHAO, Xinmin HAN, Haojun XU. Dynamic RCS simulation of flying wing with control surface deflections[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2026, 47(14): 332880.

Figures/Tables 28

Fig.1

Fig.2

Fig.3

Fig.4

Fig.5

Fig.6

Fig.7

Fig.8

Fig.9

Table 1

Waypoint coordinates

航迹点	坐标/km
初始位置 $A$	（100，30，8）
过程航迹点 $B$	（100，50，8）
过程航迹点 $C$	（100，80，10）
过程航迹点 $D$	（100，100，12）
过程航迹点 $E$	（150，110，12）
过程航迹点 $F$	（153，80，9）
过程航迹点 $G$	（153，50，9）

Table 1

Fig.10

Fig.11

Table 2

Fig.12

Fig.13

Table 3

Table 4

Comparison of Pearson correlation coefficients by different flight path segment

航迹段	Pearson相关系数
侧站平飞 $A B$	0.989 8
侧站平飞 $F G$	0.941 1
背站拉起 $B C$	0.955 1
背站拉起 $C D$	0.964 4
侧站盘旋 $D E$	0.826 3
对站俯冲 $E F$	0.997 4

Table 4

Table 5

Comparison of RMSD by different flight path segment

航迹段	RMSD/dBsm
侧站平飞 $A B$	0.281 4
侧站平飞 $F G$	0.498 0
背站拉起 $B C$	2.275 9
背站拉起 $C D$	1.236 2
侧站盘旋 $D E$	1.454 1
对站俯冲 $E F$	0.714 0

Table 5

Fig.14

Table 6

Table 7

Table 8

Table 9

Fig.15

Table 10

Table 11

Table 12

Table 13

References 23

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舵面预偏转	角度/（°）	舵面预偏转	角度/（°）
第1组左侧	15	第1组右侧	-16
第2组左侧	25	第2组右侧	-26
第3组左侧	35	第3组右侧	-36
第4组左侧	55	第4组右侧	0

是否考虑舵面偏转	方差/dBsm²	平均值/dBsm
不考虑	51.62	-1.354 2
考虑	54.01	-1.352 6

朝向还是背离雷达	波动幅度/%
朝向雷达	7.80
背离雷达	0.05

朝向还是背离雷达	峰值突增/dB
朝向雷达	11.61
背离雷达	5.73

朝向还是背离雷达	Pearson相关系数
朝向雷达	0.972 2
背离雷达	0.996 9

Dynamic RCS simulation of flying wing with control surface deflections

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雷达工作频率/Hz	RCS平均值/dBsm
雷达工作频率/Hz	不考虑舵面偏转	考虑舵面偏转
435 M	-1.35	-1.35
1 G	-9.02	-7.13
2 G	-14.34	-11.09
3 G	-15.78	-11.84
10 G	-19.06	-14.25

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雷达工作频率/Hz	平均值增大百分比
435 M	0.12
1 G	20.93
2 G	22.67
3 G	24.97
10 G	25.24

雷达工作频率/Hz	Pearson相关系数
435 M	0.983 6
1 G	0.904 7
2 G	0.889 0
3 G	0.840 6
10 G	0.893 6

雷达工作频率/Hz	RMSD/dBsm
435 M	1.327 0
1 G	4.133 3
2 G	6.381 0
3 G	7.192 9
10 G	7.742 3