ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ МЕТАПОВЕРХНОСТИ КЛИНОВИДНОЙ ФОРМЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ ОТРАЖЕННЫМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ КРЫЛА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Аннотация
Целью исследования является оценка эффективности применения нелинейной метаповерх- ности на объекте клиновидной формы для управления отраженным от него электромагнитным полем. В исследовании нелинейная метаповерхность представляет собой двумерный упорядочен- ный массив, элементы которого, взаимодействуя с электромагнитным полем падающей волны, способны управлять амплитудой и фазой прошедшей и отраженной волн, позволяя таким образом управлять волновым фронтом. Задачей исследования является поиск и проверка метода анализа клиновидных структур с нелинейными нагрузками различной конфигурации. При решении задачи исследования, рассматривается модель задней кромки крыла летательного аппарата с продоль- ными нелинейными нагрузками на обеих гранях. Исследуемые нелинейные элементы моделируются сосредоточенными нагрузками в зонах на поверхности задней кромки крыла летательного аппа- рата. Подбором параметров сосредоточенных нагрузок задается вид их нелинейности. Описыва- ется метод численного анализа модели, основанный на решении задачи рассеяния и задачи излуче- ния электромагнитного поля. Представлена пошаговая последовательность действий от созда- ния объемной модели задней кромки крыла летательного аппарата, до задания параметров рас- чета и получения результатов. Приведены результаты моделирования задней кромки крыла ле- тательного аппарата с различным числом нелинейных нагрузок, различным положением нагрузок относительно друг друга и от кромки, различными параметрами сосредоточенных нагрузок. По- лученные результаты электродинамического моделирования позволяют сделать выводы относи- тельно параметров нагрузок, их количества и расположения. Были исследованы различные комби- нации нагрузок, а именно две, три и четыре нелинейных нагрузки на каждой грани. Результаты для идеально проводящего клина с двумя нагрузками, показали низкую эффективность в части возможности увеличения уровней кратных гармоник относительно уровня основной в рассеянном от структуры электромагнитном поле. Анализ клина c тремя нагрузками, показал возможность увеличения уровней кратных гармоник на 13 дБ в секторе углов ±5°. Стабильное, в широкой полосе частот, увеличение уровня кратных гармоник на 13-23 дБ в секторе углов ±80° достигается при размещении на задней кромке крыла летательного аппарата четырех нагрузок.
