基于气动光学效应的高速飞行器共形曲面侧窗设计研究

发布时间：2021-03-16 17:52

　　当高速飞行器在大气层内高速飞行时,其光学窗口直接与气动热流接触,窗口受复杂热流加热,温度迅速升高,并发生不均匀形变,内部产生应力和应变,根据热光效应和弹光效应,光学窗口的气动热效应会导致窗口的折射率场发生改变,进而改变通过窗口传输的光束的波前,影响红外成像探测系统对目标的成像质量,降低飞行器对打击目标的探测精度。光学窗口气动热效应直接影响窗口光传输,本文从热调控角度出发,通过面形设计,结合共形整流罩与平面侧窗的优势,建立共形曲面侧窗来降低光学窗口气动热效应的影响,进而减小窗口的气动光学效应造成的像差,提高窗口内部探测系统的成像质量和飞行器探测精度。本文主要完成了高速飞行器共形曲面侧窗面形设计研究和高速飞行器共形曲面侧窗罩体材料优选研究。高速飞行器共形曲面侧窗面形设计研究。以传热学和弹性力学的相关理论为基础,利用有限元计算方法,建立了高速飞行器光学窗口的气动热响应分析有限元计算模型,对比分析了不同面形共形整流罩的气动性能随长径比和面形的变化规律,选择综合气动性能最好的长径比为1.5的正弦面形整流罩作为基函数建立共形曲面侧窗;避开整流罩的高温区域,在正弦面形整流罩的低温、低形变区域建立侧窗... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

美国AIM-9B型空空导弹[2]

美国的AIM-9X型空空导弹[5]

红外波段共形导引头[10]

【参考文献】：
期刊论文
[1]半球形整流罩厚度对气动热辐射的影响[J]. 王惠,党凡阳,张荣达,明月,范志刚.  红外与激光工程. 2018(12)
[2]可降低气动热效应的类凹腔外形优化设计[J]. 刘芙群,李波,孙晓峰,张亮.  航天器环境工程. 2018(03)
[3]无控飞行弹箭气动加热特性[J]. 张俊,田中旭,韦甘,陈炜,孙晓明.  探测与控制学报. 2018(02)
[4]气动热环境下共形整流罩热辐射特性研究[J]. 薛文慧,王惠,包春慧,范志刚.  应用光学. 2017(06)
[5]高超声速气动力/热/结构多场耦合分析[J]. 苑凯华,程萌.  战术导弹技术. 2017(05)
[6]稀薄流高超声速飞行器气动加热耦合计算[J]. 屈程,王江峰.  国防科技大学学报. 2016(05)
[7]一种分析气动光学传输效应的等效透镜方法[J]. 李征威,向伟,徐保树,张程硕.  红外技术. 2016(06)
[8]高速飞行器热流固耦合光传输分析[J]. 谭晓颂,许东.  航空兵器. 2016(02)
[9]高速飞行器结构气动热计算与温度场模拟[J]. 王志超,张龙,姚琳.  四川兵工学报. 2015(11)
[10]基于Code V的气动热环境下头罩的光传输仿真[J]. 史要涛,王玉雷,解放,薛文慧,范志刚.  航空兵器. 2015(05)

硕士论文
[1]基于Fluent的高超音速共形整流罩面形设计[D]. 曹宝峰.哈尔滨工业大学 2018



本文编号：3086369