论文摘要
超高声速飞行器在大气中飞行时,光学窗口外部的复杂流场会产生严重的气动光学效应,使目标图像发生像抖动、偏移和模糊。同时高速飞行的飞行器光学窗口表面会产生大量气动热,致使光学窗口性能变差。为了减少光学窗口表面的气动热,通常会采取喷流制冷的方式对其表面进行冷却。冷却喷流在降低光学窗口表面温度的同时,也会在从光学窗口外部形成更加复杂的流场,从而改变气动光学效应。本文主要研究不同喷流冷却方式对气动光学效应的影响,采用计算流体力学方法分析了四种不同喷流方式对光学窗口的冷却效果,同时分析了飞行高度、马赫数变化对光学窗口上方流场的影响。采用三维光线追踪方法模拟光线穿过光学窗口上方非均匀流场的过程。采用OPD,Strehl比等作为光学评价参数,定量的分析喷流方式和飞行工况变化对气动光学效应的影响。仿真结果表明,飞行高度越高光学窗口表面的气动热效应越严重,但同时气动光学效应越弱。飞行高度在30Km以上时,气动光学效应可以忽略。四种喷流方式相对于无喷流流场均能够改善窗口温度,起到冷却作用。其中水平喷流方式冷却效果最好。四种喷流方式中从凹窗侧立面斜向上45。的冷却喷流造成的气动光学效应最严重,垂直喷流方式造成的气动光学效应相对较弱,但均严重于无喷流流场。总体而言,对于飞行器光学窗口的冷却,建议采用垂直喷流的冷却方式,在能够冷却光学窗口的同时不带来过于严重的气动光学效应。
论文目录
文章来源
类型: 国内会议
作者: 邢博阳,任天荣,张斌,刘洪
关键词: 高超声速,气动光学效应,光线追踪,光学评价
来源: 中国力学大会（CCTAM 2019） 2019-08-25
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 力学,航空航天科学与工程,航空航天科学与工程
单位: 上海交通大学,上海机电工程研究所
分类号: V211;V411
页码: 753-764
总页数: 12
文件大小: 2140k
下载量: 94
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