發(fā)布時(shí)間：2020-07-30 18:09

【摘要】：臨近空間高超聲速飛行器集中了航空航天、材料科學(xué)、隱身與探測(cè)等多種學(xué)科的尖端技術(shù),代表著未來飛行器的發(fā)展方向,對(duì)未來世界軍事格局有著重大影響,因此,近年來成為了各國研究的熱點(diǎn)。高超聲速飛行器飛行馬赫數(shù)高,雷達(dá)探測(cè)面積小,傳統(tǒng)雷達(dá)探測(cè)很難發(fā)現(xiàn)目標(biāo),而由于其飛行速度快,在空氣的黏性作用下會(huì)產(chǎn)生大量的氣動(dòng)熱,使其表面和周圍大氣溫度急劇升高,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的紅外輻射,因此,紅外探測(cè)將成為發(fā)現(xiàn)高超聲速目標(biāo)的主要手段。本文主要針對(duì)臨近空間高超聲速飛行器在紅外探測(cè)及隱身方面的需求,對(duì)其紅外信號(hào)的空間分布進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:選用高超聲速飛行器的典型結(jié)構(gòu)——乘波體構(gòu)形作為研究對(duì)象,介紹了生成原理,并在此基礎(chǔ)上繪制鈍化乘波體構(gòu)形。利用流體計(jì)算軟件Fluent,選用SA湍流模型進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算,并與兩個(gè)高超聲速實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證算法可靠性。繪制鈍化乘波體構(gòu)形計(jì)算網(wǎng)格,進(jìn)行流場(chǎng)計(jì)算,得到乘波體表面溫度分布和周圍大氣的溫度及壓強(qiáng)分布。利用逐線計(jì)算法計(jì)算氣體吸收系數(shù),由于流場(chǎng)網(wǎng)格數(shù)過多,因此采用距離反比插值方法進(jìn)行插值,為后續(xù)乘波體構(gòu)形的紅外輻射信號(hào)的計(jì)算奠定基礎(chǔ)。由于本文所研究的問題是繞流問題,參與性介質(zhì)為空氣,認(rèn)為是純吸收介質(zhì),因此采用計(jì)算模型比較簡(jiǎn)單的視在光線法求解輻射傳輸方程;介紹了視在光線法的基本原理和射線追蹤過程,采用均勻溫度場(chǎng)和非均勻溫度場(chǎng)兩個(gè)算例驗(yàn)證了程序的正確性,并對(duì)乘波體特定方向上的方向光譜輻射強(qiáng)度進(jìn)行了求解。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V218;TN215
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文研究臨近空間高超聲速目標(biāo)輻射信號(hào)主要是指火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，穿過大氣對(duì)流層進(jìn)入臨近空間，到目標(biāo)關(guān)閉超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)無動(dòng)力滑行出臨近空間重回大氣對(duì)流層的階段。由于臨近空間飛行目標(biāo)多數(shù)采用乘波體構(gòu)形，這種構(gòu)形具有很高的升阻比，從而產(chǎn)生較大的氣動(dòng)力，可以長時(shí)間大距離的滑翔[7]。因此，開展臨近空間高超聲速飛行器滑行段的目標(biāo)輻射信號(hào)研究，探索其紅外輻射傳輸特性和空間分布規(guī)律對(duì)于臨近空間高超聲速飛行器紅外隱身及紅外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文研究臨近空間高超聲速目標(biāo)輻射信號(hào)主要是指火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，穿過大氣對(duì)流層進(jìn)入臨近空間，到目標(biāo)關(guān)閉超然沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)無動(dòng)力滑行出臨近空間重回大氣對(duì)流層的階段。由于臨近空間飛行目標(biāo)多數(shù)采用乘波體構(gòu)形，這種構(gòu)形具有很高的升阻比，從而產(chǎn)生較大的氣動(dòng)力，可以長時(shí)間大距離的滑翔[7]。因此，開展臨近空間高超聲速飛行器滑行段的目標(biāo)輻射信號(hào)研究，探索其紅外輻射傳輸特性和空間分布規(guī)律對(duì)于臨近空間高超聲速飛行器紅外隱身及紅外探測(cè)技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

2 23 1 2 2 1 2 2( ) tankz z z x x y z 逐點(diǎn)描繪可得前緣曲線和底面錐上曲線形狀，完成外形確定。投影關(guān)系所示： k ABCxOr kS1S2圖 2-3 外形投影原理圖本課題給出乘波體設(shè)計(jì)參數(shù)如下：M∞=6.0， =1.4， =2.0，b=1.2， =50后得到所需設(shè)計(jì)參數(shù)如下： =13.04°， k=9.04°，Ls=4.32，Ld=2.56，c=.78；在 UG 軟件中進(jìn)行繪圖，得到乘波體構(gòu)形如圖 2-4 所示：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2775894