【摘要】：裝有紅外成像探測系統(tǒng)的飛行器在超音速飛行狀態(tài)下,其前端的頭罩前的氣體受到強(qiáng)烈壓縮,會(huì)形成很薄的激波層,激波層內(nèi)飛行器受到的壓強(qiáng)變大,溫度也急速升高,產(chǎn)生的紅外輻射導(dǎo)致探測器的信噪比降低,從而影響飛行器的紅外探測和制導(dǎo)功能。傳統(tǒng)的球型整流罩在高超音速飛行下,將會(huì)受到更大的空氣阻力和復(fù)雜熱,共形整流罩憑借流線型的輪廓和外形,可顯著降低導(dǎo)彈的飛行阻力,縮短飛行時(shí)間,提高光學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力。Fluent作為目前國內(nèi)使用最多的CFD軟件之一,有很強(qiáng)的仿真功能和適用范圍,論文基于此軟件對高超音速飛行器不同面型的整流罩開展外流場特性分析。基于Fluent仿真平臺,根據(jù)有限元理論建立了外流場仿真模型,計(jì)算幾種不同面型整流罩的高超音速外流場的空氣密度場、壓強(qiáng)場、溫度場和熱流密度場,通過仿真結(jié)果評價(jià)不同面型整流罩的外流場特性。基于Fluent仿真平臺,建立了不同面型仿真模型,分析各面型因素對空氣動(dòng)力學(xué)性能的影響。針對離心率和長徑比,研究二者與空氣阻力系數(shù)間的關(guān)系。研究小攻角范圍內(nèi)雙曲型整流罩的空氣動(dòng)力學(xué)性能�；赯ernike像差理論,研究整流罩內(nèi)表面面型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了帶有固定校正板的雙曲型整流罩光學(xué)系統(tǒng),設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單且有效降低了整流罩引入的動(dòng)態(tài)像差,對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行像質(zhì)評價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V42
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文人通過光學(xué)實(shí)驗(yàn)分析了平行光束通概念，首次展開對光學(xué)像差的研究場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)了流場展，美國超高音速導(dǎo)彈性能評估中軟件，能夠有效的針對外冷繞流場發(fā)設(shè)計(jì)。美國的分析應(yīng)用機(jī)構(gòu)也開（GASP）、光程差（OPD）三個(gè)糊和偏移的預(yù)測和分析[6]。波音公司、圣母大學(xué)三方合作，利用Hartmann 波前傳感器、寬帶寬低分洞試驗(yàn)[6]如圖 1-1，針對低速流場氣

進(jìn)行了亞音速風(fēng)洞試驗(yàn)[6]如圖 1-1，針對低速流場氣動(dòng)光學(xué)開展研究。圖 1-1 圣母大學(xué) Hessert 宇航實(shí)驗(yàn)室開展的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置[6]2012 年 MengWang 等人發(fā)表文章，文章介紹了氣動(dòng)光學(xué)的數(shù)值計(jì)算方法，對亞音速流場邊界層和飛行器周圍流場的湍流現(xiàn)象展開研究[7]，指出當(dāng)前研究現(xiàn)狀下的關(guān)鍵問題是湍流流場有很大的不確定性，在文中討論了削弱氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)的方法，利用數(shù)值計(jì)算和模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合的方式對氣動(dòng)光學(xué)有了系統(tǒng)的研究。同年，美國機(jī)載氣動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行亞音速繞流飛行試驗(yàn)，裝置如圖 1-2，研究共形頭罩在亞音速階段的氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文行研究[11]。研究內(nèi)容包括建立氣動(dòng)光學(xué)整流罩熱輻射傳輸?shù)挠?jì)算模型，并用有限光線代表連續(xù)的輻射環(huán)境，從整流罩發(fā)射后傳輸?shù)焦鈱W(xué)系統(tǒng)內(nèi)并最終到達(dá)探測上進(jìn)行研究計(jì)算，得到探測器上輻照度的分布圖。如圖 1-3 是熱輻射在探測器接面分布圖。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2755705