目前,高超聲速條件下光學成像制導技術的研究主要面臨著頭罩窗口防熱和窗口流場氣動光學畸變控制兩大難題。本文通過對高超聲速光學頭罩的超聲速冷卻氣膜流場開展流動機理、冷卻效率和氣動光學效應的研究,探索既能有效制冷又能有效制導的超聲速氣膜冷卻方案,以解決高超聲速速成像制導所面臨的熱防護和氣動光學畸變問題。開展高超聲速光學頭罩的超聲速冷卻氣膜研究需要高性能的風洞實驗平臺和測試技術,本文對此開展了研究。介紹了開展實驗的(高)超聲速低噪聲風洞和高超聲速炮風洞,對風洞實驗性能進行了研究,并對流場參數(shù)進行了校測。同時,為驗證氣膜冷卻技術在高總溫條件下的冷卻效果,需要高總溫的實驗環(huán)境,因此對現(xiàn)有高超聲速炮風洞進行了氫氮驅動改造,使其能夠同時在低總溫和高總溫條件下運行。測試技術方面,探索了NPLS(Nano Partical based Laser Scattering)系統(tǒng)在高超聲速脈沖風洞中的實現(xiàn)方案;對開展氣膜冷卻效果研究的熱流/壁溫測試系統(tǒng)也進行了研究。開展高超聲速光學頭罩的超聲速氣膜流場氣動光學效應研究需要可靠的測試技術,本文對基于BOS的波前測試技術,即BOS-WS(Background-ori...

【文章頁數(shù)】：182 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1高超聲速光學頭罩氣膜流場示意圖

國防科學技術大學研究生院博士學位論文第一章緒論聲速光學頭罩窗口的超聲速氣膜冷卻技術，區(qū)別于傳統(tǒng)的氣膜卻效果提出了較高的要求，還對流場結構要求苛刻。冷卻氣膜覆蓋待冷卻的窗口表面，將窗口與高溫主流隔離并對窗口進行化流場結構，降低氣膜與主流相互作用產生的復雜氣動光學效步加深對氣膜冷卻....

圖1.2混合層增長率與Ma關系圖

圖1.2混合層增長率與Ma關系圖[30]由于結構簡單，冷卻效果好，二維切向氣膜流動得到了廣泛研究，對其進行建模有利于對冷卻效率進行定量分析。如圖1.3所示為Stollery[32]等人提出的切向噴流結構模型，根據(jù)不同區(qū)域的流動結構特征，他將噴管下游分為三個區(qū)：即勢核....

圖1.3二維切向氣膜冷卻的湍流邊界層模型（Stollery）

圖1.2混合層增長率與Ma關系圖[30]于結構簡單，冷卻效果好，二維切向氣膜流動得到了廣泛研究，對其于對冷卻效率進行定量分析。如圖1.3所示為Stollery[32]等人提出的模型，根據(jù)不同區(qū)域的流動結構特征，他將噴管下游分為三個區(qū)：即流區(qū)和邊界層區(qū)。在勢核區(qū)內，噴....

圖1.4Kanda氣膜冷卻模型

圖1.4Kanda氣膜冷卻模型[34]氣動光學機理的研究進展研究的是流動的可壓縮效應對光學畸變的影響[35][36][37原因是流場的密度變化，空氣和許多流體的折射率與ladstone-Dale關系給出[38]。當初始平面波前穿過變密度不同的當?shù)厮俣葌鞑�，從而導致波前�?...

本文編號：3989703