庞明琪 1,2,3,4刘海峥 2,3,4张代军 2,3,4史泽林 1,2,3,4
1 中国科学技术大学 自动化系，安徽 合肥 230027
2 中国科学院光电信息处理重点实验室，辽宁 沈阳 110016
3 中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁 沈阳 110016
4 中国科学院机器人与智能制造创新研究院，辽宁 沈阳 110169
CO2是中、短波红外探测的主要辐射噪声源，目前针对高温CO2辐射和传输特性的研究尚不明晰。重点研究了激波层中CO2的吸收作用，并对CO2热辐射及光敏面各辐射分量占比进行了计算与分析。采用改进的切线平板法求解辐射传输方程，并考虑了目标与窗口辐射对激波层内辐射场分布的影响，据此推导了激波层红外辐射和传输特性计算模型，最后给出了探测器光敏面各辐射分量及占比计算模型。对某型超声速红外制导导弹飞行高度h=1 km、飞行速度Ma=3~5时激波层特性进行仿真计算，结果表明：中波波段激波层透过率低于短波波段，但总体来说可忽略激波层吸收作用；飞行速度增加导致CO2辐射噪声区间向长波方向拓宽，Ma≥4、h=1 km时，4.4 μm以上波段有严重的CO2辐射噪声淹没目标信号，截止波长为4.4 μm的滤波器无法适用。
超声速 高温激波 辐射传输 辐射噪声 supersonic high temperature shock layer radiative transport radiation noise 红外与激光工程
2022, 51(4): 20210376
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
针对热障效应问题, 采用流固耦合法计算了球形整流罩的瞬时温升, 并对其进行了结构改进。首先, 根据风洞及火箭撬实验, 结合熵层涡干扰势分析, 给出判别球型整流罩换热状态的临界来流雷诺数为2.7×106, 并分析了Van Driest层流换热公式对大张角球面处的适用性; 再以Van Driest换热系数为边界条件, 利用有限元法进行球形整流罩瞬时温升计算, 结果表明其温升较快, 需合理轨迹规划以规避热障效应; 针对高速长航时应用需求, 利用多孔陶瓷材料的低热导率设计了新型复合整流罩, 能有效延长制导系统飞行时间; 复合整流罩还具有光学窗口处的气动热冲击应力小以及气动阻力小的优点, 可应用于低空、高马赫数条件下的光学精确制导。
精确制导 复合整流罩 临界雷诺数 气动热 热障效应 precision guidance composite optical dome critical Reynolds number aerodynamic heating thermal barrier effect 红外与激光工程
2018, 47(2): 0204004
