1 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，四川 绵阳 621000
2 北京电子工程总体研究所，北京 100854
飞行中段高速飞行器红外辐射特性是对其进行红外探测、识别及跟踪的基础。飞行中段高速飞行器红外辐射与表面温度密切相关，而飞行器表面温度又与上升段气动加热、空间环境热辐射、防热材料结构等有关，特别是上升段气动加热对飞行中段飞行器红外辐射的影响不容忽视。为获得复杂环境背景下高速飞行器在飞行中段的红外辐射，综合考虑上升段气动加热、环境辐射加热、表面辐射散热和结构热传导等主要因素影响，采用气动热工程计算模型、空间辐射加热、一维多层热传导计算方法，建立了高速飞行器红外辐射分析技术，实现了气动加热、环境辐射加热、自身辐射散热、结构热传导等多种主要因素影响下的高速飞行器飞行中段温度场和红外辐射分析。结果表明：上升段的气动加热会对飞行中段的高速飞行器红外辐射产生较大影响；在飞行中段，飞行器在长波8~12 μm波段的红外辐射强度明显大于在中波3~5 μm波段的红外辐射强度，选择8~12 μm波段更有利于对飞行中段高速飞行器的探测。
高速飞行器 中段 温度 红外辐射 high-speed aircraft midcourse flight temperature infrared radiation 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230260
1 北京交通大学 机械与电子控制工程学院, 北京 100044
2 北京宇航系统工程研究所, 北京 100076
研究了高速飞行器侧翼展开机构直线旋转作动器的最速展开问题。采用变分方法, 推导了最速展开槽线方程, 建立了直线旋转作动器的平面等效运动模型。推导的最速展开槽线方程虽与摆线方程近似, 但不同于以往任意一类摆线方程及其变种, 命名其为缩放摆线。给出了缩放摆线方程的一些基本特性并推导了基于该曲线方程的最速展开时间计算公式; 采用MSC.Adams运动仿真软件, 对缩放摆线方程和展开时间进行了动力学仿真验证, 仿真结果与理论计算吻合。与标准摆线展开时间的对比研究显示, 当缩放系数大于1时, 缩放摆线展开时间与标准线无明显提升, 但在缩放系数小于1的区间, 随着缩放系数的减小, 展开时间的缩短非常明显。当缩放系数为0.24时, 缩放摆线展开时间仅为原标准摆线的87%。
高速飞行器 直线旋转作动器 机翼展开 最速展开 摆线 缩放摆线 high speed aircraft linear-rotary actuator wing deployment quickest deployment cycloid scaled-cycloid
高速飞行器在大气层内长时间飞行,与空气摩擦生成几千度高温,研究其红外辐射及热防护效果是当前的热点.然而用多台地基红外辐射测量设备测量飞行目标时,各红外辐射测量设备多波段的结果有着较大差异.首先分析了高速飞行目标红外辐射成像的特点,指出测量结果存在不一致性的原因,主要有飞行目标的方向效应、红外设备本身的滤波效应.然后提出了解决同设备不同波段处理结果不一致的方案,包括标定数据处理、坏像元剔除、杂散能量和反射的星体辐射能量抵消.最后又提出了多站红外辐射测量设备处理结果不一致性分析方案,以及外场试验方案.
红外测量 数据不一致性 高速飞行器 infrared measurement inconsistency of data high-speed aircraft
为满足高速飞行器对目标快速识别和打击的需求, 针对大观测场高速机载光电探测系统像质退化严重、像质补偿元件机构复杂、像差校正实时性较差的问题, 提出采用可变形反射镜作为动态像质补偿器对传统高速动态成像光学系统像质进行补偿和改进.利用基于像清晰化函数最优化的自适应光学动态像质补偿技术的优化算法对系统动态像差进行闭环实时校正, 通过仿真对所提出的方法进行可行性分析和验证.仿真结果表明: 与校正前相比, 该校正方法使光学系统在60°大角度观测场内泽尼克动态像差变化量的峰谷值最大下降17.5%, 点列图弥散斑均方根半径降低至10.61%, 校正后的系统残余像差小, 在整个观测场内, 像质均接近光学衍射极限.
动态成像光学 像质补偿 像清晰化函数 高速飞行器 动态像差 Dynamic optics Dynamic aberration correction Image sharping function High-speed aircraft Dynamic aberration
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130031
2 中国科学院研究生院，北京 100039
考虑了太阳、天空、地面等背景辐射以及辐射在大气传输中的衰减，分析对比了飞机在不同飞行速度、不同气象环境、不同探测路径等条件下，包括飞机蒙皮、飞机发动机喷口和飞机发动机尾气流——尾焰这三部分主要辐射源的辐射特性，建立了高速飞机红外辐射特性的物理模型，利用计算结果进一步建立了红外搜索跟踪系统对高速飞机作用距离的数学模型。讨论了影响高速飞机红外作用距离的内外部因素，如飞机的内部传热、探测路径方向与有效辐射面积等。
凝视型红外搜索跟踪系统 高速飞机 红外辐射 作用距离 high-speed aircraft infrared radiation staring infrared search and track system operating range
