对影响冷气流引射式小型DF激光器紧凑度的主要因素进行了分析, 以功率-气源体积比作为评价紧凑度的指标, 在多种参数条件下对功率-气源体积比进行了计算, 结果表明, 随着激光器喷管列阵质量流面密度的增加, 功率-气源体积比先增大后减小, 并在喷管列阵质量流面密度约为3.3 g·s-1·cm-2时取得最大值; 在激光尾气参数相同的情况下, 提高引射喷管总压可获得更大的功率- 气源体积比, 但随着引射喷管总压的提高, 引射喷管总压对功率-气源体积比的影响逐渐减弱; 与氦气做引射工质相比, 采用氮气和空气做引射工质可获得更大的功率-气源体积比。

为提高压力恢复系统效率,设计并制造了一台高翅管换热器。采用滚扎而成的整体式螺旋高翅片管,代替套片式圆形普通翅片管,翅片管材料为紫铜,管束按等腰三角形叉排布置,管内强制水冷。测试了高翅管换热器的阻力特性,对比分析了加入换热器前后压力恢复系统性能的变化。结果表明: 随着背压的提高,该换热器流阻逐渐降低,当背压达到9.366 kPa时,换热器流阻为0.133 kPa,仅占换热器入口激光尾气压力的1.4%;与不加换热器相比,加入高翅管换热器后的引射器混合室入口压力降低了12.95%,压力恢复系统的效率得到了提高。

使用主动冷却技术降低化学氧碘激光器(COIL)尾气的温度, 是提高引射式压力恢复系统引射效率的一项关键技术。采用理论计算和数值模拟的方法, 得出了满足技术指标要求的冷却器系统设计参数, 并研制了一套以管翅式热交换器、液氮循环汽化提供制冷量的COIL尾气主动冷却试验装置。与激光器的对接试验结果表明, 在COIL出光60 s试验中, 热交换器可以使尾气温度从590 K降低到160 K, 出口截面温度不均匀度小于21 K, 经过热交换器的气流总压损失小于100 Pa。

在气动和化学强激光器系统研制中,压力恢复系统扩压器设计技术研究具有重要的工程应用价值.介绍了常温空气介质情况下若干型式扩压器试验件的数值模拟和实验研究结果,针对扩压器扩张角大小、壁面之间加隔板和边界层吹气等因素对其扩压性能的影响作了对比分析.初步研究表明:激光器系统的光腔段和压力恢复系统扩压器采用较小扩张角,扩压器内腔宽度方向设置适当厚度的竖隔板,扩压器左右侧壁采用附面层吹气等措施能有效提高扩压器的扩压效率.而由于压力恢复系统扩压器宽高比很大,在扩压器内腔使用水平隔板对扩压效率没有明显提高,并且当扩压器扩张角度很小时,水平隔板反而降低了扩压器扩压效率.

对氧碘化学激光(COIL)系统的喷管和扩压器进行了3维数值模拟,对比分析了几种喷管和扩压器的设计方案,计算了从光腔入口到扩压器出口的气动力学过程.光腔内主副气流借助翼片辅助方法实现充分混合,翼片长0.77 cm,宽0.254 cm,满足气流混合要求.扩压器是1/4结构,即计算区域为入口截面高30 mm、宽60 mm的长方型,之后等截面延续500 mm,然后宽度仍然不变,高度以4°角扩张,延续700 mm,最终的出口截面高度为79 mm.采用空气入射,入口处(光腔出口)马赫数3.2,静压1 232 Pa,温度110 K;计算得到出口处总压13 300 Pa,总温300 K.结果表明:出口静压超出入口静压近10倍,该扩压器很好地起到了压力恢复的作用,而总压下降到1/4.5左右(从60 648 Pa到13 300 Pa),从而能够减轻后续的引射器的工作压力.利用高光腔压力设计可以减少一级引射器,达到整个系统小型化设计的目的.

采用1维处理方法,建立了便于设计人员使用的等压混合引射器性能计算分析与工程设计方法,并详细分析了等压混合引射器各主要参数对性能的影响.该分析方法基于气体焓的变化,因此可应用于各种引射气体与被引射气体.为了控制尺寸,还首次将多喷嘴引射方式与等压混合结合起来.实验结果验证了等压混合引射器性能计算分析与工程设计方法的可靠性以及多喷嘴引射方式应用于等压混合引射器的可行性.

"ABL"系统是一个非常典型的高能激光应用系统,具有高度机动、高度精确及对目标进行闪电打击的特性,以及对多个目标进行毁灭性打击的能力.该系统能适应各种复杂环境,并能以最小的和可恢复的毁伤实现政治、**上的双赢.因此, "ABL"系统也是美国投入大量人力、物力优先发展的弹道导弹防御**系统.介绍"ABL"系统的历史、组成及研制分工,详述其近期的技术进展和战场优异性能.