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。

围绕氟化镁共形整流罩的热障效应展开分析，模拟了真实飞行状态，建立了整流罩气动加热及其内部传热过程的有限元分析模型，计算不同飞行速度下整流罩的气动热载荷及平均温度；再根据红外探测基本原理，分析各个温度下整流罩的热辐射及其对探测系统成像质量的影响，计算探测器达到饱和状态时整流罩的临界温度，即研究热障效应产生机制；最后用成像试验对分析结果加以验证。分析结果表明，对于该红外成像探测系统，氟化镁共形整流罩的临界温度约为460 K，即在Ma=3的末制导阶段及Ma=4的情形下，热障效应显著，若想进一步加快红外成像制导**的飞行速度，必须对热障效应加以抑制和校正。各项结论对认识热障效应机理及其校正方法有一定借鉴意义。