目前,高超聲速條件下光學(xué)成像制導(dǎo)技術(shù)的研究主要面臨著頭罩窗口防熱和窗口流場氣動(dòng)光學(xué)畸變控制兩大難題。本文通過對高超聲速光學(xué)頭罩的超聲速冷卻氣膜流場開展流動(dòng)機(jī)理、冷卻效率和氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)的研究,探索既能有效制冷又能有效制導(dǎo)的超聲速氣膜冷卻方案,以解決高超聲速速成像制導(dǎo)所面臨的熱防護(hù)和氣動(dòng)光學(xué)畸變問題。開展高超聲速光學(xué)頭罩的超聲速冷卻氣膜研究需要高性能的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和測試技術(shù),本文對此開展了研究。介紹了開展實(shí)驗(yàn)的(高)超聲速低噪聲風(fēng)洞和高超聲速炮風(fēng)洞,對風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)性能進(jìn)行了研究,并對流場參數(shù)進(jìn)行了校測。同時(shí),為驗(yàn)證氣膜冷卻技術(shù)在高總溫條件下的冷卻效果,需要高總溫的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,因此對現(xiàn)有高超聲速炮風(fēng)洞進(jìn)行了氫氮驅(qū)動(dòng)改造,使其能夠同時(shí)在低總溫和高總溫條件下運(yùn)行。測試技術(shù)方面,探索了NPLS(Nano Partical based Laser Scattering)系統(tǒng)在高超聲速脈沖風(fēng)洞中的實(shí)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(jìn)行了研究。開展高超聲速光學(xué)頭罩的超聲速氣膜流場氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)研究需要可靠的測試技術(shù),本文對基于BOS的波前測試技術(shù),即BOS-WS(Background-ori...

【文章頁數(shù)】：182 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1高超聲速光學(xué)頭罩氣膜流場示意圖

國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文第一章緒論聲速光學(xué)頭罩窗口的超聲速氣膜冷卻技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(jìn)行化流場結(jié)構(gòu)，降低氣膜與主流相互作用產(chǎn)生的復(fù)雜氣動(dòng)光學(xué)效步加深對氣膜冷卻....

圖1.2混合層增長率與Ma關(guān)系圖

圖1.2混合層增長率與Ma關(guān)系圖[30]由于結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好，二維切向氣膜流動(dòng)得到了廣泛研究，對其進(jìn)行建模有利于對冷卻效率進(jìn)行定量分析。如圖1.3所示為Stollery[32]等人提出的切向噴流結(jié)構(gòu)模型，根據(jù)不同區(qū)域的流動(dòng)結(jié)構(gòu)特征，他將噴管下游分為三個(gè)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(guān)系圖[30]于結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好，二維切向氣膜流動(dòng)得到了廣泛研究，對其于對冷卻效率進(jìn)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(dòng)結(jié)構(gòu)特征，他將噴管下游分為三個(gè)區(qū)：即流區(qū)和邊界層區(qū)。在勢核區(qū)內(nèi)，噴....

圖1.4Kanda氣膜冷卻模型

圖1.4Kanda氣膜冷卻模型[34]氣動(dòng)光學(xué)機(jī)理的研究進(jìn)展研究的是流動(dòng)的可壓縮效應(yīng)對光學(xué)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(guān)系給出[38]。當(dāng)初始平面波前穿過變密度不同的當(dāng)?shù)厮俣葌鞑ィ瑥亩鴮?dǎo)致波前的....

本文編號(hào)：3989703