组合式力热动态载荷光学窗口的光学特性研究

作     者：刘囿辰 马国鹭 赵涌 宋子军 胡亮子 LIU Youchen;MA Guolu;ZHAO Yong;SONG Zijun;HU Liangzi

作者机构：西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室四川绵阳621010 中国航发四川燃气涡轮研究院四川绵阳621010 航空发动机高空模拟技术重点实验室四川绵阳621010 

基　　金：国家自然科学基金(61505169) 航空发动机尾喷流中颗粒物参数检测关键技术研究(20zh0074) 

出 版 物：《应用光学》 (Journal of Applied Optics)

年 卷 期：2021年第42卷第6期

页      码：1122-1126,1132页

摘      要：针对在一定压差及温度梯度等复合环境下工作的大口径光学窗口,提出了一种由光学玻璃与亚克力板组成的光学窗口组合方案,并以热光学分析为基础,对光学窗口整体强度及热环境进行了理论分析计算,得出光学窗口玻璃最小厚度。利用有限元软件将压力场及轴向温度场映射至三维结构模型,计算得到直径为380 mm的光学窗口在不同玻璃厚度下力热耦合的面形变化及成像质量评价指标,并通过相应的环境性试验对仿真结果进行验证。实验结果表明:以K9光学玻璃为原材料的大口径光学窗口在此工作环境下的厚度不小于32.5 mm;当光学窗口厚度为35 mm时,其所受热力学影响可以忽略。因此,35 mm的大口径组合式光学窗口既能满足强度要求,又能满足多光谱相机成像质量要求,为该类窗口的设计提供了依据。

主 题 词：大口径光学窗口 最小厚度 力热动态载荷 面形评价指标 成像质量 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.5768/JAO202142.0605003

馆 藏 号：203106258...