超声速气膜冷却时的光学性能优化设计

作     者：易司琪 丁浩林 龙志强 Yi Siqi;Ding Haolin;Long Zhiqiang

作者机构：国防科学技术大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073 国防科学技术大学航天科学与工程学院湖南长沙410073 

基　　金：国家重大仪器研制项目(11527802) 国家自然科学基金项目(11172326) 国防科学技术大学预研项目(EDYYJCY20140101) 

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

年 卷 期：2017年第38卷第4期

页      码：549-554页

摘      要：高速飞行器在大气层中飞行时,其光学头罩承受着严重的气动加热。超声速气膜冷却方法可以有效地隔离外部加热,但是冷却气体和主来流形成的混合层会引起光束退化,影响成像质量。为减少光束退化,优化超声速气膜冷却时的光学性能,基于混合层折射率和压力同时匹配设计思路,提出了两种设计方法,即配置特定温度的冷却气体实现混合层折射率和压力同时匹配设计方法和配置特定组分的冷却气体实现混合层折射率和压力同时匹配设计方法,并对设计方法的可行性和有效性进行了验证。模拟证明,后一种方法在外部流动参数不变的情况下,冷却气体的组分构成仅与其喷流静温有关,为气膜的冷却性能和光学性能同步设计奠定了基础。

主 题 词：气动光学 气膜冷却 折射率匹配 压力匹配 光线追迹 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.5768/JAO201738.0401006

馆 藏 号：203254101...