超声速气膜冷却时的光学性能优化设计

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.

关键词：气动光学、气膜冷却、折射率匹配、压力匹配、光线追迹

所属期刊栏目：38

分类号：TN216;V411(光电子技术、激光技术)

资助基金：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

在线出版日期：2017-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：549-554