资源描述：
《超高声速飞行器光学窗口气动光学效应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第36卷第4期光学技术Vol.36No.42010年7月OPTICALTECHNIQUEJuly2010文章编号:100221582(2010)0420622205*超高声速飞行器光学窗口气动光学效应分析11112韩炜,赵跃进,胡新奇,张琳琳,任芸(1.北京理工大学光电学院,北京100081)(2.中国科学技术馆,北京100012)摘要:超高声速飞行器在大气中飞行时,由于气动热和气动力的作用,光学窗口会产生严重的气动光学效应,使目标图像发生像偏移、抖动、模糊和能量衰减。利用有限元分析方法对光学窗口的热光效应、弹光效应和窗口热变形进行研究,计算了由热光学效应、光学窗口热变形引起的
2、点扩散函数峰值大小及峰值位置(像偏移)随时间的变化趋势。根据对温度场的分布分析,计算了温度梯度对透过率的影响以及透过率与窗口热辐射随时间变化的趋势,可为光学窗口的设计、材料的选择及后期的图像处理提供依据。关键词:气动光学效应;光学窗口;热辐射;透过率中图分类号:TJ760文献标识码:AStudyonaero2opticaleffectsofhypersonicvehicle.sopticalwindow11112HANWei,ZHAOYue2jin,HUXin2qi,ZHANGLin2lin,RENYun(1.SchoolofOptoelectronics,BeijingIns
3、tituteofTechnology,Beijing100081,China)(2.ChinaScienceandTechnologyMuseum,Beijing100012,China)Abstract:Theseriousaero2opticaleffectscanbegeneratedbytheaerodynamicheatingandaerodynamiceffectwhenahypersonicvehicleisflyingintheair,whichmakesthetargetimagedeparture,flutter,fuzzyandenergy.sattenu
4、ation.Thethermo2opticeffect,theelasto2opticaleffectandthethermaldeformationoftheopticalwindowarestudiedbyfiniteelementanalysismethod.Thetimevariationofpeakandpeaklocationofthepointspreadfunctionisanalysed.Thetrans2missivitythatisaffectedbythetemperaturegradientandthetimevariationofthethewind
5、ow.sthermalradiationarestudiedaccordingtothetemperaturedistribution.Thestudiesprovidethebasisfortheopticalwindowdesign,materialselectionandthelaterimageprocessing.Keywords:aero2opticaleffects;opticalwindow;thermalradiation;transmissivity学窗口温度的升高使其红外透过率发生变化,从而0引言影响接收到的信标强度,降低图像信噪比。本文通超高声速飞行器在
6、大气中高速飞行时,在气动过对光学窗口气动光学效应的全面分析,可为光学热、激波辐射与内外表面压差的共同作用下,飞行器窗口的设计、材料的选择及后期的图像处理提供依的光学窗口温度急剧升高,在窗口内部形成温度梯据。度,使光学窗口产生变形和热应力,引起严重的气动[1]1光学窗口的气动光学效应光学效应,致使高速飞行器探测系统的目标图像发生像模糊、像抖动、像偏移和能量衰减。同时,光1.1气动热效应*收稿日期:2010205213E2mail:longlong510@163.com作者简介:韩炜(19822),女,河北省人,博士研究生,主要从事气动光学效应及自适应光学的研究。622第4期韩炜,
7、等:超高声速飞行器光学窗口气动光学效应分析光学窗口在气动热和激波辐射的作用下,温度切模量和泊松比,对于各向同性晶体来说,p44=升高,在窗口内产生温度梯度,使通过窗口的光波发(p11-p12)/2,G=E/2(1+M),此时应力光学常数生波前畸变。光程差的变化是产生波前畸变的主要C1,C2,C3即为弹光系数。原因,它是由以下两个原因造成的:(3)温度和压力差共同作用引起光学窗口的变(1)光学窗口的温度和应力使折射率发生变形,改变光波传输的路径长度。假设光学窗口内的化,致使入射光波的光程发生改
