临近空间超声速航空遥感器光学窗口热光学评价

张洪文; 曹国华; 李延伟; 张继超

临近空间超声速航空遥感器光学窗口热光学评价

1.
长春理工大学机电工程学院,吉林长春130025;
2.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033

基金项目:

国防预研项目

详细信息

作者简介:
张洪文(1974-),男,研究员,主要从事航空。感器方面的研究。Email:zhw_sohu@sina.com

中图分类号: TB73

Thermal-optical evaluation to optical window of near space aerial remote sensor surrounding hypersonic

1.
College of Mechanical and Electric Engineering Changchun University of Science and Technology,Changchun 130025,China;
2.
Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

摘要: 为提高航空遥感器光学窗口的光学性能,对处于临近空间超声速飞行状态下熔石英材料的光学窗口进行了热光学评价。分析了光学窗口所处的飞行环境,根据空气动力学原理,计算了平均对流换热系数与马赫数的关系。根据热流密度,模拟了光学窗口温度场分布;计算了内外表面温差所引起的光程差;并分析了光学窗口热变形对航空遥感器光学系统传递函数的影响。分析结果表明：由热变形带来的光学窗口光程差PV=130.5 nm,满足光学设计要求(PV1/4)。此研究结果可为光学窗口系统设计提供必要依据。
- 热光学 /
- 空气动力学 /
- 光学窗口 /
- 气动热
Abstract: In order to improve the optical performance of optical window in aerial remote sensor, thermal-optical evaluation to fused silica optical window surrounding hypersonic was analyzed. The flight environment of optical window was analyzed. Based on the theory of aerodynamics, the relation between convection heat transfer coefficient and mach number was calculated. The temperature distributing of optical window was simulated by heat flux density, the optical path difference caused by the temperature difference between the inner and outer surfaces was calculated, and the influence of thermal deformation of the optical window on optical transfer function was analyzed. The study result shows that the optical path difference caused by thermal deformation of the optical window is 130.5 nm, which is under 1/4. The simulation result meets the requirements of the optical design. The above result discussed in this paper can be used as a reference for other optical window designs.
- thermal optics /
- aerodynamics /
- optical window /
- aerodynamic heat

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临近空间超声速航空遥感器光学窗口热光学评价

作者简介:
张洪文(1974-),男,研究员,主要从事航空。感器方面的研究。Email:zhw_sohu@sina.com

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临近空间超声速航空遥感器光学窗口热光学评价

1. 长春理工大学机电工程学院,吉林长春130025;

2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033

作者简介:
张洪文(1974-),男,研究员,主要从事航空。感器方面的研究。Email:zhw_sohu@sina.com

English Abstract

Thermal-optical evaluation to optical window of near space aerial remote sensor surrounding hypersonic

1. College of Mechanical and Electric Engineering Changchun University of Science and Technology,Changchun 130025,China;

2. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

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作者简介: 张洪文(1974-),男,研究员,主要从事航空。感器方面的研究。Email:zhw_sohu@sina.com

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临近空间超声速航空遥感器光学窗口热光学评价

1. 长春理工大学机电工程学院,吉林长春130025; 2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033

作者简介: 张洪文(1974-),男,研究员,主要从事航空。感器方面的研究。Email:zhw_sohu@sina.com

English Abstract

Thermal-optical evaluation to optical window of near space aerial remote sensor surrounding hypersonic

1. College of Mechanical and Electric Engineering Changchun University of Science and Technology,Changchun 130025,China; 2. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

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1. 长春理工大学机电工程学院,吉林长春130025;

2. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033

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张洪文(1974-),男,研究员,主要从事航空。感器方面的研究。Email:zhw_sohu@sina.com

1. College of Mechanical and Electric Engineering Changchun University of Science and Technology,Changchun 130025,China;

2. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China