高超聲速氣動光學(xué)效應(yīng)會導(dǎo)致飛行器在高超聲速條件下難以對前方目標紅外成像進行探測，已成為紅外成像制導(dǎo)武器打擊速度得以進一步提高的障礙，也是限制高超聲速武器作戰(zhàn)效能的瓶頸。本書是作者在高超聲速光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng)方面二十余年研究的凝練總結(jié)，梳理和總結(jié)了高超聲速氣動光學(xué)效應(yīng)的原理、技術(shù)與工程應(yīng)用，希望能夠體現(xiàn)氣動光學(xué)本身豐富的科學(xué)內(nèi)涵。
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目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義/1
1.1.1 高超聲速紅外成像制導(dǎo)的意義/2
1.1.2 限制高超聲速紅外成像制導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的瓶頸/7
1.1.3 完善的氣動光學(xué)效應(yīng)的測試能力和相似準則/7
1.1.4 高超聲速紅外成像導(dǎo)引頭綜合優(yōu)化設(shè)計/9
1.2 國內(nèi)外研究進展/12
1.2.1 國外研究進展/12
1.2.2 國內(nèi)研究進展/15
1.3 高超聲速光學(xué)頭罩的實現(xiàn)形式/19
1.3.1 內(nèi)冷型高超聲速光學(xué)頭罩/22
1.3.2 外冷型高超聲速光學(xué)頭罩/23
1.3.3 綜合致冷型高超聲速光學(xué)頭罩/26
1.4 小結(jié)/29
參考文獻/29
第2章 氣動光學(xué)效應(yīng)基礎(chǔ)理論 34
2.1 氣動光學(xué)的基本方程/34
2.1.1 氣動光學(xué)畸變光束傳輸理論/34
2.1.2 氣動光學(xué)效應(yīng)評估分析理論/36
2.2 光在非均勻流場中的傳輸理論/40
2.2.1 典型流動結(jié)構(gòu)氣動光學(xué)效應(yīng)/40
2.2.2 光線追跡方法/49
2.3 氣動光學(xué)相似準則及統(tǒng)計分析/57
2.3.1 相似理論基礎(chǔ)/57
2.3.2 氣動光學(xué)試驗相似準則/60
2.3.3 氣動光學(xué)統(tǒng)計分析理論/72
2.4 小結(jié)/75
參考文獻/76
第3章 高超聲速流場及其氣動光學(xué)效應(yīng)測試技術(shù) 80
3.1 流場參數(shù)測試技術(shù)/80
3.1.1 粒子圖像速度場測量技術(shù)/80
3.1.2 基于納米示蹤的平面激光散射技術(shù)/84
3.1.3 紋影技術(shù)/87
3.1.4 背景導(dǎo)向紋影技術(shù)/90
3.1.5 瞬態(tài)熱流測試技術(shù)及數(shù)據(jù)處理方法/97
3.2 氣動光學(xué)效應(yīng)測試技術(shù)/114
3.2.1 馬利探針技術(shù)/114
3.2.2 小孔徑光束技術(shù)/116
3.2.3 基于NPLS的波前測試技術(shù)/117
3.2.4 SHWS/121
3.2.5 基于背景導(dǎo)向紋影的波前測試技術(shù)/124
3.3 氣動光學(xué)效應(yīng)測試系統(tǒng)/126
3.3.1 國防科技大學(xué)高超聲速光學(xué)頭罩波前測試系統(tǒng)/126
3.3.2 美國AEDC氣動光學(xué)效應(yīng)測試系統(tǒng)/129
3.4 小結(jié)/134
參考文獻/134
第4章 非致冷光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng) 140
4.1 非致冷光學(xué)頭罩流場時空精細結(jié)構(gòu)/140
4.1.1 超聲速光學(xué)頭罩流場的NPLS 流動顯示/140
4.1.2 超聲速光學(xué)頭罩流場的速度分布/147
4.1.3 高超聲速光學(xué)頭罩流場結(jié)構(gòu)顯示/164
4.2 非致冷光學(xué)頭罩一維畸變波前/166
4.2.1 超聲速光學(xué)頭罩流場波前畸變的時間演化特征/166
4.2.2 光束傳播方向上波前畸變的積分效應(yīng)/175
4.2.3 超聲速光學(xué)頭罩流場波前畸變的多分辨率分析/181
4.3 非致冷光學(xué)頭罩二維畸變波前/189
4.3.1 非致冷超聲速光學(xué)頭罩流場的OPD 分布/190
4.3.2 非致冷高超聲速光學(xué)頭罩流場的OPD 分布/193
4.4 小結(jié)/206
參考文獻/206
第5章 噴流致冷超聲速光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng) 207
5.1 超聲速光學(xué)頭罩流場時空精細結(jié)構(gòu)/207
5.1.1 狀態(tài)Ⅰ超聲速光學(xué)頭罩流場的精細結(jié)構(gòu)/208
5.1.2 狀態(tài)Ⅱ超聲速光學(xué)頭罩流場的精細結(jié)構(gòu)/214
5.1.3 狀態(tài)Ⅲ超聲速光學(xué)頭罩流場的精細結(jié)構(gòu)/223
5.2 超聲速光學(xué)頭罩流場速度分布/225
5.2.1 狀態(tài)Ⅰ超聲速光學(xué)頭罩速度場/225
5.2.2 狀態(tài)Ⅱ超聲速光學(xué)頭罩速度場/229
5.2.3 狀態(tài)Ⅲ超聲速光學(xué)頭罩速度場/233
5.3 超聲速光學(xué)頭罩流場密度分布/237
5.3.1 狀態(tài)Ⅰ超聲速光學(xué)頭罩密度場/237
5.3.2 狀態(tài)Ⅱ超聲速光學(xué)頭罩密度場/245
5.3.3 狀態(tài)Ⅲ超聲速光學(xué)頭罩密度場/251
5.4 超聲速光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng)/259
5.4.1 無噴流超聲速光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng)/259
5.4.2 有噴流超聲速光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng)/267
參考文獻/277
第6章 噴流致冷高超聲速光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng)
278
6.1 高超聲速光學(xué)頭罩氣膜冷卻/278
6.1.1 無噴流模型的表面熱流分布/278
6.1.2 無噴流時的模型表面熱流分布/280
6.1.3 不同攻角下的流場結(jié)構(gòu)、熱流分布和冷卻效率(Ma∞=7.3) /287
6.1.4 不同攻角下的流場結(jié)構(gòu)、熱流分布和冷卻效率(Ma∞=8.1) /298
6.1.5 壓力匹配條件對流量需求的規(guī)律/305
6.1.6 噴流冷卻效率的經(jīng)驗公式/307
6.2 噴流致冷光學(xué)頭罩氣動光學(xué)效應(yīng)/312
6.2.1 有/無噴流及不同噴流流量時的氣動光學(xué)效應(yīng)/312
6.2.2 曝光時間對氣動光學(xué)效應(yīng)的影響/322
參考文獻/331
第7章 氣動光學(xué)效應(yīng)抑制原理與技術(shù) 333
7.1 基于流動控制的氣動光學(xué)效應(yīng)抑制/333
7.1.1 有/無流動控制下瞄視誤差與噴流壓比的關(guān)系/334
7.1.2 有/無流動控制下高階光學(xué)畸變與噴流壓比的關(guān)系/336
7.2 氣動光學(xué)畸變圖像校正/339
7.2.1 基于BOS 技術(shù)的氣動光學(xué)畸變圖像校正/339
7.2.2 校正結(jié)果及分析/347
參考文獻/361
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