不同流速比超声速混合层气动光学效应研究*

邢博阳，蔡 彬，杨 波，张 斌

(1.上海交通大学 航空航天学院·上海·200240；2.上海航天控制技术研究所·上海·201109)

0 引 言

红外制导是导弹精确打击的主要制导手段之一。在制导过程中，光束穿过光学导引头后的光场质量是保证精确制导的重要参数。飞行器在以高超声速飞行时，其光学窗口上方的冷却喷流和远场自由来流之间会形成含有激波、膨胀波、混合层等的复杂流场结构。光束在穿过超声速混合层的非均匀介质后，会出现严重的导致模糊、偏移、抖动的气动光学效应[1]。制冷剂喷流与外部来流形成的混合层流场结构，是产生气动光学效应的一个重要来源[2]。研究光束的波前畸变与混合层流动结构之间的内在关系，是研究气动光学效应的重要途径。深入认知气动光学效应的产生机理，有助于采取有效的控制方法来降低气动光学效应对飞行器光学系统成像质量的影响。

本质上而言，气动光学效应的产生源于光束所穿越流场区域的内部流体密度分布的不均及密度分布的时变特性。在大量实验和工程实践中，剪切层(主要包括混合层和边界层)的气动光学效应能够体现一般气动光学问题的本质特征[3]，工程中的实际气动光学问题往往是多个剪切层气动光学效应的叠加。其中，由混合层导致的气动光学效应所占比重更大[4]。基于这一认识，本文将混合层作为典型流场，并以此开展针对气动光学效应产生的内在机理和气动光学效应校正等方面的研究。……