高超声速飞行器楔面激波的光线偏折校正模型

• 作者: 陈冰 郑勇 徐彬 章后甜 陈张雷
• 来源期刊: 红外与激光工程
• 学科: 航空航天
• 关键词: 光线偏折 校正模型 天文定姿 误差传递 高超声速飞行器 楔面激波
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 光学设计|Optical design
• 页码范围: 337-346
• 页数: 10页
• 分类号: V249.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/IRLA20210182

摘要

天文定姿是飞行器实现高精度自主导航的重要技术手段之一.高超声速飞行器在飞行过程中会产生激波,造成光线偏折,影响星敏感器的观测和天文定姿导航的性能.现代高超声速飞行器多采用乘波体设计,其载荷舱部分可简化为楔面结构.论文聚焦高超声速飞行器上楔面激波,基于空气动力学理论,给出了高超声速楔面激波结构参数的解析计算方法,以及激波对光线偏折影响的量化测算模型.提出了一种利用解析计算结果控制光线偏折的校正模型,讨论了激波角测量误差在该模型中的传播,证明了激波角测量误差与其引起的校正效果偏差其呈负线性相关.仿真试验表明,在高度20 km、马赫数5-8的条件下,楔面上方形成稳定的激波结构,对入射光线造成的偏折可达6.8'';解析计算方法获得的激波角参数与试验结果误差在0.1''以内.这意味着运用该模型来校正光线偏折的误差可以控制在激波角观测误差的量级,可以显著提升观测精度.