类HTV⁃2飞行器光电特性的分析评估技术

doi:10.7527/S1000-6893.2023.29465

临近空间技术

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类HTV⁃2飞行器光电特性的分析评估技术

于哲峰, 梁世昌(), 石卫波, 田得阳, 石安华, 廖东骏, 杨鹰

中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，绵阳 621000

收稿日期:2023-08-22 修回日期:2023-08-30 接受日期:2023-09-05 出版日期:2024-12-25 发布日期:2023-09-13
通讯作者: 梁世昌 E-mail:scliang@ustc.edu.cn
基金资助:
省部级项目

Analysis and evaluation technology for optical radiation and radar scattering characteristics of HTV⁃2⁃like vehicle

Zhefeng YU, Shichang LIANG(), Weibo SHI, Deyang TIAN, Anhua SHI, Dongjun LIAO, Ying YANG

Hypervelocity Aerodynamics Institute，China Aerodynamics Research and Development Center，Mianyang 621000，China

Received:2023-08-22 Revised:2023-08-30 Accepted:2023-09-05 Online:2024-12-25 Published:2023-09-13
Contact: Shichang LIANG E-mail:scliang@ustc.edu.cn
Supported by:
Provincial and Ministerial Level Project

摘要/Abstract

摘要：

类HTV-2高超声速飞行器在大气层中飞行时间长、速度快、机动性强，高温热化学非平衡流场对目标光辐射特性和雷达散射特性产生严重影响。通过发展和完善类HTV-2飞行器光辐射特性分析评估技术、雷达散射特性分析评估技术和地面与实际飞行试验数据分析评估技术，研制了具有自主知识产权的面向类HTV-2飞行器光电特性分析评估软件。以探测距离为分析评估函数，对高超声速目标光电特性进行了评估。提出基于尾迹雷达散射截面（RCS）特性的高超声速目标超视距探测方法和消除高温热化学非平衡流场影响的紫外制导方法，以提高对高超声速飞行器的探测和制导能力。相关结果可以为类HTV-2飞行器光电特性研究提供技术支撑。

关键词: 高超声速, 光辐射, 雷达散射, 探测, 制导

Abstract:

The hypersonic vehicle has long flight time， fast speed and strong maneuverability in the atmosphere. During the flight， the thermochemical non-equilibrium flow field will be generated around the vehicle to have a serious impact on the optical radiation and radar scattering characteristics of the target. In this paper， an analysis and evaluation technology of the optical radiation and radar scattering characteristics of the HTV-2-like vehicle is developed and improved， and its validity is verified by ground test data. A software for analysis and evaluation of the optical radiation and radar scattering characteristics of the HTV-2-like vehicle with independent intellectual property rights is developed. The optical radiation and radar scattering characteristics of hypersonic targets are evaluated using detection distance as the analysis and evaluation function.Methods to improve the detection and guidance capabilities of defense system， such as over-the-horizon detection of the hypersonic vehicle based on wake RCS characteristics and ultraviolet guidance that eliminates the influence of thermochemical non-equilibrium flow field， are proposed. The results of our study can provide technical support for the study of optical radiation and radar scattering characteristics of hypersonic vehicles.

Key words: hypersonic, optical radiation, radar scattering, detection, guidance

中图分类号:

于哲峰, 梁世昌, 石卫波, 田得阳, 石安华, 廖东骏, 杨鹰. 类HTV⁃2飞行器光电特性的分析评估技术[J]. 航空学报, 2023, 44(S2): 729465-729465.

Zhefeng YU, Shichang LIANG, Weibo SHI, Deyang TIAN, Anhua SHI, Dongjun LIAO, Ying YANG. Analysis and evaluation technology for optical radiation and radar scattering characteristics of HTV⁃2⁃like vehicle[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2023, 44(S2): 729465-729465.

图/表 22

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参考文献 19

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主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

试验状态	激波脱体距离
试验状态	试验值/mm	计算值/mm	相对误差/%
v_t=2.69 km/s	0.708 8	0.732 9	3.4
F_t=4.2 kPa	0.708 8	0.732 9	3.4
v_t=4.25 km/s	0.581 0	0.578 2	0.48
F_t=4.2 kPa	0.581 0	0.578 2	0.48
v_t=5.07 km/s	0.403 5	0.430 6	6.7
F_t=4.2 kPa	0.403 5	0.430 6	6.7
v_t=6.0 km/s	0.501 2	0.487 2	2.7
F_t=4.2 kPa	0.501 2	0.487 2	2.7

状态	光辐射强度/（10^-3 W·Sr^-1·mm^-1）
	3~5 μm波段		8~12 μm波段
	理论计算	试验峰值	理论计算	试验峰值
1	1.54	1.66	0.82	0.54
2	2.16	4.05	0.96	0.72
3	3.05	20.8	1.13	2.00
4	5.88	41.7	1.58	3.68
5	6.51	29.7	1.67	3.64

流场模型	RCS试验结果/ dBsm	RCS计算结果/ dBsm
v_t=2.69 km/s	-30.9	-30.9
F_t=4.2 kPa	-30.9	-30.9
v_t=4.25 km/s	-31.2	-31.8
F_t=4.2 kPa	-31.2	-31.8
v_t=5.1 km/s	-31.4	-31.3
F_t=4.2 kPa	-31.4	-31.3

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