[实用新型]一种卧式气动光学效应模拟装置

说明书

技术领域

一种卧式气动光学效应模拟装置属于气动光学技术领域。

背景技术

飞行器在大气层中高速飞行时，由于其光学头罩与自由来流之间产生真实气体效应、激波诱导边界层分离、无粘流与边界层的相互干扰等，从而产生因气流密度变化、温度变化、组成成分变化及气体分子电离等引起的复杂流场，这对红外成像探测系统造成热、热辐射和图像传输干扰，引起目标偏移、抖动、模糊，这种效应称为气动光学效应。

气动光学效应给红外成像末制导带来不利影响，使导引头对目标的探测、跟踪与识别能力下降，进而影响末制导精度。由于流场密度变化，改变了在其中传播的光线的原来路径，产生偏折和相位变化，致使成像平面上造成图像的偏移，模糊，抖动以及能量损失。如果能够探索气动光学退化机理，就能够校正气动光学退化图像，减少像差，提高光学成像质量。可见，探索气动光学退化机理是改善图像质量的关键步骤。

探索气动光学退化机理，需要模拟气动光学效应。目前，很多气动光学效应模拟装置都是光学模拟装置，例如申请号为201410456264.8的发明专利《基于失真图像的气动光学效应模拟器》，以及算法模拟，例如申请号为201310193486.0的发明专利《一种模拟气动光学效应的方法和系统》，这些模拟装置或方法都没有直接生成产生气动光学效应的气流，因此属于间接模拟，而不属于直接模拟，因此距离实际的气动光学效应还有区别。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种气动光学效应模拟装置，该模拟装置利用冷热气体形成强烈对流的特性，并借助气泵的帮助，直接生成产生气动光学效应的气流，实现气动光学效应直接模拟的目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种卧式气动光学效应模拟装置，包括水平依次设置的黑体和罐体，黑体的开口与罐体的开口相对，黑体与罐体通过连接结构连接；

所述的黑体从内到外依次包括陶瓷层，中间层，冷却层和外壳；所述中间层中间设置有电阻丝，内壁设置有温度传感器，所述冷却层充水；

所述罐体顶部设置有开口，开口上设置有盖；

在黑体内部还设置有第一气泵，连接第一气泵的第一气道，所述第一气道深入到连接结构中，第一气道在连接结构中的部分顶端设置有多个开孔；开孔的直径与开孔中心到第一气泵的距离成正比；

在罐体内部还设置有第二气泵，连接第二气泵的第二气道，所述第二气道深入到连接结构中，第二气道在连接结构中的部分底端设置有多个开孔；开孔的直径与开孔中心到第一气泵的距离成正比；

在连接结构中，第二气道位于第一气道上方，第二气道的开孔与第一气道的开孔上下相对。

上述卧式气动光学效应模拟装置，还包括水箱和水泵，所述冷却层顶部和底部各有一个出口，水泵将水箱中的水泵入冷却层底部出口，水从冷却层顶部出口流回水箱。

上述卧式气动光学效应模拟装置，所述盖为炉圈结构，包括多个直径不同、依次相套、截面为阶梯结构的环形圈。

上述卧式气动光学效应模拟装置，所述罐体为伸缩结构。

以上卧式气动光学效应模拟装置，还包括光学成像系统，所述光学成像系统包括光源，针孔，准直透镜，光栅，物镜和图像传感器；光源发出的光束，经过针孔形成点光源，再经过准直透镜准直后形成平行光束，照亮光栅，所述光栅与图像传感器分别设置在物镜的物方和像方；其中，光源，针孔，准直透镜和光栅设置在黑体内部，图像传感器设置在罐体内部，物镜设置在黑体内部或罐体内部。

所述光栅能够在其所在平面内旋转90度。

有益效果：

第一、由于采用黑体与罐体开口相对的方式设置，因此能够利用冷热气体形成强烈对流的特性，直接生成产生气动光学效应的气流，实现气动光学效应直接模拟的目的；

第二、由于在连接结构中还具有相对设置的第一气道和第二气道，且第二气道的开孔与第一气道的开孔上下相对，因此在第一气道和第二气道之间，还能够形成强烈对流，与黑体与罐体产生的气流相叠加，进一步提高气动光学效应模拟效果，有利于仪器小型化；

第三、第二气道开孔的直径与开孔中心到第一气泵的距离成正比，第二气道开孔的直径与开孔中心到第一气泵的距离成正比，因此每个开孔处产生的气流会比较均匀，避免某个开孔处气流过大或过小，造成模拟失真的问题。

附图说明

图1是本发明卧式气动光学效应模拟装置的结构示意图。

图2是黑体的结构示意图。

图3是具体实施例二中黑体的结构示意图。

图4是盖的结构示意图。