安光所团队在飞行器大气扰动流场探测研究中取得进展

　　近期，中国科学院合肥物质院安光所光学遥感研究中心崔文煜团队与中国科学院力学所高温气体动力实验室(胡远、于长平研究团队)合作，针对飞行器大气扰动流场特征的新型探测机理开展理论模型研究，在扰动密度场光散射信号成像仿真及信号特征分析方面取得阶段进展。
 

　　相关成果以《高速飞行器大气扰动密度场光信号特征分析》为题发表于航空航天领域Top期刊《中国航空学报(英文版)》(中国科学院SCI一区)。王宇瑶博士为第一作者，崔文煜副研究员为通讯作者。乔延利研究员、孙晓兵研究员为指导专家。
 

　　大气扰动流场是高速飞行器在飞行过程与邻近空气介质产生流固耦合作用场，形成的大气局部区域非定常、非均匀流动的空气动力学现象。扰动流场会对飞行器的气动性能、稳定性和控制产生显著影响，是航空航天工程中的重要研究领域。鉴于飞行器扰动流场特征具有难以掩蔽、且作用范围远超自身尺寸的物理特性，探测大气扰动流场有望发展成为一种新型的空中飞行器间接感知手段，具有广阔的应用前景。
 

　　研究团队提出，利用主动光源探测大气扰动密度场特征，从而远距离感知飞行器存在的构想。根据大范围扰动物理场的流体模拟数据分析了空间异质特性，针对性地设计了对大气扰动区域散射光进行三维层析成像的探测模式。构建了飞行器扰动密度场空间分布模型和光散射回波成像仿真模型，模拟了地基探测平台百公里级远距离光散射回波图像。在此基础上，提出了扰动信号提取方法，重点分析了探测分辨尺度与扰动光学信号特征强度之间的相关性规律，进而阐明扰动密度场特征的光信号转换关系。
 

　　研究表明，该探测模式理论上可捕捉扰动区域密度值在空间分布上的突变特征，验证了远距离探测飞行器大气扰动密度场的理论可行性。
 

基于大气扰动密度场的探测原理示意图
 

大气扰动密度场光散射回波信号成像仿真模型框架和工作流程示意图
 

差分层析成像仿真结果图