飞行器上层大气层空气动力特性探讨

针对近地轨道飞行器所面临的上层大气层(100～300 km)空气动力学问题,对几类典型航天器构型的上层大气层气动力特性进行了分析,给出了典型气动布局在该空域的气动力基本规律,取得了对上层大气层气动力关键影响因素的初步认识.在上层大气层,飞行器的绕流属于自由分子流状态.研究发现,气体分子与不同材质物面的相互作用反映出截然...     

"海市蜃楼"的真正原因

海市蜃楼是光在密度分布不均的空气中传播时发生全反射而产生的.夏天,海面上的下层空气的温度比上层的低,密度比上层的大,折射率也比上层大,我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平的气层组成的.远处的山峰等物发出的光射向空气中时由于不断折射,越来越偏离法线方向,进入大气层的入射角不断增大,以至发生全反射,就会看到远方的景物悬挂在空中.而情景如图1所示.     

奇异水世界

 美国哈勃太空望远镜的数据分析显示,40光年外存在一颗被厚重蒸汽大气层包裹的行星,该行星距其环绕的红矮星很近.这颗编号为GJ1214b的行星最早发现于2009年,估计其表面温度为230℃,最初认为其朦胧的大气层是因影像模糊造成的.但是最新观测却表明其大气层的主要成分是水蒸气,因为朦胧的大气层能够更多地透射红外线而不是可见光.     

“通古斯陨星”撞击地球几率有多大

大小与纽约相仿的小行星坠落到地球上的几率比原先认为的要低得多 ,大约为每千年一次吧 ,这些数据是天体物理学家通过军用卫星获得的。小行星是由于在火星与木星之间的所谓小行星带中的宇宙天体相互碰撞时形成的碎片或是从彗星上掉落下来的碎块 ,它们每天真的像下雨一样落到地球上来 ,但是它们的大小常常不超过稻粒 ,此外 ,它们会在地球大气层上层迅速烧掉。可是在 190 8年一颗直径为 4 5 .5米的陨星因来不及在大气层中烧掉而与地球发生了碰撞 ,引起了一次在西伯利亚通古斯卡河流域的大爆炸 ,但在被冲击波摧毁的 2 0 0 0平方千米地区内居然…     

新型多普勒声雷达

从七十年代开始,声雷达已广泛应用于大气层的探测.它可向气象学家提供有关大气层界面变化过程的重要情报,具有操作方便、机动性和坚固等优点.     

在WDM全光网络上构建上层网络的路由算法

在WDM全光网络上构建上层网络需要考虑上层网络的保护机制.上层网络按保护机制可分为最大故障链路数保护网和连通保护网.针对它们的不同特点给出了构建两类上层网络并使费用最低的启发式路由算法.与已有方法相比,具有算法简单,时间复杂性小,容易实用化的特点.大量的模拟计算也证明了算法的正确性.     

电磁波在大气层人造等离子体中的衰减特性

利用洛沦兹模型来研究大气层人造非均匀等离子体的电磁响应特性,讨论了电磁波频率、等离子体密度及电子碰撞频率对电磁波衰减特性的影响.结果表明,电磁波在长波长区域及等离子体密度大时,其能量衰减越快.当等离子体密度高时,电子温度越低,大气层高度越高,电磁波的能量衰减越快. 关键词： 电磁波 大气等离子体 能量衰减     

大气离子及其效应

 地球表面的大气层是一个巨大的球面电容器,其一面是固体和液体的地球表面,带负电;另一面是120千米以外的电离层,带正电.这个电容器内部的大气层中存在着正离子和负离子,所以在不断地放电.据估计,大气放电的总功率达数亿千瓦.大气中的离子由于放电、复合等过程而减少的同时又在不断生成.镭的衰变,放射性辐射,光电效应,太阳的紫外辐射和微粒辐射.     

电偶极子模型在天体光谱中的应用

与电介质中非极性分子的位移极化和极性分子的转向极化不同的是,天体致密大气层中的原子及分子间因碰撞也会产生电偶极矩,进而出现吸收过程,是研究带外行星和冷白矮星等天体光谱的重要理论基础.以冷白矮星为例,介绍其大气层中大量原子分子对之间的碰撞诱导偶极矩与电磁辐射相互作用产生的连续谱吸收.     

太阳的故事——谜团锦簇的太阳大气层

 我们的太阳故事到这里已接近尾声了。在本节中,我们将探索太阳的最后一个组成部分:大气层。那是一个肉眼通常难以窥视的地方,但利用各种仪器的帮助及日全食的机会,天文学家们已经对它进行了颇为细致的观测。观测的结果如何呢？概括地说是四个字:谜团锦簇。事实上,在这个谜团锦簇的太阳大气层中,我们将要面对的谜团可能要比在前面各节中遇到的加起来还多。这是因为太阳大气层比太阳内部更复杂吗？未必。更有可能的原因是我们对太阳大气层的观测远比对太阳内部来得细致。有一句西方俗语说得好:魔鬼存在于细节之中,太阳大气层无疑就是一个例子。     

可见到近红外波段整层大气光谱透过率的测量研究

利用太阳光谱辐射计进行了可见到近红外波段整层大气连续光谱透过率的测量研究.在对太阳辐射计可靠定标的条件下,通过测量太阳直射光谱,运用Langley方法推算到达大气层顶的太阳辐射,最终获得了该波段范围内的连续大气光谱透过率及特殊波长上的透过率的实际变化情况.通过分析晴天无云大气条件下不同时间、不同气溶胶含量、不同季节、不同气溶胶模式下的大气透过率特征,初步获得了其变化规律,为大气层外目标探测提供了一些基础.     

压强和对流本质

1 大气压强是由于大气的重力产生的吗 [题目1](1984年的全国高考)已知大气压强为po,地球的半径为 R,重力加速度为g.试求大气层的质量.     

外大气层空间红外烟幕运动特性和遮蔽特性

 分析了外大气层空间烟幕微粒的运动特性、烟幕发生器的施放方式及红外烟幕的遮蔽效果,论证了红外烟幕应用于外大气层空间的可行性。以粒径1～10 μm的超微粉天然鳞片石墨为例,计算分析了红外烟幕在外大气层空间应用中的运动特性、有效遮蔽时间和范围。在烟幕施放过程中,施放时赋予烟幕微粒相对于飞行器的初速度直接影响了烟幕的扩散速度,从而影响了烟幕的滞留时间。通过控制烟幕发生器的施放速度,使用较小体积和质量的烟幕剂,可在约10 min内实现对外大气层空间目标的遮蔽需求。     

黑碳团簇气溶胶混合生长的红外吸收特性及长波辐射效应

黑碳气溶胶是当前气溶胶辐射强迫评估中最不确定的因子.本文通过构建黑碳的微物理模型,分别模拟了新鲜状态的黑碳气溶胶和混合生长(老化)后被硫酸盐包裹的黑碳气溶胶,利用叠加T矩阵方法计算获得了具有团簇形态和多成分混合的黑碳气溶胶红外吸收特性,通过大气辐射传输模型模拟了黑碳气溶胶的长波辐射强迫,分析了典型理化参数的敏感性.发现黑碳混合生长可以显著增强其大气层顶的长波辐射强迫,最高可达3倍.而且,包裹黑碳的硫酸盐半径越大,将明显增强大气层顶的黑碳长波辐射强迫.这些发现将有助于降低黑碳气溶胶气候效应评估的不确定性.     

水平磁场对双层流体热毛细对流的影响

三维数值研究了零重力时水平温度梯度作用下,B2O3封闭液与InP熔液组成的双层流体系统在水平磁场作用下的热毛细对流.结果显示,当磁场强度较小时,上层流体中对流涡的结构变化其微,而下层流体中的逆对流涡得到了抑制;随着磁场的增强,温度场分布逐渐趋于均匀,涡量强度逐渐减小,表明热毛细对流强度逐步地得到削弱.当磁场增强列Bx=0.4 T时,上层流体中的对流涡较均匀地充满上层流体区,而下层流体中对流涡紧贴着交界面.     

大气层外弹道目标温度变化研究

针对弹道目标在飞行过程中的表面温度是导弹攻防两端关注的重点,简要介绍了弹道目标在大气层外飞行时的表面温度及红外辐射源。提出了大气层外弹道目标在飞行过程中的表面温度计算方法。重点针对弹头与诱饵的典型热物参数和大气层外不同的表面初始温度,分别计算了在阴影区与日照区弹头和诱饵表面温度随飞行时间的变化情况,发现弹头热惯量大,基本保持初始温度,诱饵热惯量小,迅速就会达到平衡温度,并采用实例对其进行验证。     

关于地球电场,电荷和电势状况

本文根据国内外资料，讨论了地球电场、电荷和电势的状况．指出：地球与大气层间组成了一个球壳“电容器”，其电容为 １．６７Ｆ，地面带负电 ３．０ × １０５Ｃ，大气层带正电３．０×１０５Ｃ，以大气层为零电势的话，地面电势则为－ ５．０ × １０５Ｖ．地面平均场强为－ １２０Ｖ／ｍ．分析了地面与大气层间电势差稳定的原因，它们之间存在着复杂的电荷交换，但始终维持电荷分布的动态平衡．     

空间目标的地基红外辐射特性测量技术研究

提出了一种基于望远镜内部定标黑体与大气层外已知光谱特性的红外自然星体作为参照基准的地基大口径望远镜联合定标方法,在此基础上建立了相应的辐射度测量数学模型,以实现对空间目标的高精度红外辐射特性测量。内部定标黑体用于得到大口径望远镜后半光路系统对应探测器的各个像元响应度,外部标准红外自然星体用于估算大气层外目标附近大气与望远镜前半光路系统的等效透射率。在地基1.2m口径望远镜上对大量特性已知的红外自然星体辐射强度测量实验表明,当目标附近具有较强能量红外参考星情况下,如红外参考星在3~5μm波段大气层外辐照度高于1×1016 W/cm2量级,目标红外辐射强度测量不确定度能够优于15%。该方法能够克服大气程辐射、消光及高质量大口径辐射定标源对大气层外目标红外辐射强度测量不确定度的影响,适合于地基大口径望远镜红外光电测量系统的辐射定标与大气层外空间目标红外辐射特性高精度测量。     

电离层

在那些使廿世纪物理学如此丰富多彩的显著发现中,电离层的发现占有重要的地位。卅年以前就有实验证明,无线电波段范围内的电磁波,在距地面100公里以上的地方遭到反射。这意味着在高空大气层内的气体一定包含着很多自由电子或离子,即它们被剧烈地电离。所以,大气的这个区域后来被称为“电离层”。远在这些实验以前,曾有过这样一种假设,认为大气的上层是一种良好的导电体,它们在地球的外磁场中运动而产生电流,这种电流的磁场就引起了地磁场的周期性变化。当人们发现借波长为5-10公里的无线电波能建立远距离(相对于不大的功率而言)通讯     

基于镀膜四面角锥棱镜技术的上层大气风场探测研究

阐述了“镀膜四面角锥棱镜（coating pyramid prism, CPP）”技术探测上层大气风场的原理,提出可以在四面角锥棱镜的4个面上分别按λ/4（λ波长）的步进光程差递增镀增透膜,同时获得一个干涉条纹中的4个强度值,实现上层大气风场的探测模式.对该模式下的相关参数进行了理论计算并得出结论：四面角锥棱镜的顶角必须大于24°、宽度为8mm的对称光束入射到CPP顶点能满足LF7玻璃上镀MgF₂增透膜以实现大气风场探测的要 求.按9°×9°干涉仪视场和CCD4.5°×4.5°视场设计了干涉仪前后的光路,用CCD照相机并调 节定标光源Kr灯557.0nm到所需光束宽度进行了模拟实验,分别得到顶角为60°和９０°的 两面镀膜棱镜在CCD上的两个干涉光斑,这两个光斑再复制即可获得CPP的4个干涉光斑,从 而证实了CPP技术探测上层大气风场的可行性.该模式发展了被动探测上层大气风场的光学遥 感探测技术. 关键词： 四面角锥棱镜 镀膜 上层大气风场 探测