The invention belongs to the field of thermal environment analysis of a floater, in particular to a method for estimating the radiation thermal environment characteristics of a floater. Including steps to calculate the atmospheric external boundary radiation intensity Isun; calculate the solar direct radiation intensity Id, 0; calculate the atmospheric transmittance atm, 0, atm, 0=Id, 0/Isun; calculate the atmospheric transmittance ATM at ground level, 0 at altitude H; determine the solar direct radiation at altitude H according to the atmospheric transmittance ATM at H and the radiation intensity Isun at atmospheric external boundary. Radiation intensity Id, Id = Isun atm; Atmospheric transmittance_IR, ATM of ground long-wave radiation at altitude H; Surface temperature Tground is determined, and ground long-wave radiation intensity is determined according to ground long-wave radiation transmittance and emissivity and Boltzmann law. The invention estimates the radiation thermal environment characteristic parameters of the aerostat released from the target site at different altitudes H based on less measured data, reduces the error of the calculation of the thermal characteristics of the aerostat caused by altitude and geographical environment, and has guiding significance in thermal design of the aerostat, material selection of skin, flight test safety, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种浮空器辐射热环境特性估算方法
本专利技术属于浮空器热环境分析领域,尤其涉及一种浮空器辐射热环境特性估算方法。
技术介绍
浮空器是一种依靠浮升气体升空、体积巨大的低动态飞行器,在通信中继、对地观测、空间探测等领域具有广阔应用前景。浮空器升降及驻空过程中,外界热环境变化导致内部浮升气体温度变化,会影响到其内部压力、飞行控制及安全。浮空器的环境热效应主要受对流和热辐射综合影响,其中热辐射主要受太阳直射辐射和地面长波辐射的影响。不同地区热环境迥异,尤其是辐射热环境存在较大差异,以往研究中多采用通用经验模型进行估算,难以反映地区热辐射环境差异给浮空器热特性带来的影响。戴秋敏(浮空器热环境与热特性研究,南京航空航天大学博士学位论文,2014年)根据气溶胶、水汽、臭氧、二氧化碳等参数的垂直分布情况拟合了新的太阳直射辐射强度和地面长波辐射强度模型,计算精度得到了提高,但该方法测量数据种类较多,对于一些测量条件有限的区域难以实现。
技术实现思路
本专利技术目的在于,提供一种浮空器辐射热环境特性估算方法,可根据较少的测量数据估算目标场地放飞的浮空器在不同高度处所受辐射热环境参数。为达到上述专利技术目的,本专利技术所述浮空器辐射热环境特性估算方法,包括如下步骤:S1,计算大气层外边界辐射强度Isun;S2,计算地面处太阳直射辐射强度Id,0;S3,计算地面处大气透过率τatm,0,τatm,0=Id,0/Isun;S4,根据地面处大气透过率τatm,0计算高度H处大气透过率τatm;S41,高度H处大气透过率τatm与大气质量m呈指数关系,τatm=0.5[exp(-am)+e ...
【技术保护点】
1.一种浮空器辐射热环境特性估算方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,计算大气层外边界辐射强度Isun;S2,计算地面处太阳直射辐射强度Id,0;S3,计算地面处大气透过率τatm,0,τatm,0=Id,0/Isun;S4,根据地面处大气透过率τatm,0计算高度H处大气透过率τatm;S41,高度H处大气透过率τatm与大气质量m呈指数关系,τatm=0.5[exp(‑am)+exp(‑bm)];其中,a,b均为待拟合系数;S42,将高度0处大气透过率,即τatm地面处大气透过率τatm,0带入公式τatm=0.5[exp(‑am)+ex(p‑bm)],利用最小二乘法对地面处大气透过率τatm,0与大气质量m进行拟合,确定系数a,b的值;S34,将确定的系数a,b带入公式τatm=0.5[exp(‑am)+exp(‑bm)],得到高度H处大气透过率τatm=0.5[exp(‑am)+exp(‑bm)];S5,根据H处大气透过率τatm、大气层外边界辐射强度Isun确定高度H处太阳直射辐射强度Id,Id=Isun·τatm;S6,计算高度H处地面长波辐射大气透过率τIR,atm;
【技术特征摘要】
1.一种浮空器辐射热环境特性估算方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,计算大气层外边界辐射强度Isun;S2,计算地面处太阳直射辐射强度Id,0;S3,计算地面处大气透过率τatm,0,τatm,0=Id,0/Isun;S4,根据地面处大气透过率τatm,0计算高度H处大气透过率τatm;S41,高度H处大气透过率τatm与大气质量m呈指数关系,τatm=0.5[exp(-am)+exp(-bm)];其中,a,b均为待拟合系数;S42,将高度0处大气透过率,即τatm地面处大气透过率τatm,0带入公式τatm=0.5[exp(-am)+ex(p-bm)],利用最小二乘法对地面处大气透过率τatm,0与大气质量m进行拟合,确定系数a,b的值;S34,将确定的系数a,b带入公式τatm=0.5[exp(-am)+exp(-bm)],得到高度H处大气透过率τatm=0.5[exp(-am)+exp(-bm)];S5,根据H处大气透过率τatm、大气层外边界辐射强度Isun确定高度H处太阳...
【专利技术属性】
技术研发人员:李敏,宁辉,孟小君,叶虎,燕道华,张宇,李勇,
申请(专利权)人:中国人民解放军六三六五三部队,
类型:发明
国别省市:新疆,65
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