为提高高空高速环境下机载光谱相机光学系统的成像性能，分析了飞行高度对光学窗口面型变形的影响，合理设计光学窗口厚度。基于有限元流固耦合、流热耦合模型，仿真高空高速环境下气动压力、气动热载荷对光学窗口的作用，分析了飞行高度对不同厚度光学窗口面型变形的影响；初步选择光学窗口厚度，利用Zernike多项式对该光窗面型变形进行拟合并输入光学软件，以MTF及波相差为评价指标，分析了光学窗口变形对光学系统成像性能的影响，最终确定合理的光学窗口厚度。结果表明：飞行器在5~30 km高空以3 Ma速度、5°攻角飞行时，口径200 mm的光学窗口合理设计厚度为15 mm。为不同飞行高度范围光学窗口厚度的选择及优化提供了一定依据。
热光学分析 气动效应 光学窗口 有限元分析 成像性能分析