[发明专利]一种浮空器辐射热环境特性估算方法

摘要

本发明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。包括步骤计算大气层外边界辐射强度I_sun；计算地面处太阳直射辐射强度I_d，0；计算地面处大气透过率τ_atm，0，τ_atm，0＝I_d，0/I_sun；根据地面处大气透过率τ_atm，0计算高度H处大气透过率τ_atm；根据H处大气透过率τ_atm、大气层外边界辐射强度I_sun确定高度H处太阳直射辐射强度I_d，I_d＝I_sun·τ_atm；计算高度H处地面长波辐射大气透过率τ_IR,atm；确定地表温度T_ground，并根据地面长波辐射透过率和发射率及玻尔兹曼定律确定地面长波辐射强度。本发明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H处所受辐射热环境特性参数，减小了高度和地理环境给浮空器热特性计算带来的误差，在浮空器热设计、蒙皮选材、飞行试验安全等方面具有指导意义。

主权项

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；式中，P0为地面处大气压强，Patm为高度H处大气压强；S7，确定地表温度Tground，并根据H处地面长波辐射大气透过率τIR,atm和地面长波发射率εground及玻尔兹曼定律确定地面长波辐射强度；S71，地表温度根据气温Tatm确定，Tground＝cTatm+d；其中，c，d均为拟合系数；S72，根据地表温度T_ground、地面长波发射率ε_ground和高度H处地面长波辐射大气透过率τ_IR,atm计算高度H处地面长波辐射强度I_IR,ground，式中，σ为斯蒂芬‑玻尔兹曼常数，其值为σ＝5.67×10‑8。