随着现代国防科学技术的发展需要以及目标红外辐射特性的应用需求,飞行器表面温度场分析已成为国防军事领域的研究重点。飞行器表面温度场分析需要综合考虑内部多体耦合传热、外部气动对流换热、太阳辐射和环境辐射等内外热环境的耦合作用。数值仿真结合地面模拟试验是目前获取飞行器表面温度场数据的最为经济和可靠的方法,但是由于试验条件限制,难以完全模拟真实飞行环境。因此,对基于相似理论建立适用于飞行器表面温度场的相似准则,实现地面缩比模型与真实飞行器表面温度场数据的相似转换,有着迫切的需求。本文以某型飞机的整体热环境为研究对象,通过建立其外部气动对流换热分析模型与整机热网络模型,开展不同飞行状态下外部气动对流换热计算以及内外耦合作用下飞机表面温度场计算,分析有无、内热源以及不同季节太阳辐射和大气温度对飞机表面温度场的影响,对适用于飞机表面温度场分析的相似准则进行了研究,主要内容包括:飞机表面温度场计算及影响因素分析。基于飞机整体热环境的形成机制和飞机表面温度场分析的基本原理与计算方法,建立了某型飞机外部气动热分析模型与整机热网络模型,完成了飞机外部气动对流换热计算以及内外耦合作用下飞机表面温度场计算,分析了有、无内热源以及不同季节太阳辐射和大气温度对飞机表面温度场的影响。飞机表面温度场相似准则分析。基于飞机表面温度场相似的基本原理,利用流体力学基本方程和传热学基本方程及其边界条件,推导出了适用于飞机表面温度场的流动相似准则和传热相似准则,通过对简单结构原型及其缩比模型的数值模拟计算,验证了飞机表面温度场相似准则的正确性。基于相似准则的飞机表面温度场计算。依据飞机表面温度场相似准则,确定了缩比模型的材料、尺寸及边界条件,计算了不同试验条件下的缩比模型表面温度场,实现了缩比模型与飞机表面温度场数据的相似转换,并与飞机表面温度场计算结果进行了对比,分析了依据飞机表面温度场相似准则指导地面模拟试验的可行性。通过建立某型飞机表面温度场分析模型,完成了飞机表面温度场计算及影响因素分析,建立了飞机表面温度场相似准则,实现了地面缩比模型与真实飞机温度场数据的相似转换,为研究飞机红外辐射特性提供了有效的数据支撑。