● 摘要
脉冲爆震火箭发动机相比传统固体和液体火箭发动机具有热循环效率高、结构简单、比冲大的优点，是一种极具潜力的航空航天飞行器动力装置。太赫兹辐射由于其处在电磁波谱的特殊位置，具有其许多独特性质，特别是它的方向性好，能穿透云层等特性要优于近红外，而目前针对航空航天发动机尾焰辐射研究主要集中在近红外和中红外波段，而在太赫兹辐射波段则很少，所以本文提出在太赫兹波段进行脉冲爆震火箭发动机尾焰的探测。
本文针对爆震波和爆燃波的区别，利用计算流体力学软件模拟脉冲爆震火箭发动机工作过程，对尾焰的流场性质进行了分析。结合热辐射定律和太赫兹辐射特性，对尾焰在太赫兹波段的辐射强度进行了数值分析和可探测性分析，然后结合原子分子光谱辐射机制，基于光谱数据库，采用窄谱带计算方法计算得到太赫兹辐射在水蒸气中的传输透过率，并在此基础上分析了路径和气体分压等参数对传输透过率的影响。利用专业大气传输软件计算了不同情况下水蒸气和大气分别对太赫兹辐射的传输透过率，结合大气物理学知识，分析了太赫兹辐射在大气中的传输特性，并给出了太赫兹辐射大气窗口。最后指出随着太赫兹辐射技术的发展，在太赫兹大气窗口采用基于星载平台进行脉冲爆震火箭发动机尾焰探测是可行的。