机载导航热像仪是完成驾驶员对外界景物的观察,要求其小型化、轻量化。同时随着现代侦察技术的发展,机载红外系统需要具有较好的环境适应性,即系统成像不受温度的影响,在较宽的温度范围内工作时,都可以得到清晰的成像。因此无热技术的提出和研究就显得尤为重要。本文首先阐述了无热技术的发展现状,比较了无热设计补偿的优缺点,论述了本课题研究的意义和内容,接着从无热技术理论基础知识出发,分解了机载导航热像仪主要技术指标要求,结合无热技术的特点和工程化应用的背景和范围,确定了本课题采用机械被动热补偿方案。其次针对非制冷探测器辐射响应率低的特点,依据薄透镜像差公式和光学系统的热像差理论,建立了大相对孔径反远距物镜的初始结构,并对其进行了像差优化设计,引入高次非球面,设计出满足像差要求的光学系统。同时为满足机载设备的环境使用性要求,分析了温度对光学系统的影响,提出了可行、可靠的补偿措施。研制出的大相对孔径光学系统具有成像质量好、尺寸小、重量轻、结构紧凑、适用环境温度范围宽的优点,较好的满足了机载导航仪红外成像系统的应用需求。产品经过环境温度试验检测,成像清晰、环境适应性好、可靠性高。通过本课题的研究,验证了无热技术的可行性和应用效果,为该技术在武器平台的应用与推广打下了坚实的基础。