红外烟幕干扰材料的制备与性能研究

烟幕具有"隐真"和"示假"双重功能,是一种重要的对抗技术。红外烟幕干扰材料是近几年重点发展的烟幕材料之一,红外吸收陶瓷材料是一种对红外线具有高吸收率的无机材料。本文以SiO2、Al2O3、MgCO3、TiO2等为原料,利用高温烧制的方法,制备出了对8～14μm波长红外光具有很好遮蔽效果的陶瓷烟幕干扰剂材料。研究结果表明,当该陶瓷烟幕干扰剂材料的平均粒径d50为4.2μm时,既具有很好的遮蔽效果,遮蔽率≥85%(透过率≤15%),又具有较长的持续遮蔽时间。同时还有良好的热稳定性和储存性能。     

红外烟幕遮蔽率及其分布表征方法

目标与背景的辐射对比度是红外系统探测目标的主要依据,也是烟幕干扰重点降低的一个参量。结合辐射对比度的定义和红外定标原理,由目标和背景的视在辐射亮度引入其视在辐射对比度,并与目标和背景热像图的灰度值关联起来。利用烟幕遮蔽前后与目标和背景视在辐射对比度变化相对应的热像灰度对比度的变化,对烟幕遮蔽率进行表征。用提出的背景灰度方法对干扰实验结果进行了表征,计算得到3组试验的背景灰度值分别为91.902 4、88.002 0、33.285 6,并获得了目标区域各像元遮蔽率的直观分布图,克服了以往以点代面的评价方法。     

激光对风标式激光制导炸弹干扰效能分析

针对光电对抗系统中烟幕无源、激光角度欺骗、激光阻塞、激光压制4种干扰方式,以风标式激光制导炸弹作为对抗目标,建立了激光对风标式激光制导炸弹的光电对抗仿真系统。阐述了系统的仿真流程,重点研究了激光能量大气传输、烟幕透过率、导引头信号处理、干扰效能计算、炸弹控制与运动等数学模型,进行了仿真试验及数据分析。根据仿真结果,分析了各干扰方式的主要影响因素,将影响干扰效果的主要因素分为瞬变型和渐变型两种,并给出二者对干扰效果影响的差异。该系统已应用于某光电对抗内场半实物仿真项目中,为光电对抗武器作战效能的分析与评估提供平台和依据。     

舰船光电对抗中烟幕遮蔽与激光引偏的配合作战研究

通过分析舰船光电对抗作战中烟幕干扰和激光引偏干扰的特点,提出了烟幕遮蔽和激光引偏在对抗半自主激光制导武器时配合使用的作战样式,分析了各种作战样式的使用条件、工作流程和配合要素,以及作战样式的优势与不足,指出了多种干扰手段配合作战是发挥光电对抗系统综合对抗效能的关键.     

外大气层空间红外烟幕运动特性和遮蔽特性

 分析了外大气层空间烟幕微粒的运动特性、烟幕发生器的施放方式及红外烟幕的遮蔽效果,论证了红外烟幕应用于外大气层空间的可行性。以粒径1～10 μm的超微粉天然鳞片石墨为例,计算分析了红外烟幕在外大气层空间应用中的运动特性、有效遮蔽时间和范围。在烟幕施放过程中,施放时赋予烟幕微粒相对于飞行器的初速度直接影响了烟幕的扩散速度,从而影响了烟幕的滞留时间。通过控制烟幕发生器的施放速度,使用较小体积和质量的烟幕剂,可在约10 min内实现对外大气层空间目标的遮蔽需求。     

烟幕对电视导引头干扰效应的试验研究

采用导引头挂飞干扰试验法,研究烟幕对电视导引头的干扰效应和干扰机理.将电视导引头吊挂在无人驾驶飞艇上,飞艇飞行过程中,利用烟幕干扰设备对电视导引头实施干扰,在动态飞行条件下获得烟幕对电视导引头干扰效应的实测数据.试验数据分析表明,烟幕干扰对电视导引头跟踪状态、跟踪误差、测量视线角、测量视线角速度等多方面性能产生影响,同时从导引头的视轴稳定原理等方面出发对干扰效应规律给出了合理解释.     

基于RGB色彩模式的彩色烟幕遮蔽效果测量方法

介绍了烟幕的类型和使用方式,分析了喷射式彩色烟幕的遮蔽原理。根据三基色原理提出了采用RGB色彩模式测量评估彩色烟幕色度的方法。分析了目前普遍采用的衰减率数据矩阵插值法测量烟幕形成时间的方法以及该方法在使用中存在的误差因素,提出采用彩色烟幕RGB数据矩阵法测量评估彩色烟幕形成时间的新方法,该方法解决了由烟幕的形状及形成方式、目标的数量及布设方式等因素引起的系统误差,经分析该方法对喷射式烟幕形成时间的测量精度提高到90%以上,具有测量精度高、便于数据处理的优点,丰富了烟幕遮蔽效果测量的评估措施。     

烟幕对成像跟踪干扰效能外场试验测量

利用发烟源结合外场运动目标,构建典型条件下的外场烟幕测量试验,通过多光谱成像传感器采集数据,验证和修正该类型烟幕的消光模型。并且通过采用典型跟踪算法的专用成像跟踪器,测量各种烟幕施放条件下干扰目标得到的跟踪误差。试验数据经过分析及与烟幕经典理论计算方法对比,得到了其干扰效能规律,为该类烟幕的使用和对成像传感器干扰效果提供了可靠的依据。     

激光在烟幕中传输的蒙特卡罗模拟

建立蒙特卡罗计算模型,模拟计算1.06μm脉冲激光在石墨烟幕中的传输.分析透过率与石墨粒子粒径、烟幕浓度、烟幕厚度的关系,用卷积方法计算一定宽度的脉冲激光穿过烟幕后的波形,数值仿真δ脉冲和矩形脉冲激光在各种石墨烟幕中的时间展宽特性.模拟结果表明:石墨粒子存在一最佳半径(0.16μm),该半径的石墨粒子烟幕不仅使激光能量衰减最强,而且产生的时间展宽也最显著;激光脉冲宽度越小,其波形变化和时间展宽越显著,微秒量级脉宽的激光脉冲穿过烟幕后波形变化和时间展宽效应不明显.     

磷烟雾的全遮蔽能力检测与分析

发烟剂的全遮蔽能力TOP(total obscuring power) 值是国内外烟幕技术领域表征发烟剂生成的烟雾对人眼视觉产生遮蔽能力的特征参数。基于辐照度测量法成功研制了烟雾全遮蔽能力检测系统。该系统可以实现对TOP的全过程自动化测量，具有可靠性强，工作效率高，实时性好和可扩展性强等优点。在温度26℃、相对湿度80%的条件下对黄磷烟雾的TOP 进行了检测，所得到的测试结果与经验值很接近。     

基于FRFT域分形特征的压制干扰存在性检测（英）

基于分数阶傅里叶变换（FRFT）域的分形特征研究压制干扰的存在性检测问题。首先,分析了典型的三种压制干扰的分形特征,说明了典型压制干扰信号具有分形特性,并采用盒维数和信息维数定量描述它们的分形特征。然后,发现了压制干扰和高斯白噪声在FRFT域具有不同的分形特征,进而提出了一种检测压制干扰存在性的方法。最后,仿真验证了该方法的有效性和优越性。     

随机取向烟幕凝聚粒子的消光特性

采用蒙特卡罗方法根据团簇-团簇凝聚(CCA)模型对由球形原始微粒凝聚而成的烟幕凝聚粒子进行模拟,用离散偶极子近似(DDA)方法研究随机取向烟幕凝聚粒子的消光特性.结果表明,凝聚粒子的消光特性受到原始微粒数量以及粒径的影响,粒子的凝聚将减弱烟幕的消光性能;当凝聚结构中原始微粒的数目一定时,存在使烟幕消光性能达到最大的原始微粒粒径.     

大型室内体育场馆火灾烟气充填及排烟措施研究

模拟了大型室内体育场馆火灾烟气的充填过程。对比了不同排烟条件下(自然排烟和机械排烟)烟气沉降过程。数值模拟结果表明,在无排烟情况下,烟气在大空间体育场馆内的温度并不高,但烟气层下降速度很快。对比不同的排烟方式,发现顶棚自然排烟有良好的排烟效果,顶棚机械排烟效果取决于机械排烟速率与自然排烟速率的相对大小。侧壁机械排烟系统只有在烟气蔓延到排烟口以下才有明显的效果,并且在流量大小一定情况下,侧壁排烟口位置和数量对排烟效果没有明显影响。     

Calculation and Optimization of the Effective Extinction Cross Section of the Spherical Cold Obscuring Smoke

The smoke is often generated in the battlefield by the smoke ammunition to protect the personnel and equipment against the enemy's optoelectronic systems. The effective extinction cross section is an important parameter of the infrared smoke ammunition. In this paper, the relationships between the effective extinction cross section of a cloud of spherical smoke and the mass of the smoke agent, the radius of the screening smoke and the mass extinction coefficient are discussed. The expressions of the maximal effective extinction cross section is derived. This research will help us to achieve optimal design of the smoke ammunition and to appropriately evaluate the effectiveness of the smoke. Examples are given for two kinds of obscurants.     

Experimental Studies on Stability of Smoke Layer with a Sprinkler Water Spray

Abstract

The adverse effects of a sprinkler on smoke exhaust systems used to be debated in designing fire safety provisions. However, very few experimental studies on the interaction of a sprinkler with the smoke layer have been reported; therefore, this study investigates and reports on the interaction of a smoke layer with a sprinkler water spray by a specially designed rig with 25 tests. Smoke spreading from a fire chamber was collected in an adjacent hall. The stability of the smoke layer was then studied by the discharged water spray. The ratio of spray drag to smoke buoyancy is proposed to determine smoke stability.