喷气式飞机全向红外辐射特性计算方法

正确计算飞机在空间各个方向上的红外辐射特性是对其进行探测、搜索及跟踪并研制实用经外系统的十分重要的理论基础。本文介绍一和中经过实验验证的红外辐射特性计算模型，并在此基础上，对基本模型加以扩展，得到统一的喷气式飞机全向红外辐射特性的计算模型。     

固体壁面红外辐射特性的研究

在飞行器红外隐身技术中,研究固体壁面的红外辐射特性十分重要,该红外辐射特性又与法向全发射率和红外辐射光谱的测量密切相关。本文介绍用参比法测量法向全发射率及用光栅单色仪测量红外辐射光谱的实验方法并对测试结果进行分析。     

直升机红外抑制器红外辐射特性的数值研究和实验验证

对波瓣喷管-弯曲混合管构成的直升机红外抑制器内空气动力学特性和红外辐射特性进行了数值研究,在计算过程中,有机地将三维流场数值计算、壁温计算与红外辐射计算结合起来,与相关实验数据的对比验证表明计算结果与实验结果仅相差15%左右,且红外辐射强度空间分布规律一致;通过对不同缩比模型的数值计算,揭示了模化比对壁面及羽流的红外辐射特性的影响规律.计算结果符合物理过程本质.     

太阳辐射对直升机整机红外辐射特性影响的数值研究

太阳辐射对飞行中的直升机局部蒙皮有加热作用,从而改变整机红外辐射的分布特征。构建了包含直升机机身蒙皮、主旋翼、发动机机匣以及排气系统的物理模型,综合考虑发动机机匣、排气系统与发动机舱蒙皮的换热,耦合直升机前飞来流、旋翼下洗气流、尾桨气流,以时刻、季节、直升机朝向为变量,计算分析太阳辐射对直升机8～14μm波段红外辐射特性的作用规律。计算结果表明：夏季正午太阳直射可使机身向阳面整体升温20 K以上,局部最高可达25 K。直升机向阳面机身蒙皮8～14μm波段红外辐射强度在全天变化趋势呈山峰状,其峰值出现在12点前后。越靠近机身顶部向阳面,太阳辐射对8～14μm波段红外辐射强度增强作用越显著,最高可达25%。以冬季为基准,秋分、春分、夏至时的整机红外辐射分别增加7%、11%、21%左右。除夏季外,其他季节的机身两侧8～14μm波段红外辐射强度分布都呈现不对称性,春、秋两季两侧相差在5%左右,冬季在6.5%左右。整体上,夏季上午10点的太阳辐射对不同飞行方向的直升机8～14μm波段红外辐射强度分布影响较小。     

无人机蒙皮红外辐射特征研究

以典型飞翼布局无人机为研究对象,采用流场计算商业软件和自主开发红外计算软件相结合的形式,利用离散传递法计算了全机在8～14 m波段红外辐射强度分布。在红外计算过程中,考虑了发动机固体壁面的发射和反射,飞机蒙皮的发射,燃气内CO2、H2O和CO吸收与发射作用。结果表明:马赫数是影响其8～14 m波段红外辐射特征的重要因素之一;通过冷却、隔热等措施降低后机身发动机热影响区蒙皮的温度或者在机身蒙皮上涂敷低红外发射率材料可以明显降低飞机在8～14 m波段的红外辐射特征,该研究为未来飞行器红外隐身设计提供了参考。     

常规布局排气系统红外辐射特征计算

排气系统是飞行器红外辐射的主要辐射源之一,研究其红外辐射特征的计算有着重要的意义.研究了排气系统红外辐射特征的计算方法,介绍了一种软件的计算原理,并通过对排气系统红外辐射的计算,说明常规布局后向红外辐射方向的红外辐射强度量值.     

直升机排气系统尾焰红外辐射数值计算研究

尾焰是直升机红外辐射的主要来源之一。通过将直升机尾焰流场模型、气体辐射指数宽谱带模型（EWBM）和辐射传输方程（RTE）相结合,发展了一种直升机尾焰红外辐射特性估算方法。通过2个算例从不同的角度对该方法进行了验证,结果表明：采用该方法对尾焰红外辐射进行计算与分析是可行的,能满足工程设计的需要。     

波瓣喷管红外抑制器红外辐射特性的数值研究

对具有不同尾缘形状的两种波瓣喷管红外抑制器的红外辐射特性进行数值研究.在流场计算结果的基础上,计算了不同探测方位角下,两种红外抑制器在3~5μm波段的红外辐射亮度和点源探测功率,对两种红外抑制器的红外隐身性能进行评估.研究结果表明,交变波瓣喷管的引射掺混性能较普通波瓣喷管好,明显降低了混合管壁面和尾焰气体的温度;在相同探测条件下,交变波瓣喷管红外抑制器在3~5μm波段的红外抑制效果优于普通波瓣喷管红外抑制器,前者比于后者,最大可分别降低固体壁面和尾焰气体探测功率15.7%和13.3%,整体探测功率降低14.5%,有利于红外隐身性能的提高.结果还显示,固体壁面辐射约占红外抑制器整体辐射的80%.因此,对红外抑制器进行优化时,应能有效降低固体壁面辐射.     

弹道中段目标动态红外辐射特性仿真计算

利用红外光谱辐射特性进行弹道式空间目标探测和识别是一种有效的方法,用该技术探测弹道式空间目标就要对空间目标的红外辐射特性进行研究.在原有目标和诱饵红外辐射特性模型的基础上,综合考虑目标弹道和姿态运动,空间热环境辐射和内热源传热等因素,利用节点网络法建立了弹道中段目标的动态红外辐射计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点、不同运动状态下的中段目标红外辐射特性的仿真计算.根据公开的相关资料,设计了两种目标和诱饵,通过对比分析不同弹道条件下目标与诱饵的辐射特性,验证了计算模型的正确性.     

气膜孔布置形式对发动机中心锥冷却与红外抑制特性的影响

对发动机中心锥的红外抑制技术开展数值研究,在中心锥上采取气膜冷却技术,比较了不同气膜孔布置形式对冷却与红外抑制特征的影响.外涵低温气流通过支板引入中心锥,在锥体前端形成气膜覆盖,使支板与中心锥壁面得到了有效冷却.研究发现,采用气膜冷却后,喷管腔体壁面温度显著降低,中心锥与支板的壁面温度降低13.5％和14.6％.3～5μm波段上红外辐射得到有效抑制,喷管正后方最大降低41％,0～30°范围内红外辐射特征得到显著抑制.     

舰船的红外辐射特性

随着红外成像制导技术的发展,舰船受到的威胁日益严重。舰船的红外辐射特性研究对舰船的伪装有重要的意义。简述了影响舰船红外特征的因素,论述了对舰船红外辐射特性的模型建立及数学描述,最后对控制舰船红外辐射的技术进行了分析。     

水陆坦克红外辐射特性仿真研究

随着红外成像制导技术的发展,水陆坦克受到的威胁日益严重.分析了影响水陆坦克红外特征的因素,对海面背景中水陆坦克的温度场和红外辐射场的理论模型进行了研究,得到了计算机模拟的完整方程组,并对某型水陆坦克的温度场和辐射特性进行了模拟,计算结果与真实场景吻合较好.     

基于长波红外成像系统的红外辐射特性测量方法

地基红外成像系统是靶场领域实现目标跟踪、实况记录成像的重要成像设备之一。配有高性能红外辐射定标系统的地基长波红外成像系统,可对低温以及常温目标实现高精度辐射特性测量。通过建立制冷型红外辐射特性测量系统的辐射测量模型,在7.7~9.3 μm长波波段利用某光学口径为600 mm的长波红外辐射测量系统实现了对目标的高精度测量。实验结果表明,辐射测量的精度为16.81%,能满足靶场对高精度辐射测量的要求。     

NSM反舰导弹的红外辐射特性研究

从舰载防空导弹研制的实际需求出发,深入研究了低空来袭的海军攻击导弹(Naval Strike Missile, NSM)的红外辐射特性,并建立了NSM反舰导弹物理模型。用ICEM软件对NSM反舰导弹模型进行了网格划分,然后通过CFD软件仿真得到了NSM反舰导弹的温度和红外辐射亮度分布。最后采用反向蒙特卡洛法分析和计算了不同探测角度下NSM反舰导弹的红外辐射强度,为舰载防空导弹不同角度下拦截能力的评估提供了支撑。     

不同形式喷管流动与红外抑制特性数值分析

本文针对涡扇发动机,设计了等进口、出口面积,等长度的轴对称、矩形与S弯收敛喷管(出口宽高比W/H=4),在相同的内、外涵进口、出口参数下,数值分析了其流动、换热与红外辐射强度分布特性.比较得出,S弯喷管在矩形喷管基础上,进一步强化了二次流流动,增强了掺混,使得热喷流温度衰减增强;S弯壁面对进口高温部件形成有效遮挡,有效降低了红外辐射强度.水平探测面上,不同喷管红外辐射强度分布相似,S喷管量值最小,而在垂直探测面上,S弯喷管最大值出现高度角为20°时,这是由于尾喷流的向上偏转导致的.相比轴对称喷管,在喷管正后方,矩形喷管红外辐射强度降低23.1%,S弯喷管降低89.7%.     

机载红外诱铒弹光谱辐射特性研究

描述了机载红外诱铒弹的光谱辐射特性,给出了１．３－３μｍ,３－５μｍ,８－１４μｍ波段的光谱辐射曲线及时域性曲线,对红外诱耳弹的对抗特性及其改进方法进行了分析。     

沙漠背景下导弹红外辐射特性分析

详细分析计算了沙漠环境中,能够对导弹红外辐射特性产生影响的太阳、云层、大气、沙漠地表以及沙尘等的辐射强度情况,重点研究了沙漠地表沙物质组成及沙尘环境对地表辐射强度的影响,并建立了导弹的蒙皮、尾喷口和尾焰的红外辐射强度计算模型,分析了在不同探测距离下,导弹在各红外波段的辐射强度随探测角度的变化情况,对计算结果进行分析并得出结论,尾焰是导弹最主要红外辐射源,且辐射主要集中在3~5μm波段,蒙皮辐射主要集中在8~12μm波段,随着探测距离的增加,到导弹的红外辐射特性衰减加剧.