液体火箭发动机尾喷焰红外辐射特性

对液体火箭尾部喷焰红外辐射特性进行了仿真计算。利用所扩展建立的液体火箭发动机尾喷焰红外辐射组分的谱带参数数据库和尾喷焰流场数值仿真结果对辐射传输方程进行了数值求解,得到不同观测条件下的光谱辐射亮度。通过与实测数据对比,表明计算方法可行,结果合理。     

火箭发动机尾焰红外辐射特性研究综述

在导弹/火箭从起飞到整个飞行过程中,其后的尾焰由于具有非常显著的红外辐射特性,进而成为红外设备主要探测目标源。对火箭发动机尾焰红外辐射特性数值计算研究和实验测量研究进行了综述,重点介绍了火箭发动机尾焰红外辐射特性数值计算的步骤方法,并对各步骤的计算方法及其适用性进行了总结归纳。对国内外火箭发动机尾焰红外辐射特性研究进展情况进行了分析讨论,并为今后火箭发动机尾焰红外辐射特性研究提出了意见建议。     

典型飞机红外辐射特性及探测仿真研究

依据红外辐射的基本原理,针对隐身飞机的发动机尾焰、尾喷口和飞机蒙皮三大主要辐射源,建立了隐身飞机的红外辐射模型,提出了基于温度场分布的飞机红外辐射计算方法,并对某型飞机的红外隐身效果进行了仿真。根据红外探测器的工作原理,得到经大气传输和目标与背景对比后探测器接收到的有效目标信息,仿真计算了探测距离随波长的变化情况。研究结果对隐身飞机的设计以及红外制导防空导弹武器系统的设计和应用提供了重要的参考依据。     

坦克热烟气红外辐射特征数值分析

为了研究坦克热烟气红外辐射特征,针对某型坦克柴油机,利用GT-SUITE建立了仿真计算模型,通过后处理模块模拟得到了排烟管排出的主要辐射气体的摩尔分数。建立了一种能够快速计算热烟气流场和温度场分布的数值计算模型,得到了热烟气温度场和压力场分布结果。提出了一种基于Malkmus模型的非均匀气体光谱透过率的计算方法,得到了热烟气的光谱透过率。在此基础上建立了一种基于红外探测方向离散的热烟气红外辐射计算模型,模拟了某高空飞行器热烟气在2～5μm波带的相对红外辐射强度分布,并与试验数据进行了对比,验证了模型的可靠性。最后模拟计算了坦克热烟气在不同红外探测角度下的红外辐射特征,分析了在红外探测方向上造成红外辐射特征衰减的影响因素。     

红外多光谱图像弹道目标检测算法

在红外多光谱图像中,弹道导弹尾焰拥有两大特征,一是由强烈红外辐射引起的灰度差异,二是独特的光谱特性。然而,传统的单波段检测技术只利用了尾焰强烈的辐射特性,而近些年发展起来的多光谱检测技术则只利用了尾焰独特的光谱特性。为了充分利用导弹尾焰的两大特征,将单波段检测技术和多光谱检测技术结合起来,提出三种检测算法,并从算法的检测效果、运算量和鲁棒性三方面详细分析它们的优缺点。采用人工合成的红外多光谱图像进行验证,实验结果表明,相比单独使用单波段或多光谱的检测算法,融合算法的检测性能更好。     

大气对红外制导波段透过特性的影响分析

红外制导武器对目标的发现、识别和跟踪主要依据目标与背景的红外辐射特性及其对比特性。随着红外技术的不断发展和在军事上的广泛运用,红外辐射在大气中的传输研究越来越受到关注。针对大气透过率是研究红外辐射传输的重要参数,提取既定区域实际观测大气数据构建大气参数廓线并嵌入成熟、通用的大气辐射传输模型中,探讨了红外波段实际大气透过特性的变化特征,并分析了用模型自带大气近似可能带来的误差。结果表明,基于实际大气廓线计算出的大气透过特性准确度基本吻合国际公认理论分析值,我国区域内的大气透过率的准确计算必须考虑我国的实际大气,这对最大限度分析利用战场气象环境确保武器作战性能的充分发挥具有重要价值。     

临近空间红外系统对弹道导弹探测距离的估算

为了估算临近空间红外系统对助推段弹道导弹的探测距离,详细分析了弹道导弹及背景的红外辐射特性;针对基于表现对比度作用距离算法在适用性和计算精度方面的不足,引入以波数η为参量的辐射通量公式对其进行改进;通过仿真计算该系统在4.25μm~4.55μm波段对弹道导弹蒙皮、尾焰、尾喷口的探测距离,结果表明临近空间红外系统对助推段弹道导弹的探测距离可达5 000 km~38 000 km,该结论可为临近空间红外系统的设计提供数据支持。     

基于HITRAN数据库坦克排烟热气红外辐射仿真

为了对坦克排烟热气的红外辐射特征进行分析,以坦克某一典型行驶工况为例,分析了不同高度和距离对穿透率的影响。基于最新版的HITRAN中的数据,针对算例给出的参数,利用高分辨率气体红外辐射计算模型计算得到了红外辐射特性。针对坦克某一工况下的排烟,利用高分辨率气体红外辐射计算方法对红外辐射特征进行了模拟计算,并进行了试验测试,最后对计算结果进行了比较。结果表明:大气的衰减作用主要是气体中的CO_2和H_2O分子的吸收作用造成的,在计算排烟热气的红外辐射特征时,需要考虑大气的衰减作用。相较于Curtis-Godson近似谱带模型法,采用高分辨率气体红外辐射计算模型能够更精确地得到光谱辐射亮度。     

大气气溶胶对激光制导探测作用距离影响的数值分析

针对大气气溶胶辐射传输衰减效应是影响1.06μm激光武器系统性能的重要因素,探讨了大气气溶胶对1.06μm激光探测作用距离的影响,构建了激光制导波段探测作用距离模型,并在此基础上进行激光探测作用距离的大气气溶胶影响数值仿真。试验表明,基于该模型计算的大气透过特性准确度基本符合国际公认理论分析值,对作用距离的评估结果与客观实际基本相符,对最大限度分析利用战场气象环境以确保武器作战性能的充分发挥具有重要价值,可为激光探测作用距离的气象环境影响后续发展奠定一定基础。     

多波长相关性技术在激光大气通信中的应用

利用激光通信距离方程和多波长激光大气传输反演技术,计算分析了多波长激光在不同气象条件下对目标的最大通信距离,提出了一种用于求解通信距离隐函数方程的新算法.该算法在求解通信距离隐函数方程时,明确了不同工作波长激光的大气透过率是距离的函数;然后,利用神经网络反演模型计算得到多波长激光大气消光系数,并代入隐函数方程进行线性插值和迭代求解;最后,采用简化的数值计算方法对迭代初值进行预测.仿真结果分析表明:该算法能够快速地得到精确数值解.     

反舰导弹红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,反舰导弹的红外图像生成是重要的研究内容,具有重要的军事意义。基于理论分析和计算机技术提出了导弹目标红外图像生成的方法,根据红外物理学、空气动力学以及传热学等基本理论,建立导弹目标的红外理论模型,计算出蒙皮、尾喷管和尾喷焰等重点辐射区域的温度场和辐射场,利用灰度等级描述红外辐射信息,经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染生成红外图像。实验结果证明,红外图像生成方法可行,结果可信。     

预警卫星对战术弹道导弹预警能力研究

从研究DSP预警卫星预警原理出发,分析了战术弹道导弹主动段的弹道特征和尾焰的红外辐射特性,从关机点速度预报偏差与射程偏差的角度,基于弹道学原理并利用三次样条插值方法,建立了DSP预警卫星对常规战术弹道预警能力仿真模型,通过仿真计算,可以发现在无干扰条件下,DSP预警卫星对弹道导弹落点预报精度非常高。     

计算空气动力学飞机红外辐射强度估算方法

结合CFD技术和红外辐射理论发展了一种飞机红外辐射强度估算方法.首先通过欧拉方程数值模拟来获得飞机表面温度场分布,然后应用结合粘性附面层理论进行壁面温度计算分析.在获得了飞机表面温度分布数据之后,采用灰体辐射理论估算全机红外辐射强度.进行某喷气式飞机红外辐射强度估算研究,分析有/无尾焰情况的飞机红外辐射强度计算结果,初...     

空地ARM红外辐射特性研究

深入研究反辐射导弹的红外辐射特征,并建立其红外辐射简化模型.以导弹蒙皮、发动机尾喷管及尾喷焰作为导弹的主要红外辐射源,计算某型反辐射导弹在3μm～5μm和8 μm～12μm波段在不同方向上的红外辐射强度,并针对计算结果进行了分析,可为红外告警系统探测反辐射导弹提供一定理论依据.     

红外探测系统对某型隐身飞机的作用距离分析

为了估算红外探测系统对某型隐身飞机的作用距离,首先构建该型飞机的简化模型,计算了飞机蒙皮、发动机尾喷口和尾焰等主要红外辐射源的中波红外辐射,然后在考虑辐射的大气衰减的基础上,推导出红外系统对点源目标的作用距离方程,并通过逐步逼近法求解该方程,最后通过算例求出不同气象条件、不同探测方向下的作用距离并对其进行分析。结果表明:红外探测系统探测隐身飞机时,能见度越高,其探测距离越远,并在尾追方向的探测距离大于迎头方向。     

反舰导弹红外辐射特性研究

从舰载红外警戒系统的实际需要出发,针对海空背景下低空来袭反舰导弹目标,深入研究导弹的红外辐射特征,并建立其红外辐射简化模型.通过导弹尾喷管、尾喷焰及蒙皮的气动加热3个导弹主要辐射源,计算某型反舰导弹在长波段(红外警戒系统主要工作波段)的红外辐射强度,并针对计算结果进行了相关分析.     

喷气式飞机尾焰红外辐射的理论计算与仿真

通过对喷气式飞机尾焰流场特点的深入分析,绘制了尾焰的等温线图和各组分等压图.考虑了谱线的碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,利用单谱带模型C-G近似法,计算了尾焰各控制体的吸收系数,同时给出了尾焰红外辐射强度的计算方法和步骤.最后,计算了某单管型号的喷气式飞机在非加力状态下的3 μm～5 μm红外辐射强度,并与实际的测量数据...     

基于OSG的弹道导弹火力打击三维仿真研究

OpenSceneGraph(开放场景图,OSG)是当前流行的三维仿真引擎,具有开源可控的优点.利用OSG建立弹道导弹火力打击模型可为开展复杂导弹攻防体系仿真提供支撑.为此,提出一种以导弹发射点和打击点经纬坐标以及弹道高点高度为输入参数的弹道计算模型,并对其三维可视化方法中弹道曲线标绘、导弹尾焰与命中毁伤特效等关键技术进行了研究.仿真结果显示,与STK软件的计算结果相比,本模型的弹道计算误差较小,几乎可以忽略不计,同时可视化效果较为细腻逼真.     

雷达网信息传输能力评估算法动态仿真

基于对连通概率、时效性函数、误信率的具体界定,对雷达网的信息传输能力进行了系统的研究。提出了一种具有良好操作性的定量评估方法,并对传输时延动态估计算法进行了仿真。     

超空泡射弹动力学建模与仿真

射弹高速运动时产生的尾部开式超空泡将改变弹体受力形式及运动稳定性.针对超空泡射弹的特殊运动模式,考虑弹体与空泡壁面的相互作用,建立了射弹动力学模型,提出了数值仿真耦合算法,给出了不同初速下的弹道仿真算例,并计算了射弹尾拍力.结果分析表明,射弹速度随时间呈指数形式衰减,弹体姿态角、角速度及尾拍力周期性往复变化,同时尾拍力随着空泡尺度缩小而减小.较小的初速度使尾拍力提前出现.研究方法与结果为开展射弹结构及弹道散布研究提供理论基础与研究手段.