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。     

海空背景下目标红外辐射特征分析

根据海空复杂背景下点目标的红外特征 ,提出了目标红外特征的一般计算方法 .根据不同的气象条件、不同海域背景 ,计算分析了环境对红外辐射两个大气窗口 ,即 3～ 5 μm和 8～ 12 μm双波段大气透过率的影响 ,并给出了相应结论     

一种半透明体红外测温方法

针对环境辐射难以定量分析,从而影响半透明体红外测温精度的问题,首先引入了等效黑体辐射理论,利用等效辐射理论处理环境辐射的反射和透射能量,建立了半透明体情况下的环境等效辐射模型,得出了等效黑体辐射理论适用的条件;然后,根据红外辐射理论,推导出了半透明体表面真实温度的测量公式,提出了一种半透明体红外测温的方法;最后,设计了一种半透明体红外测温的实验装置,并通过实验进行了验证。结果表明:对接近漫反射面的半透明体,测出的表面真实温度的误差很小,在3%之内,从而验证了测量理论和方法的适用性和正确性。     

地面目标红外辐射特征测试研究

为研究地面目标红外辐射特征,进行了室内材料测试和外场地面目标测试,分析材料材质、太阳辐射、风速、空气温湿度、自身热源等因素对地面目标红外辐射特征的影响。结果表明:材料材质对红外辐射特征影响显著;冷态时,地面目标红外辐射特征主要受太阳辐射影响,其次是空气温度、材料热容量和风速;热态时,地面目标红外辐射特征主要受工作热源影响,其次是太阳辐射、空气温度、材料热容量和风速。在进行地面目标红外隐身设计时,应考虑太阳辐射、自身热源等因素的影响,并从结构设计和材料使用两方面着手。     

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...     

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。     

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。     

IRST 系统的数学仿真研究

讨论了目标红外辐射、大气传输和ＩＲＳＴ系统,并根据建立的数学模型,完成了ＩＲＳＴ系统的数学仿真研究。     

水下航行体热尾流数值预报方法研究

研究了水下航行体红外隐身性等问题,提出了一种可对水下航行体热尾流进行数值预报的方法。在已建立了水下热尾流数学模型及海面热尾流红外辐射大气传输模型的基础上,采用几何投影的方法,确定机载红外成像器件焦平面上各个探测像元所对应的海面辐射区域,进而计算出探测器焦平面上每个探测像元所接收到的红外辐射能量,最后根据每个探测像元所接收到的红外辐射能量绘制伪彩色红外图像。按此方法在WindowXP平台上选用VC 6.0结合FLUENT及MODTRAN等专业软件,建立数据库,编写了仿真程序,可以对水下航行体的热尾流进行数值预报。     

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。     

天基核爆炸光辐射探测仿真研究

对天基核爆炸光辐射探测器的部分工作流程做了仿真计算,应用了大气辐射的有关理论,得出了核爆信号与背景信号的能量比。证明利用有效的温度计算辐射照度模型是合理的。提供了光学方法进行星上核爆探测的理论基础。     

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.     

草地的红外辐射计算及热像图仿真

草地地表的温度是仿真其红外热像图的关键,综合考虑太阳辐射、风速、大气温度和空气相对湿度等因素的影响,建立了草地地表的温度计算模型,利用C++语言编程计算出草地地表不同时刻的温度,从而求出红外辐射亮度,并进行红外热像图仿真,仿真结果表明:该模型和方法能够真实地生成草地地表的红外热图像,可广泛应用于红外场景仿真中。     

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。     

一种改进的机载反辐射导弹作战效能评估方法

大气波导对反辐射导弹作战效能将产生一定的影响。根据机载反辐射导弹攻击水面目标的作战流程确定评估指标,基于传统的概率评估方法,引入大气波导影响因子,建立一种改进的大气波导条件下机载反辐射导弹作战效能模型。应用实例表明在大气波导条件下反辐射导弹的作战效能有所提升,符合大气波导对反辐射导弹作战能力产生有利影响的实际情况,验证了该模型的有效性和实用性,为机载反辐射导弹作战效能评估提供了一种新的方法和途径。     

舰艇红外隐身技术的探讨

舰艇红外隐身技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用.定性描述了舰艇的主要红外辐射源,定量分析了舰艇和背景的红外辐射特征,通过分析舰艇对红外隐身的要求,结合舰艇红外隐身的发展现状,研究了舰艇红外隐身技术所采取的措施.     

日照条件下伪装网热红外迷彩研究

采用热像仪记录伪装网样品不同时段的热图,分析了日照对伪装网热迷彩的影响.伪装网的热迷彩效果受装饰布太阳能吸收率影响非常大,甚至可以抵消或超过发射率差值因素.实验采用的伪装网深绿装饰布太阳能吸收率较高,热红外发射率比土黄装饰布低0.11以内时,在日照下深绿斑块辐射温度与土黄斑块接近或超过土黄斑块;深绿装饰布热红外发射率比土黄低0.27时,可保证在夏季的强日照下深绿斑块辐射温度低于土黄斑块,且有较大差值.     

药物爆燃产生强红外辐射的分析研究

定向红外脉冲强光辐射是定向红外对抗技术中的关键技术,用来破坏敌方精确制导武器或C4I系统中的红外传感器。本文主要研究了药物爆燃产生近红外辐射的特性,通过计算化学反应热分析了药物爆燃产生的总能量,并且详细介绍了几种不同的实验方法和实验结果。     

空间紫外目标探测系统技术研究

为了有助于紫外探测系统的不断发展和应用,尤其是在空间军事上的广泛应用.首先,在阐述紫外探测系统组成与工作原理的基础上,提出系统的主要技术性能,分析紫外光学系统的技术特点,以及真空型和固体型2类紫外探测器的技术现状.其次,从目标的时间特性、运动特性和辐射特性角度研究空间紫外目标特性,并进一步归纳紫外大气传输影响因素.再次,借鉴红外目标信号处理方法,探讨紫外弱目标信号处理与检测方法.最后,指出紫外探测系统发展需要解决的若干关键技术.对于紫外目标探测系统技术的发展与深入研究,具有一定的理论指导作用.     

红外隐身技术的军事应用

众所周知,温度高于绝对零度的有生命和无生命的任何物体时时刻刻都在发出红外辐射,尤其是坦克、车辆、军舰、飞机等军事装备,由于存在高温部位,往往成为很强的红外辐射源,容易被发现,遭来灭顶之灾。为使军事装备不被敌方发现,红外隐身技术应运而生。从红外物理的角度看,红外辐射实际上是热辐射。热辐射量主要取决于物体的温度和材料本身的性质,其中温度起着决定性作用。另一方面,某些波长的红外辐射在通过大气或浓雾时,具有较高的透过率,形成大气窗口。因此,要使军用装备达到红外隐身的目的,归纳起来有两条基本途径:降低军用装备的红