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。     

气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射机理与特性

从分析材料内部热辐射与导热耦合传热温度场、表面反射及折射之间的内在关系出发,建立了气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射模型.采用控制容积法结合蒙特卡罗法和谱带模型,数值模拟了红外辐射能在材料内部的传递及出射过程.引入介质影响因子,分析了材料的红外辐射机理和外部气动热流对材料红外辐射特性的影响.结果表明,高温陶瓷材料内部热辐射的光谱选择性与温度场的耦合,导致高温陶瓷材料的红外发射率随气动热流变化而变化.由于陶瓷材料在紫外和中远红外谱带范围对辐射的吸收非常强,而在近红外和可见光谱带范围对辐射吸收较弱,随气动热流密度增大,对陶瓷材料表面红外辐射产生贡献的内部热辐射区域增大,但材料的红外发射率降低.     

太阳辐射对直升机整机红外辐射特性影响的数值研究EI北大核心CSCD

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。     

高速红外空空导弹整流罩气动加热及应力分析

建立了高速飞行条件下,湍流流场计算和有限元分析的物理模型,利用计算流体力学方法(CFD)和有限元方法对高速飞行的红外整流罩头部流场、头罩温度分布及头罩应力、应变进行了数值计算.分析了典型条件下头罩的温度和应力分布,在此基础上提出了由气动加热所产生不利因素的解决方案,并提出了今后的研究建议.     

飞行器8~14μm波段红外特征的数值研究

在飞行器机身表面的温度场建模中综合考虑了超音速飞行气动加热、发动机舱内部流动换热,以及排气喷流对飞行器后体的传热等影响, 采用数值计算的方法对飞行器8~14m波段的蒙皮及发动机壁面红外辐射特征进行了研究,分析了飞行器机头、机身（含进气道）、机翼、发动机舱（含飞行器后体）、垂直尾翼、水平尾翼和发动机喷管腔体等部位的红外辐射。结果表明:蒙皮辐射是飞行器8~14m波段红外辐射的主要组成部分,发动机壁面红外辐射主要集中在飞行器尾向50范围内;在不同的观测平面,飞行器不同部位对整机8~14m波段的红外辐射贡献比例各有侧重,飞行器机身、机翼、发动机舱和垂直尾翼是飞行器8~14m波段红外辐射的主要部分;飞行马赫数提高将加剧机身气动加热效果,飞行机不同部位所占的红外辐射比例将有所改变。     

红外成像导弹气动加热仿真建模方法

为了评估气动加热效应对红外成像型导弹产生的影响,通过理论分析导弹飞行过程中受到的气动加热变化规律,并研究实验室和大型试验测试数据,首次引入气动热效应建模流程并采用正态分布等方法建立了虚拟样机仿真模型,模拟导弹飞行过程中整流罩受到的气动热辐射与红外图像的变化过程,经过数字仿真、半实物仿真和大型试验验证,证明该方法建立的模型与实际情况相吻合,可以用来评估气动加热效应对产品性能造成的影响,进行信息处理算法改进。     

红外窗口整流罩气动加热对红外热图像测量影响试验研究

红外窗口整流罩物理特性直接影响红外制导导弹的跟踪性能和目标红外特性测量精度,本文介绍了红外窗口整流罩的气动加热对红外热图像测量影响试验及试验结果.     

直升机后机身内埋式红外抑制器隐身性能分析

为了降低直升机的红外辐射特征,针对直升机后机身内埋式的红外抑制器,采用数值模拟的方法较为系统地研究了红外抑制器排气出口形状、旋翼下洗气流速度以及机身蒙皮发射率等因素对红外辐射特性的影响.研究发现:混合管波瓣出口与矩形出口相比,喷流核心区温度大幅度降低,采用波瓣出口混合管,喷流在3～5 μm波段的红外辐射强度降低了10％...     

整流罩气动加热对红外成像系统像质的影响

导弹高速飞行时,整流罩的气动加热会导致整流罩具有较高的温度,并且承受较大的气动载荷。利用ANSYS软件计算在500℃高温和4个大气压气动载荷下热压硫化锌红外平板窗口和同心球形整流罩的变形情况,并采用ZEMAX光学设计软件分析了变形对红外成像系统像质的影响。针对视场角13、焦距70 mm、F数为1的红外长波成像系统进行了气动加热影响下的像质分析,结果表明:红外平板窗口的变形对成像系统所有视场的调制传递函数（16 lp/mm）几乎没有影响;同心球形整流罩的变形导致成像系统的调制传递函数最大下降了2.56%。     

气动加热对红外成像的影响试验研究

介绍了在气动加热条件对红外成像的影响试验研究的情况,利用电弧风洞产生高温,高超声速流场,模拟红外窗口的气动加热,红外图像由高温黑体产生,利用高速红外热像仪接收红外目标的辐射。通过对穿过高温流场、模型之后的红外图像测量分析,初步揭示了气动加热对光学传输的影响。     

挡板构型对直升机红外抑制器气动与红外辐射特性影响研究

设计了一种具有引射结构的挡板用以遮挡红外抑制器内部高温部件,同时挡板结构引射环境冷气对其自身表面降温,以大幅度降低红外抑制器红外辐射。采用数值模拟的方法研究了弓形挡板构型对红外抑制器气动性能、温度场与红外辐射强度空间分布的影响。结果表明:与无挡板结构(Case0)相比较,挡板结构将二元引射喷管的引射系数提高115%,红外抑制器的热混合效率增加273%,但红外抑制器总压恢复系数降低7%,红外抑制器3~5 μm波段壁面和气体辐射强度峰值分别降低46%和72%。与单层弓形挡板(Case1)结构相比,设计较优的双层弓形挡板(Case3)可以引射环境冷气,引射系数达到0.1左右,并将其冷端表面平均温度从638 K降低到415 K,红外抑制器3~5 μm波段壁面辐射强度峰值降低84%,气体辐射强度峰值降低80%。总体来看,弓形挡板冷端表面温度受双层弓形挡板内部引射气流、弓形挡板冷端下游滞止涡和二元混合管窄边出口附近的回流冷气三者共同影响。     

利用红外热图开展通用航空飞行器气动热特性试验

为了对通用航空飞行器（CAV）从近连续流到稀薄过渡流气动热特性进行研究,用红外热图技术在地面试验中测量了在典型轨道参数状态下CAV表面的热流分布。首先介绍了气动热试验研究所用的高超声速低密度风洞、红外热像仪等主要仪器设备的性能参数以及高超声速通用航空飞行器模型。其次介绍了高超声速低密度风洞气动热试验采用的3种模拟准则即粘性干扰参数、总焓与壁面焓差参数和克努曾数。最后,在马赫数M=7、12,攻角=0、12、24试验条件下,获得了CAV模型迎风面、背风面、侧面典型的流场结构图、红外热图和热流分布,并对CAV模型在不同状态下迎风中心线与翼前缘热流的试验结果、迎风中心线试验结果与工程计算结果进行了比较。研究表明:翼边缘热流大小呈现马鞍形分布,攻角变化对气动加热影响比较明显。     

收扩喷管设计对双S形二元排气系统气动与红外特征的影响

为了研究双S形二元收扩排气系统的气动与红外辐射特性,基于一个基准加力型轴对称排气系统,设计了三种带正尾向全遮挡收扩喷管的双S形二元排气系统模型,通过数值模拟研究了喉道与出口的中心线偏径比差,(S₈?S₉)/D=0.26~0.3,和喉道至出口的宽度扩张比,(W₉?W₈)/D=0.1~0.36,对排气系统气动与红外特征的影响。结果表明:所设计的三种双S形二元收扩排气系统,相比基准轴对称排气系统,在尾向0°~15°角域内红外辐射强度平均降幅在73.4%以上,在上方、下方和侧方90°探测角降幅在60.3%以上,红外辐射强度降幅随(S₈?S₉)/D的减小而上升,随(W₉?W₈)/D的增大而上升,且对(S₈?S₉)/D的敏感较高。三种排气系统的推力系数随(S₈?S₉)/D与(W₉?W₈)/D的降低而上升。     

武装直升机旋翼下洗流对空空导弹发射的影响

探讨了武装直升机旋翼下洗流的形成和分布，并从预定的广义尾迹模型入手计算了旋翼下洗流速度的大小和分布。在此基础上计算了武装直升机空空导弹发射后穿越该下洗流区域的运动特性和弹道轨迹变化，并对仿真结果进行了分析。本文还研究了这种变化对空空导弹攻击的影响，通过导弹攻击区的仿真结果对这种影响进行了说明。     

直升机卫星通信中旋翼遮挡问题及应对方法

阐述了直升机卫星通信中旋翼遮挡对信号造成的影响,分析了不同航向和天线仰角条件下无遮挡时间比例,针对直升机宽带和窄带卫星通信前返向链路的不同特点,分别介绍了几种克服旋翼遮挡问题的方法。     

直升机机载面源红外干扰弹技术分析

机载面源红外干扰弹是对抗红外成像制导武器的一种常用装备,以产生假目标,干扰、诱骗导弹攻击,提高飞机的战场生存力。通过分析红外成像制导武器和面源红外干扰弹的技术原理,构建了地对空测试系统,获取了面源红外干扰弹的相关数据,从红外辐射强度、面积特性和时间特性三个方面进行了分析,为对抗红外制导武器提供了理论依据。最后,结合面源干扰弹的红外辐射强度、空间分布特点、投放角度、投放时机以及飞机的红外辐射特性,从红外制导导弹攻击的三个阶段,给出了干扰弹的投放策略和飞机机动策略,有助于发挥面源红外干扰弹的作战效能和干扰效果。     

红外成像与Michel模型在旋翼翼型转捩特性中的应用

旋翼翼型设计是直升机旋翼设计的基础,准确计算翼型气动特性是设计工程实用翼型的关键。在翼型的气动特性设计过程中,使用红外成像非接触测量转捩实验技术在大型?3.2 m低速风洞中测试了OA309旋翼翼型的自由转捩位置,采用Michel模型计算了自由转捩位置以及自由转捩对气动力的影响。通过OA309旋翼翼型的计算与实验结果对比可以看出,计算捕捉到的转捩位置与实验结果基本一致。红外成像非接触测量转捩技术与Michel模型的联合应用提高了旋翼翼型的阻力计算精度,为翼型多目标设计奠定了基础。     

直升飞机近区红外辐射特性测试技术研究

首先介绍了直升飞机发动机结构的特点,工作原理和直升机红外辐射特性,进而根据武装直升机的空战特点和导弹与目标的引战配合要求,简要介绍了速度－空间－时间坐标系统（ＳＫＳ）模型。文中还详细分析了地面模拟测试的理论根据和测试轨道的铺设原理,从而探索研究出了一套对直升机的近场红外辐射的测试方法,并通过对比分析,证明了该方法的可行性和可使用性。     

直升机旋翼对回波的调制效应分析

文中以均匀平面波的复射线拟合为基础，分析了直升机旋翼的旋转对目标回波的调制效应，这种调制主要体现在回波的幅度和频率变化上，即包含幅度和频率两种调制。研究了影响这两种调制的几个因素，分析了这两种调制效应在目标识别中的作用。