陆基长波红外辐射测量技术研究

红外辐射特性是导弹突防性能评估的重要指标,而红外辐射测量则是导弹预警和识别的主要手段,红外辐射特性测量的研究具有较大的军事应喟价值．本文通过对目标的红外辐射特性及大气衰减的理论分析,探讨了提高陆基长波红外辐射探测能力的技术途径．     

飞行器后机身蒙皮红外辐射特性

随着红外探测和红外制导技术的迅猛发展,飞行器的生存力受到越来越大的威胁,如何降低飞行器的红外辐射特征成为提高隐身能力的关键技术之一,排气系统是飞行器后半球的主要红外辐射源。为了研究飞行器后机身蒙皮的红外辐射特性,针对飞行器的后机身蒙皮,结合涡扇发动机引射喷管的CFD计算,采用离散传递法计算了典型作战飞行器在8～14 m波段的红外辐射强度分布。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的吸收与发射作用;并通过冷却、隔热等措施降低后机身发动机热影响区蒙皮的温度对红外辐射特征的影响进行了研究。计算结果表明:后机身发动机热影响区温度降低70 K,在红外探测的主要威胁方位头向5范围内可以降低整机红外辐射强度9.1%,30可以降低15.4%,60可以降低17.5%,在正下方90,可以降低18.9%;在此基础上采用低反射率可以在各个方向上进一步降低飞机的红外辐射强度,除了正后向及附近排气系统喷管腔体影响强烈扇区间以外,都能降低到20%以内。计算结果和方法为飞行器红外隐身设计提供了有益参考。     

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。     

中段飞行弹道导弹表面温度与辐射特性计算

中段飞行弹道导弹目标辐射特性对于探测手段选择、传感器设计等具有重要意义.以采用红外隐身技术的弹道导弹为研究对象,考虑表面隐身涂层特性和进出地影的影响,采用有限体积法计算了弹道导弹在整个中段飞行过程中的温度变化;结合导弹自身辐射与太阳、地球辐射光谱,给出了导弹0～15μm范围内的辐射特性;研究了导弹表面温度和辐射特性的关...     

红外导引头对巡航导弹的探测距离研究

巡航导弹体积小和低空飞行的特点,使得其具有目标红外辐射强度小、地面背景干扰大以及低空大气对其红外辐射的透过率低的优点。为了准确计算红外导引头对巡航导弹的探测距离,文章对巡航导弹的红外辐射特性以及地面背景的红外辐射特性进行了分析,进一步建立了红外导引头对巡航导弹探测距离的计算模型。提出了利用图解法对作用距离方程进行解算的方法,提高了作用距离模型的计算准确度。利用所建模型计算了某中距离红外导引头对一种巡航导弹的探测距离。计算结果表明,导引头对该巡航导弹的探测距离远小于对常规空中目标的探测距离,尤其在8μm～12μm波段,迎头方向无法探测。     

高度对球形气球诱饵及导弹辐射特性的影响研究

为了使导弹拥有方达到突防的目的,在分析背景辐射的基础上,利用空间目标表面温度数学模型计算了不同高度下空间目标表面的温度场分布,并分析讨论了高度对红外辐射特性的影响。结果表明,无论是白天还是夜间,高度都不会成为区分诱饵与弹头的参数,但尽可能在白天部署可以降低击中率,从而达到突防的效果。     

武装直升机对红外末端防空制导导弹的威胁及对策分析

武装直升机具有优异的红外隐身性能和机动能力,能突破末端红外防空系统,在现代对地突袭战中发挥着巨大的作用。以阿帕奇武装直升机为例,基于流体软件建立其红外辐射模型,分析了该直升机在低空时的红外目标辐射特性。针对红外末端防空导弹的主要工作波段,分别计算了其在3～5 μm中波红外以及8～12 μm长波红外区间的红外辐射强度。最后,以此为基础,分析了武装直升机对末端红外防空的主要威胁,并探讨了几种提高武装直升机探测能力和抗干扰能力的方法。     

临近空间高超声速导弹红外特性研究

研究临近空间高超声速导弹的红外辐射特性,对于反临近空间武器系统侦察监视临近空间目标具有重要意义。通过对临近空间高超声速导弹X-51A试验飞行过程的研究,深入分析了高超声速导弹的红外辐射特征,并建立其红外辐射模型。以导弹蒙皮、发动机及尾喷焰作为高超声速导弹的主要红外辐射源,以X-51A试验飞行器为参考,计算临近空间高超声速导弹在3~5μm和8~14μm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。     

对隐身进攻武器的探测跟踪和对抗研究

采用隐身技术或低可见性技术制造的进攻武器是目前和今后防空系统要重点对抗的主要目标威胁 ,其中主要包括隐身战斗轰炸机 ;隐身空地导弹、巡航导弹和反辐射导弹。隐身武器并非不可探测 ,其中采用常规的长波低频雷达可以探测低可见性威胁目标 ,采用光电探测技术、激光雷达技术和雷达组网技术等均具有成功探测隐身目标的能力。     

探测隐身进攻武器的雷达对抗研究

采用隐身技术和低可见性技术制造的进攻武器是今后防空系统要重点对抗的主要目标威胁,主要包括隐身战斗机、轰炸机;隐身空地导弹、巡航导弹和反辐射导弹。隐身进攻武器并非不可探测,其中采用常规的长波低频雷达可以探测低可见性威胁目标,激光雷达技术、光电探测技术和雷达组网技术等均具有探测隐身目标的能力。     

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。     

飞行器尾焰红外辐射及其被动测距

旨在研究利用飞行器的尾焰辐射对飞行器进行被动测距。导弹和飞机发动机的排气系统是飞机在3~5 m波段的主要红外辐射源。建模计算了矩形喷管尾焰红外辐射特性,计算结果表明,不管观察方向如何,尾焰红外辐射强度色比是相同的。当辐射强度色比在大气中传输时,因为吸收和散射而被衰减,不同波长上红外辐射衰减幅度不同,辐射强度色比随着传输距离的改变而发生变化,色比包含了目标的距离信息。推导了目标尾焰色比与尾焰温度、辐射传输距离、大气消光系数之间的关系。计算了尾焰色比与尾焰温度的关系,推导出了红外三色比距离方程组,选取4.5、4.6、4.7 m三个波长对三色被动测距进行了研究。利用测距方程组画出了测距图。结果表明,利用该方法可对尾焰进行三色测距。     

星上运动目标识别的若干关键问题

未来战争,敌我双方的战争机器将向机动性、隐蔽性方向发展。许多武器系统本身就是运动目标,如航母战斗群、弹道导弹、巡航导弹,远程战斗轰炸机等。因此,空间卫星侦察系统的星上运动目标检测和识别就是迫在眉睫的课题。文中探讨了与此课题相关的若干关键技术问题,并给出了一个检测弹道导弹运动目标的方法和模拟结果。     

近来的“局部战争”对陆基防空雷达的需求

该文从近来的局部战争中,陆基防空雷达面临的任务出发,简要阐述了近来出现的各种目标的特点以及防空雷达所处的作战环境与电子对抗环境。简要分析了陆基中低空防空系统在现代防空中的作用和地位。作者认为：陆基中低空防空系统在现在的防空中是可以发挥它的重要作用的。尤其是在对付巡航导弹、武装直升机、低空飞机（含隐身飞机）、反辐射导弹等目标时,该系统是属于比较优选的武器。文中归纳了对陆基中低空防空雷达的新的要求,主要是：强的抗干扰性能,好的低空性能,满足武器系统需要的探测小目标的能力,快速的搜捕截获目标的能力等。该文也要简要分析了这些要求在陆基中低空防空雷达中的技术可实现性。     

二元矩形喷管排气系统红外辐射特性

排气系统是飞行器最为主要的红外辐射源,而喷管的形状类型在很大程度上影响着排气系统红外辐射强度的大小及分布。文章建立了二元矩形喷管的三维模型,并在此基础上运用ANSYS软件模拟其排气系统的温度场分布,结合C-G谱带法对其尾流的光谱辐射亮度进行了计算,最后得到了二元矩形喷管排气系统在不同平面上的红外辐射强度分布。结果表明:二元矩形喷管外尾流在宽边探测面上的红外辐射强度要远大于窄边探测面上的;二元矩形喷管高温壁面在宽边探测面上的红外辐射强度要小于窄边探测面上的;二元矩形喷管排气系统在宽边探测面上的红外辐射强度要小于窄边探测面上的。     

海战场环境下超音速反舰导弹红外辐射特性研究

超音速反舰导弹的红外辐射特性研究对海战攻守双方都具有重要的参考价值。对海洋战场环境红外辐射特性进行了深入分析,引入了累积因子,在考虑了粒子的多次散射效应的基础上建立了仿真环境的辐射计算模型,重点对云层的辐射进行了计算,并通过仿真,验证了模型的可行性。建立了导弹蒙皮与尾焰的红外辐射特性和辐射面积的计算模型,对导弹的红外辐射亮度和辐射强度进行了仿真计算。最后对仿真结果进行对比分析,结果表明该算法能够有效地应用于粒子系统的辐射计算,可供后期生成红外图像序列使用。     

出口形式对双S 弯排气系统红外特性影响研究

以轴对称收扩喷管为基础,利用截面曲率控制的方法并结合流量匹配原则,设计生成了不同出口形状的双S弯喷管。采用CFD数值模拟技术获得了6种模型的流场特征及组分浓度分布,在此基础上利用逆向蒙特卡洛方法对其进行了红外辐射特征研究,先后对比了不同模型的后半球红外辐射强度空间分布、探测面辐射亮度分布以及后半球锁定距离空间分布。研究结果表明:双S弯喷管能够有效减缩目标红外信号,出口形状对排气系统红外辐射有一定影响,梯形出口模型的红外辐射强度明显低于矩形出口以及椭圆出口模型,相比基准模型至少使红外辐射峰值减缩70%;梯形下底角的减小,其红外辐射强度逐渐降低;在推力损失可接受范围内利用合适的梯形出口能进一步降低排气系统的红外辐射强度。     

空基巡航导弹探测系统构想

针对巡航导弹超低空飞行隐身性能好和难以探测的特点,通过借鉴美国巡航导弹预警探测系统发展经验,分析了海战场环境下对巡航导弹的探测需求,并提出未来基于多传感器、多平台联合组网的空基巡航导弹探测系统研制方案。对未来基于新型传感器的巡航导弹探测系统做了初步构想。