Mg4Al3/PTFE红外诱饵剂的辐射性能研究

文章介绍了镁铝合金／聚四氟乙烯（Mg4Al3／PTFE）红外诱饵剂的配比对燃烧速度、辐射强度和质量辐射能量的影响。经过试验发现：当镁铝合金与聚四氟乙烯的配比为70：30时，中、远红外的辐射强度最大；当镁铝合金的质量百分比为40％～50％时，比辐射能最大；随着镁铝合金含量的增加，燃烧速度迅速增加。通过分析确定了导温系数是影响燃烧速度的主要因素，而碳和碳化铝是影响红外辐射强度的主要物质。     

镁/聚四氟乙烯红外诱饵剂的红外辐射性能研究

文中介绍了聚四氟乙烯／镁红外诱饵剂的配比对燃烧速度、辐射强度和质量辐射能量的影响。经过试验发现：当镁与聚四氟乙烯的配比为50:50时，中、远红外的辐射强度最大；随着镁含量的增加，燃烧速度迅速增加。通过分析确定了导温系数是影响燃烧速度的主要因素，而碳是影响红外辐射强度的主要物质。     

碳纤维对镁/聚四氟乙烯燃烧速度和红外辐射强度的影响

为了研究燃烧速度对镁/聚四氟乙烯红外诱饵剂辐射强度的影响,首先对不同配比镁/聚四氟乙烯红外诱饵剂的燃烧速度、辐射强度和质量辐射能量进行了测定和计算,确定了在镁与聚四氟乙烯的配比为50∶ 50时,燃烧时的红外辐射强度最大;然后在镁与聚四氟乙烯混合物中加入不同含量的碳纤维,实验发现随着碳纤维含量的增加,燃烧速度和红外辐射强度迅速增加;通过分析确定了导温系数随着碳纤维含量增加而提高,进而使燃烧速度加快,使得红外辐射强度的增加.     

镁/聚四氟乙烯诱饵剂红外辐射强度的计算

介绍了一种用于计算镁/ 聚四氟乙烯(PTFE) 药柱燃烧时红外辐射强度的计算方法。首先建立了镁/ 聚四氟乙烯药柱在恒面和减面燃烧条件下红外辐射强度的计算模型,通过一系列实验测定了药柱的比辐射能、线燃烧速度以及冷却时间,最后计算了药柱燃烧时的红外辐射强度,并与实验结果进行了比较。     

薄膜型低燃温红外诱饵的辐射性能研究

以传统镁/聚四氟乙烯配方的红外诱饵剂为基础,以燃烧时间、燃烧温度和红外辐射强度作为考核参数,对以红磷和氧化铜作为功能添加剂的薄膜型低燃温红外诱饵剂进行了实验研究。以镁、聚四氟乙烯、红磷和氧化铜的导热性系数作为参量,综合比较了不同配方对反应速度的影响,以及对燃烧温度、辐射强度的影响。研究结果显示,以红磷和氧化铜为功能添加剂可以改善低火焰温度条件下的燃烧稳定性。当红磷含量为25%,镁粉含量为25%,氧化铜含量为10%~15%,聚四氟乙烯含量为35%~40%时,0.03 cm厚燃烧反应薄膜的燃烧最为稳定,燃烧时间大于3 s,辐射强度在1.5 W/sr左右,燃温为800 ℃左右。     

低燃温红外诱饵剂设计及其燃烧性能研究

以镁/聚四氟乙烯红外诱饵配方为基础配方,用红磷和硫酸锶分别替换基础配方中的氧化剂和可燃剂,设计了几种不同的红外诱饵剂配方,利用差热分析仪、红外测温仪和红外辐射度计等仪器对各配方的性能进行测试研究。设计结果表明,红磷和硫酸锶均可以使反应的起始分解温度和结束温度降低,红磷的降低效果较硫酸锶更为明显。基础配方的最高火焰温度为1013.7℃,最大辐射强度为0.0023 W/sr,红磷的加入可以有效提升配方的辐射强度。随着替换成分质量分数的增加,最高火焰温度逐渐降低。质量分数为20%时,红磷配方的最高火焰温度为427.7℃,最大辐射强度为0.1522 W/sr,安定性下降,燃烧出现不连续现象;硫酸锶配方为818.6℃,辐射强度变化不大,燃烧过程比较稳定。     

Pb3O4/Mg/PTFE红外诱饵剂远红外辐射性能

为研究氧化剂和还原剂的配比对四氧化三铅/镁粉/聚四氟乙烯（Pb3O4/Mg/PTFE）混合诱饵剂效能的影响,保持氧化剂的配方不变,改变氧化剂和还原剂的比例,设计了5种不同的药剂配方。使用压片机将混合均匀的药剂粉末压制成药柱。用7.5~14 m远红外热像仪测量药柱燃烧过程,计算出每个样品的燃烧时间、质量燃速、辐射面积、辐射亮度、辐射强度。结果表明:随着还原剂的比例升高,样品质量燃速先变大后变小,当氧化剂与还原剂比例为1:1时,质量燃速最大,为5.03 g/s;样品燃烧的温度随着还原剂的比例升高先变高后降低,当氧化剂:还原剂=1:2时,样品燃烧的最高温度达到最小,为754.29℃;辐射亮度和强度随着还原剂的比例升高先变大后变小,且当氧化剂:还原剂=1:1时,辐射亮度最大,为1 869.21 Wm-2sr-1,辐射强度也达到最大,为97.61 Wsr-1,可见在7.5~14 m波段,当氧化剂:还原剂=1:1时,样品的远红外辐射特性最好。     

高超声速飞行器热喷高温燃气红外辐射特性数值模拟

喷流反作用控制系统（Reaction Control System, RCS）热喷高温燃气辐射效应对飞行器光学探测跟踪具有重要影响。基于谱带辐射模型,通过求解带化学反应源项的三维Navier-Stokes方程和辐射传输方程,对高超声速飞行器喷流反作用控制系统热喷干扰流场及其红外辐射特性进行了数值模拟,分析了二次燃烧效应、不同飞行条件以及不同观测角度对流场红外辐射特性的影响。研究表明:典型状态喷流辐射计算与实验测量结果一致,流场与红外辐射数值方法具有较好的适应性;飞行器RCS工作所形成热喷干扰流场的红外辐射,主要由喷流燃气中的CO₂和H₂O组分贡献,其中CO₂对辐射的贡献更大,流场中二次燃烧效应对流场辐射强度有显著影响,在20 km高度下可使流场辐射强度提高一倍以上;随着马赫数/高度的增加,流场辐射强度均呈现先略有减小,后增大的趋势,随着高度增加,二次燃烧效应对流场辐射强度的影响明显减弱;由飞行器RCS工作引起的辐射增量十分显著,俯视观测以及3~5 μm波段的目标辐射强度最大。文中的研究结果可为飞行器探测跟踪提供参考。     

红外诱饵对点目标图像辐射特性干扰分析

当目标在红外成像焦平面上呈现为点目标时,投放红外干扰弹能够有效的实现对红外导弹的干扰.建立了点目标图像辐照度高斯模型和点目标图像红外辐射功率计算模型.在研究红外干扰弹对目标特征长度和红外辐射能量等效中心辐射强度的干扰基础上,分析了红外干扰弹对点目标图像辐射特性的干扰.最后,给出了干扰弹与目标距离、干扰弹辐射强度、面积与点目标图像辐射强度中心功率的关系,得到了红外干扰弹对点目标图像辐射特性干扰图像仿真结果.     

镁、聚四氟乙烯和氟橡胶组成的红外诱饵的燃烧过程分析和燃烧产物分析

本文收集了镁、聚四氟乙烯和氟橡胶组成的红外诱饵的燃烧过程数据和燃烧产物数据，编制了燃烧数据处理分析软件，对燃烧数据进行了计算、分析，绘制了各种关系曲线。分析结果表明，当红外诱饵组份中镁的含量为33％时，燃烧温度最高，燃烧率随着镁的含量增加而增大。红外诱饵的设计并不是追求燃烧反应温度最高。     

提高红外诱饵辐射强度途径探讨

对影响红外诱饵红外辐射强度的因素进行了分析和探讨,提出了提高红外诱饵红外辐射能量的途径和方法。     

可燃材料对自燃型诱饵剂红外辐射性能的影响

为提高某种金属粉(代号TZ)与氟橡胶为基的自燃型诱饵剂的红外辐射强度,采用药剂中添加钛(Ti)粉、硼(B)粉的方法,借助红外热像仪对诱饵剂燃烧及红外辐射特性进行了实验研究。结果表明,添加Ti粉、B粉均能够减少诱饵剂燃烧时间,提升其红外辐射性能。Ti粉和B粉添加比例分别为8%和10%时,诱饵剂燃烧时间最短,Ti粉能够把诱饵剂燃烧时间从60 s减少至40 s,B粉可将其减少至32 s;且此比例下诱饵剂的燃烧温度、红外辐射亮度和辐射强度均达到极值。这说明燃烧剂的加入可以有效提高诱饵剂的辐射性能,B粉的影响要大于Ti粉对诱饵剂辐射性能的影响。     

波瓣混合器对双S形二元排气系统红外特性的影响

为了研究波瓣混合器对排气系统红外特性的影响,设计了波瓣数分别为12、15、18的波瓣混合器双S形二元排气系统,通过数值计算研究了波瓣数对排气系统红外抑制效果的影响,并与相应的环形混合器双S形二元排气系统对比。研究结果表明,随着波瓣数的增加,排气系统的推力略微升高,最大差值在0.1%以内;波瓣数越少,排气系统内、外涵气流的热混合度越高,尾喷流的最高温度和红外辐射强度越低,波瓣数由18减少到12时,喷流辐射强度最大降低了18.1%;相比环形混合器双S形二元排气系统,在侧向和下方探测面上纯喷流辐射的90方位角,三种波瓣数的波瓣混合器双S形二元排气系统辐射强度分别降低了20.9%和26.9%以上。因此,为了得到更好的红外抑制效果,建议使用较少波瓣数的波瓣混合器。     

二元弯曲混合管出口结构参数对红外抑制器气动和辐射特性的影响

采用CFD和IR综合计算分析的方法,研究了不同结构参数的二元弯曲混合管对红外抑制器性能的影响。计算结果表明:与矩形出口的二元弯曲混合管相比,波瓣型面的混合管出口增加了排气出口周长,依靠粘性和剪切力的作用实现剪切混合,二次引射能力增强,抑制器整体引射性能最大提高了19.2%。同时,混合管壁面温度也显著降低,抑制器垂直方向上3~5 m波段的红外辐射强度峰值最高降低了13.3%;在波瓣瓣高一定时,波瓣数增加,红外抑制器整体引射系数先增大后减小,而总压恢复系数先减小后增大;在波瓣瓣宽一定时,瓣高增加,红外抑制器引射系数逐渐增大,而总压恢复系数逐渐减小,辐射强度峰值最大降低了11.6%。     

基于声学方法的舰船烟囱红外辐射强度计算影响因素分析

利用舰船红外辐射强度数学模型,对基于声学方法的舰船烟囱红外辐射强度测量技术的影响因素进行了仿真研究,结果表明:烟气的热物性参数,红外辐射源的辐射特性以及环境噪声是影响红外辐射强度监测的主要因素。其中烟气的比热比的影响最大,其次是辐射源的发射率和环境噪声。准确确定烟气比热比,辐射源的发射率以及设法降低环境噪声是提高舰船红外辐射强度的重要手段。     

关于红外加热技术及其应用的讨论(六) 红外涂料增加辐射作用的验证

红外涂料究竟能否增加辐射作用,在这个问题上有两种截然不同的学术观点:肯定者认为,加热器由于涂复了红外涂料而增大了比辐射率,从而也就增加了红外辐射能。否定者认为,当比辐射率增大时,加热器表面的温度却降低了,因此辐射能并未得到增加,由此得出结论:有没有涂料都一样。针对上述观点,笔者进行了能量守恒计算和实验测量,结果表明,前者的观点是正确的,即在加热功率不变的条件下,由于比辐射率增大,虽然表面温度降低,但红外辐射能仍然增加,这就是说,红外涂料是能够增加辐射作用的。     

一体化红外抑制器排气出流对其气动和红外辐射特性的影响

经地面模型实验验证,数值仿真展示了一体化红外抑制器排气出流、模拟旋翼下洗气流和模拟前飞来流相互作用下的流动和换热特征,通过改变排气出流角度和模拟前飞来流速度,计算分析一体化红外抑制器引射、混合特性以及红外辐射强度空间分布的变化规律。仿真结果表明：模拟的前飞来流与排气出流相互作用后会造成局部排气不畅,前飞来流甚至倒灌入红外抑制器内,从而引起抑制器壁面局部高温,增加了抑制器整体红外辐射强度;改变排气角度可将之改善,且存在气动和红外辐射特性兼顾的最佳角度。前飞来流速度从15 m/s提高到55 m/s,抑制器内部高温壁面温度降低,抑制器红外辐射强度峰值在3～5μm波段降低约50%,在8～14μm波段降低约20%。红外抑制器的下洗气流进口加装弯曲导流片可以对内部混合管高温壁面进行遮挡,有效降低顶部视角的红外辐射强度。最佳排气角度下,利用排气下游隔板的遮挡,正对抑制器排气出口方向(底部视角)上的3～5μm和8～14μm波段红外辐射峰值分别降低约50%和33%。     

旋翼气动加热对直升机红外特征分布的影响

文中采用数值模拟的方法较为系统地研究了旋翼表面温度分布及其对直升机红外辐射特征分布的影响。结果表明:（1）旋翼桨叶上自旋翼转轴到翼尖温度分布呈依次递增的趋势,最高温度值为316K,高出环境温度29 K;遮挡罩表面最高温度值为317 K,高出环境温度30 K;（2） 探测角度一定时,旋翼红外辐射强度随时间上下波动, 旋翼在3～5 m 和8~14 m 波段红外辐射强度随时间的变化趋势基本一致;（3） 旋翼气动加热后3～5 m 波段和8~14 m 波段红外辐射强度值的增量占整机固体对应波段总的红外辐射强度的比重分别为15%～16%、5%～6%;（4）同一发射率下,气动加热的旋翼8~14 m 波段红外辐射强度远大于3～5 m 波段,约为3～5 m 波段辐射强度的30 倍,其8~14 m 波段红外辐射强度约占整机固体8~14 m 波段红外辐射强度的30%~40%, 但降低旋翼表面发射率能有效降低旋翼8~14 m 波段红外辐射强度,同时也能降低旋翼辐射占整机辐射的比重。     

远程迎头探测飞机目标的红外辐射特性研究

研究了远程迎头探测飞机目标的红外辐射特性。分别介绍了飞机迎头的主要红外辐射源,飞机红外辐射特性的计算流程,以及红外光电系统入瞳接收到的蒙皮红外辐射能通量的计算模型,最后对远程探测水平路径大气透过率和飞机目标红外辐射强度进行仿真计算。     

基于Fluent的飞行器流场建模与红外辐射特性分析

以某型战斗机为研究对象,通过三维建模与网格划分过程建立飞机的流场计算模型,基于商用CFD软件ANSYS Fluent 16.0对飞机的外流场特性进行数值模拟。计算中利用太阳射线追踪算法综合考虑了太阳辐射对机身温度场的影响,采用离散坐标法（DO辐射模型）对辐射传输方程进行耦合迭代计算,利用不带化学反应的组分输运模型（Species Transport Model）模拟燃烧后高温尾焰喷射过程,获得了飞机外流场的温度、浓度及尾流组分分布数据。简要分析了太阳辐射对温度场变化的影响,飞行马赫数对流场红外辐射的影响以及尾焰流场分布情况。分析表明:太阳辐射对蒙皮加热较小,最高升温效果仅为5 K左右,随马赫数的增加飞行器机身背部与腹部红外辐射强度差异明显,最高时腹部辐射强度为机身最大辐射强度2倍左右,激波作用下尾焰后方会出现最高450 K和580 K两个间断的核心高温区域,尾焰红外辐射强度分布符合梨形特征分布趋势。