末敏弹红外辐射特性及探测

末敏弹作为一种新型攻击坦克装甲目标的武器,已成为国内外发展的重点弹药。对末敏弹进行探测,采取必要的应对措施,对于提高坦克装甲目标的生存几率具有重要意义。在介绍末敏弹工作原理的基础上,分析了末敏弹的红外辐射特性及其探测方法。结果表明:由于末敏弹载体不同,从而使末敏弹的初速差别很大,其红外辐射的峰值波长随初速的增加从长波红外波段移向中波红外波段,在探测末敏弹时,要根据末敏弹红外辐射特性和探测器的响应特性选择探测器,而且在探测时,由于末敏弹为弱小目标,要求探测系统具有较小的瞬时视场。     

地物环境对红外诱饵弹散射特性建模及仿真

针对红外诱饵弹的工作特点,依据其空时域分布特性,建立了诱饵弹的红外辐射模型;根据红外诱饵弹辐射与环境目标的作用机理,利用双向反射率函数（BRDF）建立目标表面面元的散射特性模型,实现了目标表面面元接收诱饵弹的辐射在观测方向产生的辐射亮度计算;并基于OGRE的红外场景仿真平台,对诱饵弹发射前后地物环境的变化进行实时仿真。仿真结果显示了发射诱饵弹后不同时刻诱饵弹辐射对地物环境的影响效果,这对红外诱饵弹研发具有极为重要的意义。     

末敏子弹非稳态红外辐射特性数值仿真分析

为计算末敏子弹在弹道诸点的瞬态红外辐射,根据末敏子弹外壁气动加热、辐射换热和内部导热耦合作用机理,利用流体仿真软件Fluent对完整弹道下末敏子弹的非稳态温度分布进行数值计算。在此基础上,计算分析了子弹弹体和降落伞在3~5 m和8~12 m波段的红外辐射特性及在弹道中的变化规律,并与对应探测视线方向的天空背景红外辐射特性进行对比。计算结果表明:降落伞辐射亮度有时为子弹弹体辐射亮度的一半,但辐射强度可达到子弹弹体辐射强度的21倍,在长波红外波段、弹道减速减旋阶段实现对末敏子弹的告警具有较强的可行性。     

红外/毫米波复合末端制导弹药作战效能仿真评估

以末敏弹药为代表的红外/毫米波复合末端制导弹药在战场上被广泛应用;受诸多条件限制,很难通过实弹射击方式进行末敏弹药攻击装甲集群的效能评估;采用数学仿真试验手段,根据末敏弹作战过程的各个阶段建立了末敏弹弹道模型、稳态扫描模型、目标识别模型以及坦克队形、运动模型,构建按照作战编成进攻的作战态势,进行末敏弹药对坦克目标命中概率的计算,评估红外/毫米波复合制导末敏弹药作战效能;仿真结果表明,末敏弹药是坦克部队的严重威胁。     

红外末敏弹的发展概况

当前,地对地战术导弹的一个特点是采用子母弹。为了提高子弹的毁伤概率,通常在子弹上装末敏装置,称为末敏弹。末敏弹按末敏装置起名,如红外末敏弹、毫米波末敏弹、双模式或多模式末敏弹等。本文主要介绍红外末敏弹的特点、工作过程、引爆概念、信号处理装置和控制部分。     

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.     

末敏弹干扰诱饵效能评估

在介绍末敏弹干扰诱饵的机理、分析影响末敏弹命中精度及诱饵干扰效能的基础上,建立了诱饵效果评估模型,提出了命中概率下降率这一概念,并给出了其表达式,命中概率下降率与末敏子弹的被探测性、末敏子弹的自身探测性、干扰诱饵特性、作战区域背景特性等有关;最后,探讨了诱饵干扰效能的评估试验方法。     

弹道中段目标动态红外辐射特性仿真计算

利用红外光谱辐射特性进行弹道式空间目标探测和识别是一种有效的方法,用该技术探测弹道式空间目标就要对空间目标的红外辐射特性进行研究.在原有目标和诱饵红外辐射特性模型的基础上,综合考虑目标弹道和姿态运动,空间热环境辐射和内热源传热等因素,利用节点网络法建立了弹道中段目标的动态红外辐射计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点、不同运动状态下的中段目标红外辐射特性的仿真计算.根据公开的相关资料,设计了两种目标和诱饵,通过对比分析不同弹道条件下目标与诱饵的辐射特性,验证了计算模型的正确性.     

雷达红外诱饵弹对抗反辐射导弹技术研究

针对雷达电磁诱饵不能诱偏加装红外制导导引头反辐射导弹的问题,提出了雷达红外诱饵弹对抗反辐射导弹的方法,分析了雷达红外诱饵弹的工作原理,建立了红外诱饵弹对抗反辐射导弹的效能模型,仿真分析了不同条件下的效能模型,对红外诱饵弹在实际中的运用有一定的指导意义。     

红外诱饵弹投放装置控制参数研究

红外诱饵弹是作战飞机最常用的一种干扰,它对红外制导空空导弹的干扰效果与投放装置的控制参数密切相关,通过深入研究空战时的红外对抗过程,确定了红外诱饵弹投放装置的主要控制参数.在研究自卫飞机、红外诱饵弹和红外制导导弹的运动特性和红外辐射特征基础上,分析了红外诱饵弹质心干扰原理,建立了红外诱饵弹开始投放及停止投放时间、诱饵弹序列投放时间间隔和齐投数量等投放装置控制参数模型,利用该模型计算了典型条件下诱饵弹投放控制参数与干扰效果的关系,该模型对提高诱饵弹的干扰效率,保护自卫飞机安全具有一定的指导作用.     

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.     

探测光幕中的高速弹丸红外辐射特性分析

为了解决光电探测靶在低照度或夜间条件下不能工作的问题,提出采用红外探测技术设计其探测光学系统,改善其探测性能。根据热辐射原理,及弹丸在高速运动中与外界热交换特点,采用节点网络法,建立弹丸表面热辐射计算方程,并分析高速弹丸在探测光幕的红外辐射特性;利用微分元法,求解弹丸在光幕产生的红外辐射亮度;通过探测光学系统,建立红外探测器的输出光信号量与弹丸在光幕的辐射通量关系;结合弹丸长度与作用距离,分析高速运动弹丸作用在不同幕厚的信号变化,以及不同速度、不同直径弹丸作用在光幕的红外辐射。     

大气层外弹道式目标表面温度场的有限元分析

获取目标表面温度场是进行红外特征分析的重要前提.根据大气层外弹道式目标温度场的轴对称分布特点,在柱坐标系内建立了二维瞬态热传递的有限元模型.模型中的自然边界条件包括太阳辐射、地球辐射、地球反照辐射和空间辐射.最后应用ANSYS软件计算了一种大气层外弹道式目标的表面温度场分布,数值计算表明:在目标飞行全程中,其表面温度在白天和夜晚分别约为34K和14K.该模型对于大气层外弹道式目标的红外探测、隐身和成像仿真具有重要价值.     

有罩雷达目标表面温度场求解方法

针对雷达目标在军事打击的重要战略地位,提出了一种有罩雷达目标表面温度场求解方法。首先,对雷达目标的结构特性进行分析,在此基础上将有罩雷达目标简化为椭球目标;其次,对雷达目标三维温度场进行建模,在球坐标系下建立瞬态热传导方程,分析边界条件,建立热平衡模型;最后,对雷达目标表面温度场模型及边界条件进行简化,提出了基于降维有限差分的迭代法,对目标表面温度场进行数值求解。利用文中算法得到的温度场分布及生成的红外仿真图像,符合实际情况,其温度变化规律与实际一致,建立的温度场模型及求解方法切实可行,为进一步研究目标红外辐射特性提供了基本参数和理论依据。     

坦克动力舱热流场及红外辐射特性分析

为了更好地揭示坦克动力舱的热状态及红外辐射特性,提高坦克战场生存能力,以某型坦克为例,利用商业软件fluent建立了舱内空气与流动的CFD模型。对于动力舱内热边界条件,由汽车仿真分析软件GT-SUITE给出,装甲板的温度场计算采用流固耦合的方法,使其转化为系统内部的边界,并考虑了太阳辐射的影响。最后根据装甲板温度场建立红外辐射特性计算模型,得到了稳态工况下动力舱的热流场和装甲板红外辐射特性强度分布图,可为下一步动力舱内热流场优化和红外特性抑制提供依据。     

高温含粒子自由流红外辐射特性的反向蒙特卡罗法模拟

高温含粒子自由流红外辐射特性的研究在目标探测、燃烧诊断、火焰温度测量等领域有着重要应用．利用反向蒙特卡罗法模拟计算高温含粒子自由流的红外辐射特性,考察了自由流中粒子散射和边界条件对定向辐射热流的影响,并与正向蒙特卡罗法进行比较,比较结果表明反向蒙特卡罗法在计算效率上明显优越．     

基于有源对消的装甲目标被动毫米波隐身技术研究

目前,被动毫米波探测与制导技术已对装甲目标产生了极大的威胁。为提高装甲目标在未来战场的生存能力,该文提出一种基于有源对消的新型毫米波隐身方法。该方法通过装甲目标车载毫米波干扰机发射低功率噪声来降低目标与不同实战背景的辐射温度差,使得末敏弹毫米波辐射计无法探测识别出目标,从而实现其被动隐身功能。与传统基于外形、材料的无源隐身方法相比,该方法不仅可防护不同实战背景下的多种类型目标,还具有布设机动性强、工程实现简单等优点。最后实验结果表明：该方法可使实战环境下装甲目标对其正上方9 0°立体空域内Ka波段、W波段末敏弹辐射计的隐身效能分别达到–20～–8 dB,–15～–8 dB,并且隐身效能较无源隐身方法也有一定的提升。