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。     

舰船的红外辐射特性

随着红外成像制导技术的发展,舰船受到的威胁日益严重。舰船的红外辐射特性研究对舰船的伪装有重要的意义。简述了影响舰船红外特征的因素,论述了对舰船红外辐射特性的模型建立及数学描述,最后对控制舰船红外辐射的技术进行了分析。     

水面舰船红外隐身总体设计分析

隐身性能是当代舰船重要的战技指标,直接影响舰船的生命力,红外隐身作为舰船隐身的主要组成部分,是各国先进战舰隐身设计的重点之一。为研究如何提高水面舰船红外隐身性能,对其3~5mm波段的红外点源特征和8~14mm波段的红外面源特征进行了分析,并分别针对两种红外辐射源,对舰船常用的红外辐射抑制原理和设计方法进行了分析,明确各种红外隐身技术如何在舰船设计中进行应用,可为舰船红外隐身总体设计提供参考。     

主战坦克与地物背景红外辐射特性研究

综述了坦克目标与地物背景红外辐射特性的影响因素;着重讨论了主战坦克和典型地物背景的红外辐射特性。在此基础上,提出了坦克红外成像对抗技术的物理基础。对解决坦克红外特征信号控制总体及主要红外辐射源抑制技术研究有较高的参考价值。     

一种辐射量线性可调红外源设计

针对红外辐射源辐射控制问题,设计了一种均匀可调红外辐射源方案。分析了抛物柱面镜的光学特性,给出了抛物柱面镜反射后的辐射模型,并仿真模拟了抛物柱面镜的准直效果,证明了抛物柱面镜具有很好的会聚作用;对比了百叶窗和双向推拉窗的辐射调节效果,推导了双向推拉窗透光面积的变化模型,得到了推拉窗开口宽度与辐射功率之间的线性关系;基于以上研究,设计了均匀可调红外辐射源原理样机,并进行了验证实验,结果证明通过控制推拉窗开口宽度,能够较好的实现对辐射量的均匀控制。     

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。     

满足烟幕透过率测量的红外辐射源设计

经过理论分析计算,估算出了满足烟幕透过率测量要求的红外辐射源辐射特性,依此,对国内生产的各种红外辐射器件进行了调研分析以及试验测量,最终选择远红外陶瓷发热片为红外辐射源的辐射器件。提出了红外辐射源的结构设计方案,并作了验证试验。进行了烟幕透过率测量仿真计算,分析了辐射源的波动对烟幕透过率测量精度的影响。     

红外标准辐射源特性的蒙特—卡罗解

介绍了红外标准辐射源(表面含镜反射成分)辐射特性的几种研究方法。着重介绍了Monte-Carlo法及应用此法对该种黑体辐射源特性的研究结果,并给出了一些重要结论。     

目标表面太阳辐射特性研究

太阳作为最主要的红外辐射源,对研究目标红外辐射特性具有重要的影响.对目标表面太阳辐射特性进行了详细地分析.首先,给出了表面太阳辐射的计算方法;其次,对影响表面太阳辐射的两个重要因素--大气特征和太阳与目标相对位置进行了详细分析;最后通过实验得出了太阳辐射与太阳角、目标表面方位角和斜面倾角的关系.给目标表面红外辐射特性的...     

红外辐射源标温控及性能测试方法

红外辐射源标是红外系统性能测试的重要设备.根据红外相机外场测试对大辐射面和辐射温度范围宽的辐射源标需求.设计了辐射面达到1 m2的新型红外辐射源标的温控系统,实现了辐射面的多点、大范围、高精度温度测量与PID自动控制,及传感器、加热管和风机的故障自动检测与报警.温控系统通过RS232与计算机通信,实现了其应用的软件控制...     

利用声波法重建舰船排气温度场及红外辐射强度

为了提高舰船排气红外辐射监测水平,提出了一种基于声波法的排气烟羽温度测量和辐射强度计算方法.利用声速与温度的关系,建立排气温度场声学测量模型,通过声波传感器测量的声波传递时间,重建排气烟羽温度分布.利用该温度分布,通过解算红外辐射模型,获取排气红外辐射强度.通过仿真实例对该方法进行了验证,仿真结果表明:基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果,基本解决了舰船排气温度场和辐射强度实时计算的数学模型问题,为进一步开展舰船红外辐射实时监测技术的实船应用奠定了基础.     

战斗机红外点源目标特性计算方法

研究了作为点源目标的战斗机红外辐射特性。将飞机的红外辐射分为排气系统辐射和蒙皮辐射两部分,根据红外辐射相关理论,提出了各自的红外辐射计算方法。在排气系统辐射的计算中,将实测数据、流场计算结果与经验公式相结合,并考虑了尾焰对尾喷口辐射的吸收以及多条尾焰的相互作用。通过计算不同状态、不同波段的战斗机红外辐射,得到了目标辐射随方向、速度、高度、发动机状态的变化规律,并验证了所建计算模型的正确性。     

舰船红外成像模拟

研究并建立了海面舰船的红外理论模型，较为完善地考虑了周围环境对物体及物体各部分之间的相互作用，包括太阳辐射，海／天背景辐射，海／空气的对流，以及船体各部分的传导和相互辐射；同时考虑了舰船内舱对船壁的辐射和对流作用，采用蒙特卡 方法，引入准随机数解决了复杂几何结构表面非漫反射灰体的辐射计算。     

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。     

舰船排气羽流红外辐射特性计算研究

舰船动力系统的高温排气羽流是舰船红外辐射的重要来源之一,通过建立基于CFD数值方法的排气羽流流场分布模型和基于窄带模型C-G近似方法的高温排气红外辐射模型,重点研究了合成风速对排气羽流流场和红外辐射的影响。仿真结果表明:合成风速的大小对排气羽流的形状及辐射分布区域影响显著,合成风速增加一倍的情况下,排气羽流在中波红外谱段平均辐射强度降低了48.1%。也对计算模型可能产生偏差的物理因素进行了初步分析,如不完全燃烧产生的碳粒子对羽流红外辐射传输有显著影响。     

三种典型流动状态下的喷流红外辐射特性

计算了欠膨胀状态、设计状态和过膨胀状态三种典型流动状态下的轴对称收扩喷管在3~5 m波段的喷流红外辐射传输特性,并对三种状态的计算结果进行了分析比较。流场采用有限体积法和重整化群（RNG）k-湍流模型求解N-S方程得到,喷流的红外辐射强度采用有限体积法结合窄带模型求解吸收发射性介质辐射传输方程得到。计算结果显示:欠膨胀状态的喷流红外辐射强度最大,设计状态与过膨胀状态的喷流红外辐射依次降低,随天顶角的增大差距增大,这与喷流的流动特点有关,说明喷流流动特点的改变影响红外辐射的大小,通过控制喷流的流动可以控制喷流红外辐射强度。     

实时海面舰船红外热像仿真平台

实时海面舰船红外热像仿真平台(Real-time Infrared Simulator,RIS)是针对舰船红外抑制和红外对抗研究开发的一款具有自主知识产权的舰船红外仿真系统。该系统集成了船体辐射场、排气烟羽辐射场、海天背景辐射、大气传输计算和红外导引头等功能模块。RIS仿真计算的光谱分辨率达到了20 cm-1,保证了大气、烟羽等气体辐射传输计算的精度。利用RIS能够模拟各种天气状况和气象条件下沿不同视角方向观测时经大气传输后的红外热像。在此基础上,可以对舰船的红外隐身效果、不同红外抑制和红外对抗装置的使用效果以及经济成本进行仿真分析。海上航行实验的测量结果验证了RIS仿真结果的精度。