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.     

地球辐射对大气层外弹道式目标表面温度场的影响

运用单位半球法计算了地球辐射热流,并详细介绍了推导过程.由于给出微面元上地球辐射热流的解析表达形式,从而使计算凸面大气层外弹道式目标表面上的地球辐射热流变得非常简便.为了准确分析地球辐射对目标表面温度场的影响,利用有限元法建立了热传递模型.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,由于地球辐射的作用,目标绝大部分表面的温度变化范围在10K以内.     

大气层外弹道目标红外辐射特性研究

针对来袭弹道导弹大气层外飞行过程中的目标识别问题,提出了对弹道目标的红外辐射探测仿真方法。红外辐射特性是大气层外弹道式目标的基本特性之一,也是开展目标识别的重要依据。对于弹道式目标的红外辐射特性识别的需求,本文开展了天基红外传感器对大气层外弹道式目标探测红外辐射特性的建模与仿真研究工作。首先建立了天基红外传感器对大气层外弹道式目标探测的红外辐射计算模型,接着基于STK/EOIR开展了典型目标的红外辐射特性仿真,最后分析了弹头目标和诱饵的红外辐射特性。     

大气层外弹道式目标红外特征的数值分析

讨论了有限元非等温性对辐射的影响,并给出了三结点三角形单元的辐射热流公式.在结点温差较小的情况下,平均温度法被证明是合理的.将大气层外弹道式目标视为点目标,使用平均温度法并利用有限元法分析得到的表面温度场计算了目标的红外辐射强度空间分布.在计算过程中考虑了目标空间方位的变化对红外辐射强度的影响,并提出空间辐射矩阵对目标飞行全程的红外辐射计算进行加速.     

大气层外弹道式目标红外辐射特性两种计算方法对比

空间外热流是影响大气层外弹道式目标红外辐射特性的重要因素,其计算方法产生的精度将直接决定大气层外弹道式目标红外辐射特性计算结果的精度.分别用简化和精细两种模型计算了大气层外弹道式目标的温度场、目标红外辐射分布,对比分析了自转和不自转条件下,两种模型在计算结果上的差异.     

大气层外弹道式目标红外辐射分布研究

论述了弹道式目标大气层外飞行过程中红外辐射分布的理论计算方法．并编制了相应的计算机程序。以某钝锥体外形弹道式目标为例，对夜间和午间条件下其发射和反射的红外辐射频谱分布和空间分布分别进行了数值计算。计算结果验证了理论方法和计算程序的正确性。     

大气层外弹道式目标群红外成像建模与仿真

针对天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的成像仿真问题,建立了有效的目标群红外特性理论模型、天基红外传感器成像模型和成像仿真工作框架.首先,基于诱饵释放过程建立了目标群的弹道运动模型,并分析了阳光与阴影弹道的判断条件,结合弹道目标红外辐射特性计算模型,实现了在不同时刻、不同观测点下的目标群红外辐射特性计算;根据目标群与传感器之间的相对位置关系建立了天基红外传感器观测模型,并分析了传感器对目标群的可观测性,然后结合基于点扩散函数建立的焦平面成像模型,实现了天基红外传感器对大气层外弹道式目标群的动态成像仿真.最后根据仿真结果,分析了天基红外传感器识别弹道式目标群的难点和并提出了解决途径.     

含雾湿空气条件下地面目标热特征分析方法

采用考虑自然雾对太阳辐射的衰减、散射作用进而修正的太阳辐射模型,且考虑含雾湿空气条件下雾滴、湿空气与目标表面的换热机理及表面辐射换热、对流换热,建立了含雾湿空气条件下地面目标热特征分析模型,采用该模型计算分析了雾能见度、风速对目标表面温度的影响,分析了典型雾天条件下目标表面温度变化特性。结果表明:在雾出现时段,雾能见度越小或风速越大,目标表面温度值相对越低;考虑雾对目标表面热特征的影响具有很大的必要性。     

基于TDRNN的大气层外弹道式空间红外目标识别

该文提出一种基于时延回归神经网络(TDRNN)的大气层外弹道式空间红外目标识别方法。该网络采用自适应时间延迟器和输出层回归结构,可以针对输入时间序列信号的局部时变信息自适应选择延迟步长,而且具有边跟踪边识别的记忆性动态识别功能。综合考虑弹道式空间目标热物参数和运动状态、空间环境辐射和红外传感器效应等因素,仿真了典型弹道式空间目标的动态红外辐射强度数据,进行了目标识别实验研究。仿真结果表明,提出的TDRNN网络对于弹道式空间红外目标有很强的分类能力。     

目标反射环境红外辐射的模拟研究

基于红外辐射探测大气层外目标时,探测器接收到的目标红外波段辐射不仅包含目标自身辐射,也包含对环境光源辐射的反射,主要为对太阳辐射、地球辐射、地球反照太阳辐射的反射.在按照基本物理原理进行建模的过程中,通过计算给定探测时间太阳、目标、地球以及观测站点在统一坐标系中位置矢量及其相应夹角,模拟了带太阳能帆板的圆柱主体目标反射...     

空间目标温度分布理论分析

分析了影响空间目标温度分布的主要因素,建立了空间目标热平衡方程,并利用节点网络法给出了求解空间目标平衡温度的一般方法,结合具体实例和相应的简化条件,对大气层外某空间目标温度分布进行了数值计算,获得了其在不同的太阳入射角时表面温度的分布曲线,在工程应用中具有一定参考价值.     

强激光武器辐照弹道导弹温度场数值模拟

强激光武器的出现和投入实战对弹道导弹的生存造成了严峻的威胁。根据激光武器的特性和作战机理,分析了导弹壳体上激光辐照强度的影响因素,得到了导弹壳体上激光辐照强度的计算公式,从而计算出了不同作战距离下的激光辐照强度和光斑半径;建立了机载激光武器(ABL)照射弹道导弹壳体的有限元模型,得到了不同作战距离下弹道导弹被打击后内外壁面的温度分布以及内外壁面温度随时间的变化曲线。以上计算模型及计算结果为激光武器对弹道导弹的毁伤效应分析和激光防护方面的研究提供重要参考。     

地球球面和大气折射对气象雷达目标探测的影响

介绍等效地球半径、地球曲率和大气折射指数的概念,讨论地球球面和大气折射对机载气象雷达最大探测距离和测高的影响,并做出定量分析。在此基础上,用Matlab软件提供的可视化工具Simulink建立系统仿真模型,给出仿真结果。用于修正和完善机载气象雷达的目标探测仿真模型,使其能够更准确、合理地反映实战条件下各种背景因素对气象雷达探测性能的影响。     

制冷弹头的红外隐身效果研究

分析了弹道导弹弹头在飞行中段的红外特征,对弹头制冷后红外特征的变化规律进行了数值计算,并定量评估了弹头制冷对美国反导系统的红外隐身效果,最后还论述了在弹头制冷基础上降低弹头表面红外反射率的重要意义.     

空间飞行器对背景辐射的反射特性

介绍了飞行器在地球大气层外的主要辐射，给出了飞行器反射背景辐射强度空间分布的计算方法，并运用计算机对距地面几百千米的某圆锥形飞行器中午和晚上在3～5μm和8～14μm波段内辐射强度的空间分布进行了数值计算，得到了合理的结果。     

空间目标动态红外图像的计算机生成

介绍了大气层外空间目标动态红外图像仿真的实现。对空间目标进行了几何建模和运动特性建模。在此基础上,着重研究了空间目标的红外辐射特性,简化了通常使用的计算航天器温度的节点网络法,建立了空间目标外表面的红外热辐射模型,并将计算结果量化,形成灰度值。最后,利用计算机图形学的方法生成了动态红外图像。     

弹道导弹在飞行过程中的表面温度研究进展

弹道导弹在飞行过程中的表面温度是导弹攻击方和导弹防御方关注 的重点。综述了弹道导弹在助推段、中段和再入段的表面温度以及红外辐射源,重点 给出了弹道导弹中段弹头和诱饵的平衡温度。弹头热惯量大,几乎保持初始温度;气 球诱饵热惯量小,很快就会达到平衡温度。最后指出实际飞行试验中的动态热辐射测量是表面温 度理论研究的重要方向。