真空环境中烟幕云团形成阶段的膨胀模型

真空条件下,常压下已有的烟幕云团的膨胀模型不再适用.本文分析了真空下烟幕形成机理,基于外界对烟幕云团没有扰动的特点,针对燃烧型和爆炸型烟幕在形成阶段的膨胀特性进行数学建模,得到了烟幕云团膨胀过程中体积及质量浓度与烟幕粒子运动速度、运动时间的关系模型,为进一步研究烟幕粒子在大气层外的运动规律提供了理论基础.     

五帧差分法提取实测红外烟幕图像的特征参数

为提取实测红外烟幕的效应特征量(烟幕宽度、烟幕高度、烟幕遮蔽面积、遮蔽时间)和运动特征量(垂直方向、水平方向的扩散速度)参数,设计了野外测量红外烟幕的试验场地布置方案,应用红外热像仪采集了红外烟幕弹在112 s内爆炸和扩散过程的视频数据,采用了五帧差分法对红外热像仪视频序列中的红外烟幕进行分割和提取,得到了红外烟幕的效应特征量区域和运动特征量区域,并根据场地布置的几何关系对试验结果进行了风向修正,以红外烟幕图像像素点为基本单元,对红外热像仪视频序列中每一帧烟幕的效应特征量区域和运动特征量区域中每一个像素点所代表的实际烟幕高度数值和宽度数值进行了求解,进而得到红外烟幕的效应特征量和运动特征量参数.经实测红外烟幕视频分析验证,该方法可以快速提取红外烟幕特征参数,其爆炸瞬间烟幕宽度、烟幕高度、烟幕遮蔽面积迅速增加至4.7 m,5.2 m,24.2 m2,水平沿风速方向的烟幕前沿扩散速度达到了126 m·s-1,垂直方向烟幕前沿扩散的速度达到了146.3 m·s-1.对研究红外烟幕扩散仿真方程的修正、作战效能评估、作战运用具有较高的实际应用价值.     

真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能研究

基于外层空间高真空的特点,为研究红外干扰材料在外层空间的适用性,实验研究了真空中石墨微粉烟幕的红外消光性能,并与常压下石墨微粉烟幕消光性能进行了比较.结果表明,石墨微粉烟幕在真空度0.03MPa的环境中具有良好的红外消光性能,但弱于常压下的消光能力.分析表明,当真空度较高时,烟幕微粒的沉积速率加快,烟幕有效质量浓度及微粒数浓度减小,烟幕消光性能降低.     

8-14μm波段红外烟幕透过率的测试与修正（英）

为了减少烟幕温度对8-14 μm波段烟幕透过率的影响,分析了有红外辐射源和没有红外辐射源的燃烧型红外烟幕的透过率.结果发现两种情况下5 g发烟剂被点燃后的透过率分别是40%-50% 和15%-20%,燃烧形成的红外烟幕导致烟幕云团具有很强的红外辐射.为此提出了减差修正法,烟幕的透过率通过减去没有红外辐射源时的透过率得到修正,5 g发烟剂的透过率减小为25%-35%.     

多通道烟幕透过率测试

多通道烟幕透过率测试技术,克服了单通道动态烟幕透过率测试随机性大的弊端.实现多通道烟幕透过率测试有几种技术途径,单辐射源扫描式测试是其中最具有可行性的测试方法.     

纳米镍粉对1.06μm和10.6μm激光的消光性能研究（英）

在容积为20 m3的烟幕箱中测试了30 g纳米镍粉形成的烟幕对1.06μm和10.6μm激光的消光性能。其质量消光系数分别为1.542 m2.g-1、1.078 m2.g-1,沉降速度为1.035×10-3m.s-1,与常规材料的烟幕性能比较表明,纳米镍粉形成的烟幕消光性能好,悬浮时间长,是一种能有效干扰1.06μm和10.6μm激光的新型烟幕材料。     

膨胀石墨烟幕对1.06μm和10.6μm激光的消光特性研究

为测试膨胀石墨烟幕红外激光消光特性,在分析膨胀石墨烟幕消光机理的基础上,通过测量其在不同时段的烟幕平均质量浓度和平均激光透过率,得到了膨胀石墨烟幕对1.06μm近红外和10.6μm远红外激光的质量消光系数分别为1.149 8m<'2>/g和0.820 5m<'2>/g.结果表明,膨胀石墨烟幕对两个波长的红外激光具有良好的消光和干扰效果,在光电对抗领域具有广阔的应用前景.     

烟幕对目标毫米波辐射特性干扰效果研究

根据烟幕对毫米波辐射干扰效果测试方法的研究,对几种烟幕材料进行了毫米波辐射特性干扰效果野外测试.结果表明:多频谱和干扰毫米波烟幕材料对目标毫米波辐射特性干扰效果显著,单个发烟罐最大衰减量达7.57dB,平均降低温度对比度100K以上.     

红磷烟幕使用特性及其对红外激光的最佳消光直径

在中型烟幕柜中测试了红磷烟幕的粒度分布,计算了红磷烟幕的发烟能力和自由沉降速度以及对多种波长电磁波的衰减系数,分析了红磷烟幕的多波段消光特性及其在组合烟幕中的应用。研究表明：红磷烟幕平均直径分布在0.5～13μm;发烟能力3.9—22.9;对可见光至14μm红外的衰减系数分布在200／m～41.67/m;沉降速度远小于0.007 m/s并具有良好的组合使用特性。根据Mie理论计算了多种直径红磷烟幕粒子对1.06 μm、3.39 μm和10.6 μm激光的散射、吸收和消光效率因子。分析表明：直径显著小于入射波长的烟幕粒子的消光作用中吸收效应居主导地位;随着粒子直径增大散射效应逐渐增强;当烟幕粒子的尺度接近入射波长时散射和吸收效应趋于一致;红磷烟幕粒子对10.6μm和3.39弘m红外激光辐射的最佳消光直径分别为9.0μm和4.0μm.     

烟幕干扰技术研究进展

阐述了烟幕的干扰机理,从烟幕器材、烟幕剂、烟幕效能的评测技术等几个方面介绍了国外近几年烟幕干扰技术的发展概况,并对其关键技术进行了分析。     

发烟罐烟雾质量浓度时空分布特性

发烟罐是对近地激光类武器系统实施无源干扰的有效手段,研究其烟雾质量浓度时空分布特性,是准确获取激光在烟雾环境下传输特性的基础。基于离散相扩散模型,采用计算流体力学软件Fluent对一种小型发烟罐的烟雾扩散过程进行仿真模拟。分析烟雾释放后不同阶段的质量浓度时空分布特性,以及风速、质量流率等参数对烟雾扩散速度、质量浓度分布的影响规律。结果表明：无风时,烟雾在喷涌阶段呈伞状,停止喷涌后烟雾在弥散阶段呈团状并存在一个质量浓度较大的烟环;在仿真设定条件下最佳风速在2~3 m/s附近;烟雾的空间质量浓度与质量流率呈线性关系;所得成果可为下一步研究近地激光类武器系统抗烟雾干扰性能提供技术参考。     

基于红外遮蔽的地面烟幕防空阵地部署模型研究

现代防空作战中,本着及时响应、快速反应、发挥烟幕最大遮蔽效能的原则,发烟装备必须实现预先阵地配置。将解析几何分析和数值分析算法应用于阵地部署模型的研究：基于三维战场空间和烟幕需求,通过解析几何分析构建了垂直烟幕空间尺度计算模型;基于烟幕扩散模式——高斯烟羽模式,应用数学推导、牛顿下山法构建了单点施放垂直烟幕计算模型。以单点施放烟幕为构成单元,以空间烟幕需求为最终标准,综合建立了多点施放垂直烟幕计算模型,即防御红外制导武器的地面发烟装备阵地部署模型。结合试验对比分析表明：模型计算结果与试验数据一致性较好,构建的模型是合理可行的。     

TG-DTA方法用于橙色发烟剂配方设计研究

为了提高有色发烟剂配方设计效率,使用TG/DTA热分析技术对染料和KClO_3/可燃剂体系进行分析,快速筛选出适合发烟剂体系的染料和可燃剂,并进行配方设计和发烟效果测试。选择最合适反应体系的染料1#与乳糖和KClO_3作为原材料进行配方设计,测试发烟剂体系发烟时间为18s,烟雾为橙色,燃烧后残渣疏松多孔,发烟剂体系OB=-41.7%。     

排烟对狭长空间火灾烟气特性影响的模拟

移动排烟机由于其自身使用的灵活性,被广泛用于火场排烟。以能见度及温度为指标,对狭长空间火灾发生时使用移动排烟机进行排烟的效果进行了大涡模拟。分析结果表明：在不采用任何排烟措施的情况下,烟气蔓延速度快、温度高,容易出现“游走火”现象,可能造成难以预估的伤害;采取正压送风或负压排风的排烟方式对提高空间能见度及降低空间温度有显著作用;正压送风与负压排风联合使用效果不如单独使用一种排烟方式。     

基于高斯扩散模型的催泪弹气溶胶烟雾非致命效能仿真

催泪弹是一种非致命防暴弹。为研究其非致命效能大小,以武警RS97-2型催泪弹为研究对象,应用高斯扩散模型研究了催泪弹气溶胶烟雾的扩散过程。分析了烟雾扩散时西埃斯(CS)催泪剂浓度和烟雾半径的变化规律。用Matlab软件编制的程序进行了仿真计算,得出以催泪弹气溶胶烟雾扩散的有效作用区域作为其非致命效能大小的衡量指标。结果表明,在风速为2m·s~(-1)时,一枚催泪剂装药为20g催泪弹的气溶胶烟雾有效作用区域可达453.7m~2。     

烟幕对红外成像探测干扰作用研究

红外热成像探测、制导技术在现代战争中占有重要地位。通过对红外热像仪的探测原理及烟幕对红外热像探测的干扰机理研究,探讨了冷烟幕和热烟幕对红外热像仪的干扰原理。烟幕箱实验表明,红外热像的探测能力随红外烟幕质量浓度的增加而降低。冷烟幕主要是通过烟幕粒子的吸收和散射作用干扰热像仪;而热烟幕除了具有吸收和散射作用外,还通过烟幕自身发射比目标强得多的红外辐射来屏蔽热像仪,从而起到干扰作用。理论分析与实验结果具有较好的一致性。     

底抛发烟弹的散布分析

底抛发烟弹在弹道上与普通榴弹相似，而结构上是由数个发烟罐组成的弹丸。在详细分析底抛发烟弹工作原理的基础上，分析引起该弹发烟罐散布的各种因素，建立计算其散布的模型，利用该模型计算了一个典型底抛发烟弹的散布。