助推段火箭发动机尾喷焰红外光谱辐射特征精确建模

1

作者 王彪 白璐 +2 位作者 李金录 郭兴 吴家骥 《空天防御》 2024年第3期46-53,共8页

本文提出了一种改进的统计窄谱带(I-SNB)模型用于火箭发动机尾喷焰红外辐射特征的计算。该模型以非均匀模式将窄带内的谱线离散,使离散后的谱线在温度和浓度同时变化的情况下有相似的行为,以适应高度不均匀的喷焰流场。I-SNB模型的建模... 本文提出了一种改进的统计窄谱带(I-SNB)模型用于火箭发动机尾喷焰红外辐射特征的计算。该模型以非均匀模式将窄带内的谱线离散,使离散后的谱线在温度和浓度同时变化的情况下有相似的行为,以适应高度不均匀的喷焰流场。I-SNB模型的建模精度已采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)参考测量数据和逐线积分(LBL)基准解进行评估,结果表明,其建模精度显著优于传统的统计窄谱带(SNB)模型。在此基础上,以美国Atlas5运载火箭为基准构型,结合助推段火箭飞行弹道参数,对助推段发动机尾喷焰光谱辐射特征进行研究,其计算波段范围为2.0~5.0μm、8.0~12.0μm;计算光谱辐射特征包括光谱辐射强度、特征波段辐射图像和积分辐射强度。研究结果对天基红外探测系统助推阶段拦截提供理论支撑。 展开更多

关键词 火箭发动机 红外光谱辐射 尾喷焰 火箭助推 窄谱带模型

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导弹尾喷焰目标红外特性的数值仿真 被引量：32

2

作者 阮立明 齐宏 +1 位作者 王圣刚 杨昌鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期959-962,共4页

综合考虑计算精度和计算效率，基于传统热流法，提出了求解导弹尾喷焰目标红外辐射特性的源项六流法（SSF）模型。以圆柱形介质方向辐射强度的求解为例，通过与反向蒙特卡洛法（BMC）和二流法（TFM）计算结果的比较，证实了SSF模型的可... 综合考虑计算精度和计算效率，基于传统热流法，提出了求解导弹尾喷焰目标红外辐射特性的源项六流法（SSF）模型。以圆柱形介质方向辐射强度的求解为例，通过与反向蒙特卡洛法（BMC）和二流法（TFM）计算结果的比较，证实了SSF模型的可行性和精确性。在给定温度场和粒子、气体等组分辐射物性参数的条件下，分别采用SSF、TFM和BMC法对不同高度导弹喷焰的红外光谱辐射强度进行了求解，结果表明：在2～5斗m波段内，导弹喷焰在2．7、4．3μm（相应波数分别为3704和2326cm^-1）谱带上具有明显的强度峰值，同时，SSF与BMC结果吻合较好，进一步证实了SSF模型的合理性。 展开更多

关键词 方向红外辐射强度 导弹尾喷焰 源项六流法

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巡航导弹尾焰红外辐射特性建模及分析 被引量：19

3

作者 谢蓄芬 任智斌 曹小燕 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期70-74,共5页

对巡航导弹尾焰的流场分布进行了分析,建立了简化工程模型。该模型可在已知尾喷管压力、温度的条件下计算尾焰的温度场和压力场分布,与计算流体力学在相应条件下模拟的尾焰流场特性基本一致。进而以C-G谱带法计算简化模型的辐射亮度分... 对巡航导弹尾焰的流场分布进行了分析,建立了简化工程模型。该模型可在已知尾喷管压力、温度的条件下计算尾焰的温度场和压力场分布,与计算流体力学在相应条件下模拟的尾焰流场特性基本一致。进而以C-G谱带法计算简化模型的辐射亮度分布。计算结果表明,巡航导弹尾焰核心区的辐射亮度特征明显;尾焰辐射3～5μm波段可作为探测尾焰的主要波段;辐射亮度在与尾焰垂直方向最强。本文的结果可为探测巡航导弹及空间相机的谱带选择提供依据。 展开更多

关键词 巡航导弹 尾焰 建模 红外辐射

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基于导弹尾焰特征谱的SVDD检测方法 被引量：4

4

作者 康红霞 黄树彩 +2 位作者 凌强 吴建峰 钟宇 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第8期696-700,共5页

现有天基红外导弹预警系统对目标的探测侧重于对红外图像的处理。从光谱维数据分析角度出发结合支持向量数据描述基本理论,提出了一种基于导弹尾焰特征谱的SVDD检测方法。应用小样本训练数据建立了单分类器,以11型导弹目标的红外辐射尾... 现有天基红外导弹预警系统对目标的探测侧重于对红外图像的处理。从光谱维数据分析角度出发结合支持向量数据描述基本理论,提出了一种基于导弹尾焰特征谱的SVDD检测方法。应用小样本训练数据建立了单分类器,以11型导弹目标的红外辐射尾焰特征谱数据作为训练样本,比较了RBF与SSM作为核函数的检测效果,应用交叉检验的方法确定宽度因子和相似临界因子的值,结果表明,在低信噪比红外图像中,基于SSM-Kernel的SVDD检测性能优于基于RBF-Kernel的检测性能。应用训练样本数据的辐射双峰所对应中心波长作为匹配模板进行识别,实验表明方法具有可行性。 展开更多

关键词 支持向量数据描述 红外弱小目标 目标检测 导弹尾焰 核函数

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红外探测阵列对固体导弹尾焰跟踪定位的研究 被引量：6

5

作者 赵久奋 王明海 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 2000年第4期64-68,共5页

通过分析研究建立了前视红外探测阵列 FLIR( Forward Looking Infra-Red)对导弹进行精确跟踪、定位的数学模型 ,其中包括导弹的运动模型、大气干扰模型和探测阵列的观测模型。利用探测阵列 FLIR的原始观测数据 ,扩展卡尔曼滤波器( EKF)... 通过分析研究建立了前视红外探测阵列 FLIR( Forward Looking Infra-Red)对导弹进行精确跟踪、定位的数学模型 ,其中包括导弹的运动模型、大气干扰模型和探测阵列的观测模型。利用探测阵列 FLIR的原始观测数据 ,扩展卡尔曼滤波器( EKF)精确跟踪导弹目标。由于导弹与探测器的距离较远 ,故可视为点目标。导弹在探测阵列上投影的位置由两部分组成 :导弹真实运动位置和由于大气干扰造成的偏移。滤波器分别估计了这两种位移在探测阵列上的变化。最后用蒙特卡罗法分析了滤波器的性能。 展开更多

关键词 红外探测器 弹道导弹 预警 尾焰跟踪定位

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导弹尾焰红外辐射运动变化探测研究 被引量：2

6

作者 倪家正 程玉宝 沈超 《中国电子科学研究院学报》 2012年第6期632-635,共4页

针对导弹尾焰红外辐射的探测问题,分析了导弹的运动状态对尾焰红外辐射探测的影响,建立了导弹尾焰红外辐射探测模型。主要研究了直线、水平圆弧及爬升和下滑的运动状态的探测模型,并进行了仿真,得出了三种运动状态下导弹尾焰红外辐射运... 针对导弹尾焰红外辐射的探测问题,分析了导弹的运动状态对尾焰红外辐射探测的影响,建立了导弹尾焰红外辐射探测模型。主要研究了直线、水平圆弧及爬升和下滑的运动状态的探测模型,并进行了仿真,得出了三种运动状态下导弹尾焰红外辐射运动探测的变化规律。 展开更多

关键词 导弹尾焰 红外辐射 运动状态 探测模型

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基于窄谱带模型的尾焰红外辐射计算 被引量：8

7

作者 马千里 童中翔 +1 位作者 张志波 马榜 《红外》 CAS 2015年第3期39-44,共6页

尾焰红外辐射的计算是飞行器红外辐射计算的重要环节。在尾焰流场工程计算模型的基础上,从燃烧的化学反应出发,解决了尾喷口处气体组分参数的计算问题,利用基于Malkmus窄谱带模型的C-G近似法得到了尾焰红外辐射的快速计算方法。仿真结... 尾焰红外辐射的计算是飞行器红外辐射计算的重要环节。在尾焰流场工程计算模型的基础上,从燃烧的化学反应出发,解决了尾喷口处气体组分参数的计算问题,利用基于Malkmus窄谱带模型的C-G近似法得到了尾焰红外辐射的快速计算方法。仿真结果表明,该方法能够快速准确地计算出尾焰的辐射,能为红外制导导弹仿真中飞机目标红外辐射的计算提供有效途径。 展开更多

关键词 尾焰 红外辐射 窄谱带模型 尾焰流场

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临近空间平台探测导弹尾焰红外辐射算法研究

8

作者 江峰 盛文 +2 位作者 鲁力 蒋伟 丛海霞 《现代防御技术》 北大核心 2016年第6期91-96,共6页

针对当前平均透过率计算方法在临近空间探测弹道导弹尾焰辐射衰减中的不足,建立了以波数η为参量的辐射传输算法;利用辐射传输程序Pc Modwin对大气中H2O,CO2,O3、气溶胶等因子的导弹尾焰红外辐射衰减能力进行了仿真,通过仿真数据并结合... 针对当前平均透过率计算方法在临近空间探测弹道导弹尾焰辐射衰减中的不足,建立了以波数η为参量的辐射传输算法;利用辐射传输程序Pc Modwin对大气中H2O,CO2,O3、气溶胶等因子的导弹尾焰红外辐射衰减能力进行了仿真,通过仿真数据并结合数学算法,采用多元统计分析的方法对结果进行分析。其结果与平均透过率方法相比具有较高的吻合度,同时该算法稳定性更高,计算过程更简单,实时性更好,具有很高的精度和可行性。 展开更多

关键词 红外辐射 辐射传输算法 大气透过率 临近空间 PcModwin 导弹尾焰

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特征光谱还原的导弹尾焰识别算法设计

9

作者 黄达 黄树彩 +1 位作者 赵炜 刘锦昌 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1505-1509,共5页

因大气吸收因素,天基红外探测器在2.7μm,4.3μm波段附近探测不到大气层内导弹尾焰,本文提出光谱还原算法,根据除这两波段外的其他波段处的辐射强度,估计出这两波段处的辐射强度,运用高斯函数和一元二次函数单波峰、可调节的特性,还原2.... 因大气吸收因素,天基红外探测器在2.7μm,4.3μm波段附近探测不到大气层内导弹尾焰,本文提出光谱还原算法,根据除这两波段外的其他波段处的辐射强度,估计出这两波段处的辐射强度,运用高斯函数和一元二次函数单波峰、可调节的特性,还原2.7μm,4.3μm附近的波峰,使得天基红外探测器可实现大气层内的导弹探测识别,并提出理论数据库的构建理论,弥补当前导弹尾焰光谱数据库更新周期长,数据量大的不足,考虑实际上探测器光谱分辨率有限,提出四点线型判断算法,利用光谱角测度,在计算机上仿真,证实此系列方法可行。 展开更多

关键词 导弹尾焰 天基红外探测 光谱还原 光谱数据库

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某型液体火箭发动机喷注参数与尾焰红外图像特征研究

10

作者 申帅帅 张楠 王大锐 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期45-51,共7页

为了通过某型液体火箭发动机尾焰红外特征监测推力室喷嘴雾化状态,采用多学科仿真技术,耦合蒸发、燃烧和传热过程,建立了三维非稳态推力室蒸发-燃烧-尾焰场一体化仿真模型;采用尾焰图像识别方法,开展液体火箭发动机喷注参数与尾焰红外... 为了通过某型液体火箭发动机尾焰红外特征监测推力室喷嘴雾化状态,采用多学科仿真技术,耦合蒸发、燃烧和传热过程,建立了三维非稳态推力室蒸发-燃烧-尾焰场一体化仿真模型;采用尾焰图像识别方法,开展液体火箭发动机喷注参数与尾焰红外图像特征之间关系的研究。对比热试车尾焰红外图像特性表明,仿真模拟结果准确可靠。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 监测诊断 喷注参数 尾焰特征 红外图像

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弹道导弹主动段红外成像特征仿真分析 被引量：2

11

作者 张阳 刘湘伟 郝成民 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期19-22,共4页

为降低低轨导弹预警卫星的虚警概率,文中在分析弹道导弹主动段红外辐射特征的基础上,通过建立尾焰的几何特征模型和红外特征模型来描述导弹主动段的红外成像特征,并运用模型计算尾焰的红外辐射分布,构建了导弹尾焰的仿真图像,仿真图像... 为降低低轨导弹预警卫星的虚警概率,文中在分析弹道导弹主动段红外辐射特征的基础上,通过建立尾焰的几何特征模型和红外特征模型来描述导弹主动段的红外成像特征,并运用模型计算尾焰的红外辐射分布,构建了导弹尾焰的仿真图像,仿真图像能够准确反映导弹尾焰的红外图像真实情况,为有效识别导弹,提高导弹预警的准确性提供重要参考。 展开更多

关键词 弹道导弹主动段红外成像特征 导弹尾焰几何特征模型 导弹尾焰红外特征模型

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高空高速无人机尾焰红外辐射特性计算研究 被引量：7

12

作者 许爱华 汪中贤 +4 位作者 于坚 张正武 卓家靖 史建军 赵京山 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1700-1707,共8页

尾焰是高空高速无人机红外辐射源的主要组成部分,为了计算高空高速无人机尾焰的红外辐射特性,首先,利用流体仿真软件Fluent对高空高速无人机尾焰的流场进行了数值模拟,在此基础上,利用同时考虑谱线洛伦兹加宽效应和多普勒加宽效应的单... 尾焰是高空高速无人机红外辐射源的主要组成部分,为了计算高空高速无人机尾焰的红外辐射特性,首先,利用流体仿真软件Fluent对高空高速无人机尾焰的流场进行了数值模拟,在此基础上,利用同时考虑谱线洛伦兹加宽效应和多普勒加宽效应的单线组谱带模型理论SLG以及机体遮挡理论,计算了高空高速无人机尾焰的红外辐射强度;其次,采用倾斜路径传输等效方法计算了大气对红外辐射的透过率;最后,计算并分析了某型高空高速无人机在发动机不同工作状态以及不同方位角和观察仰角条件下经过大气衰减后的红外辐射强度,同时分析了无人机飞行俯仰角对尾焰红外辐射强度的影响。 展开更多

关键词 高空高速无人机 尾焰 红外辐射 单线组谱带模型理论 倾斜路径传输等效

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尾焰红外辐射特性计算研究综述 被引量：23

13

作者 张术坤 蔡静 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1277-1282,共6页

目前,尾焰的红外辐射特性计算方法非常多。虽然不同飞行目标尾焰红外辐射特性计算的复杂性有一定差别,但是其计算思路及方法很相似。给出尾焰红外辐射特性计算的基本步骤,并对每一步中使用的主要方法进行分析和比较,给出推荐的使用方法... 目前,尾焰的红外辐射特性计算方法非常多。虽然不同飞行目标尾焰红外辐射特性计算的复杂性有一定差别,但是其计算思路及方法很相似。给出尾焰红外辐射特性计算的基本步骤,并对每一步中使用的主要方法进行分析和比较,给出推荐的使用方法。重点讨论了液体燃料飞行目标尾焰中考虑粒子对于辐射的影响的必要性,及辐射传输方程中三种备受关注的求解方法的研究现状及特点。指出目前红外辐射计算方法中存在的问题及改进方法,为今后尾焰辐射特性计算中方法研究和改进提出建议。 展开更多

关键词 尾焰 红外辐射特性 辐射传输方程 大气传输模型

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反舰导弹喷口及尾焰辐射温度测量方法研究

14

作者 李桂芝 衣同胜 孙健 《现代防御技术》 北大核心 2016年第5期112-115,142,共5页

针对反舰导弹飞行过程中红外辐射特性测量的难题,提出了一种红外目标辐射特性测量和标定方法,可实现对发动机尾喷口和尾焰辐射温度分布的测量。依据靶场环境特性,论证了红外光学系统的作用距离。红外辐射特性测量系统可实现反舰导弹飞... 针对反舰导弹飞行过程中红外辐射特性测量的难题,提出了一种红外目标辐射特性测量和标定方法,可实现对发动机尾喷口和尾焰辐射温度分布的测量。依据靶场环境特性,论证了红外光学系统的作用距离。红外辐射特性测量系统可实现反舰导弹飞行过程发动机工作状态的监控和辐射温度分布测量。 展开更多

关键词 测量方法 红外系统 辐射温度 尾焰 发动机 反舰导弹

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火箭尾喷焰红外辐射特性的理论计算 被引量：6

15

作者 褚宏伟 许小剑 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期10-14,共5页

尾喷焰是一种高温高压气体,向空间辐射较强的热辐射能,对飞行器的隐身性能有重要影响。为计算尾喷焰的红外辐射特性,首先基于Navier-Stokes方程和其他控制方程,在对流场进行划分处理的情况下得到了整个流场的特性分布,包括温度、压力和... 尾喷焰是一种高温高压气体,向空间辐射较强的热辐射能,对飞行器的隐身性能有重要影响。为计算尾喷焰的红外辐射特性,首先基于Navier-Stokes方程和其他控制方程,在对流场进行划分处理的情况下得到了整个流场的特性分布,包括温度、压力和各气体组分参量等。在此基础上,考虑谱线的碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,计算了尾喷焰中包含各气体的谱带模型参数,如吸收系数、谱线间隔密度和谱线半宽等。最后,利用非均匀气体的Curtis-Godson近似,仿真计算了某火箭尾喷焰在2～5μm谱段的红外辐射光谱强度,仿真结果验证了所用方法的正确性。 展开更多

关键词 尾喷焰 红外辐射特性 谱带模型参数

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飞行器尾焰红外辐射的一种工程算法 被引量：4

16

作者 王明东 施燕妹 《红外与激光工程》 EI CSCD 1998年第6期1-4,共4页

文中就尾焰在４３μｍ谱带对红外辐射有贡献的二氧化碳气体进行研究，将分子辐射理论中的宽带模型与辐射输运方程和流场模型三者结合起来，是研究飞行器尾焰红外辐射特性的有效办法，它在红外寻的。

关键词 谱带模型 飞行器 尾焰 红外辐射 燃气射流 流场

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高速飞行目标尾焰红外辐射特性的建模仿真计算 被引量：5

17

作者 祝念 高思莉 岳娟 《红外》 CAS 2018年第5期8-12,共5页

飞行器目标的尾焰红外辐射特性对目标的红外探测、识别和跟踪具有极其重要的作用。为了分析尾焰的红外辐射特性,首先根据经验公式计算出尾焰的流场分布,然后使用窄带模型计算出谱带的光谱吸收系数和透过率;对于非均匀热气体,考虑到碰撞... 飞行器目标的尾焰红外辐射特性对目标的红外探测、识别和跟踪具有极其重要的作用。为了分析尾焰的红外辐射特性,首先根据经验公式计算出尾焰的流场分布,然后使用窄带模型计算出谱带的光谱吸收系数和透过率;对于非均匀热气体,考虑到碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,使用C--G谱带传输模型得到飞行器尾焰2~5μm的红外辐射分布。最后,计算了不同组分的尾焰红外辐射特性,分析了组分分布和大气传输对尾焰红外辐射特性的影响,为探测波段的选择提供了参考依据。 展开更多

关键词 尾焰 红外辐射特性 流场分布 谱带模型 建模仿真

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巡航导弹的红外辐射特性研究 被引量：7

18

作者 张发强 樊祥 +3 位作者 曹翠娇 陈晓斯 朱斌 方义强 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1229-1233,共5页

根据红外辐射理论,分析了巡航导弹的红外辐射特性,建立了巡航导弹在不同飞行速度和视线方向上的红外辐射的简化工程模型,重点对巡航导弹的蒙皮、尾焰、尾喷口以及其反射太阳和地球辐射所产生的红外辐射分别进行了计算。结果表明:在巡航... 根据红外辐射理论,分析了巡航导弹的红外辐射特性,建立了巡航导弹在不同飞行速度和视线方向上的红外辐射的简化工程模型,重点对巡航导弹的蒙皮、尾焰、尾喷口以及其反射太阳和地球辐射所产生的红外辐射分别进行了计算。结果表明:在巡航导弹的红外辐射中,主要是蒙皮、尾焰和尾喷口的辐射,太阳和地球的反射辐射可以忽略不计;同时,巡航导弹的红外辐射主要集中在后向上,并且随着巡航导弹飞行速度和视线的变化而快速变化。 展开更多

关键词 巡航导弹 红外辐射 导弹蒙皮 尾焰 尾喷管 仿真计算

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印度烈火-Ⅱ导弹助推段和再入段红外辐射特性计算研究 被引量：7

19

作者 江涛 丁明松 +3 位作者 刘庆宗 董维中 高铁锁 龙尧松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期157-162,共6页

弹道导弹发射阶段发动机尾焰中的H2O、CO2等大量高温气体组分和弹头再入段高温气体流场以及受气动加热的本体均产生强烈的红外辐射,是红外预警、跟踪、制导的重要信号。针对印度烈火-Ⅱ导弹,开展其助推段和再入段的辐射特性计算分析。... 弹道导弹发射阶段发动机尾焰中的H2O、CO2等大量高温气体组分和弹头再入段高温气体流场以及受气动加热的本体均产生强烈的红外辐射,是红外预警、跟踪、制导的重要信号。针对印度烈火-Ⅱ导弹,开展其助推段和再入段的辐射特性计算分析。从窄带辐射模型出发,考虑流场中重要气体组分的红外辐射机制,建立高温气体组分光谱参数的计算方法,发展了目标红外辐射特性计算软件。根据助推段火箭发动机尾焰流场和再入段流场的数值模拟的物理化学参数,利用所发展的辐射计算软件,计算分析了烈火-Ⅱ导弹助推段和再入段典型状态的红外辐射特性,可以为针对烈火导弹的预警、反导提供参考。 展开更多

关键词 烈火-Ⅱ导弹 发动机尾焰 发射段 再入段 红外辐射

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尾焰辐射强度随视线方向变化规律建模与仿真 被引量：3

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作者 董健 弓馨 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2016年第3期73-77,共5页

尾焰红外辐射强度是导弹预警系统设计所需的重要参数。根据尾焰红外辐射的基本理论以及合理等效,建立了导弹主动段尾焰辐射强度工程计算模型,可用于主动段尾焰辐射强度理论模型的验证及快速估算预报,在此基础上建立了尾焰红外辐射强度... 尾焰红外辐射强度是导弹预警系统设计所需的重要参数。根据尾焰红外辐射的基本理论以及合理等效,建立了导弹主动段尾焰辐射强度工程计算模型,可用于主动段尾焰辐射强度理论模型的验证及快速估算预报,在此基础上建立了尾焰红外辐射强度随观测角度的变化规律模型,以美国大力神火箭(TITAN II)的实验结果为参考标准,对比了该模型与其他模型的计算精度,结果表明该模型均方根误差约是GASL理论模型的1/4,最大误差约是sinθ模型的1/3,并以阿特拉斯导弹(SM-65)和战斧导弹(BGM-109A)为例进行了仿真,结果符合经验规律。 展开更多

关键词 导弹尾焰 红外辐射特性 工程化模型

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