球形離散顆粒抑制熱噴流紅外輻射規(guī)律研究.pdf

1、海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以及近年的幾次中東局部戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)，紅外制導(dǎo)武器對(duì)現(xiàn)代化高價(jià)值作戰(zhàn)平臺(tái)的威脅已得到廣泛認(rèn)可。與此相對(duì)的是飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的不斷提高，使其紅外輻射相應(yīng)增加。飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)高溫動(dòng)力設(shè)備，如果以犧牲其動(dòng)力性能換取紅外輻射的降低顯然是不現(xiàn)實(shí)的，這就使得其紅外輻射的消除或大幅度減弱成為一個(gè)非常困難的任務(wù)，因而紅外輻射的抑制方法及其理論研究具有很高的軍事價(jià)值。 針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)后向，由熱空腔－尾噴流形成的紅外輻射是飛行器的重要輻射源，

2、氣溶膠紅外遮蔽技術(shù)就是針對(duì)其開(kāi)展的一種紅外抑制技術(shù)，并已在少數(shù)軍事大國(guó)得到實(shí)際應(yīng)用。氣溶膠紅外遮蔽的實(shí)質(zhì)是利用懸浮的粒子對(duì)紅外輻射能量的散射和吸收特性，達(dá)到抑制高溫尾噴流紅外輻射傳輸?shù)男Ч?。此外，目前紅外制導(dǎo)武器的探測(cè)窗口多數(shù)都在中紅外（3～5μm）波段，也有一部分兼顧中、遠(yuǎn)紅外（8～14μm）兩個(gè)大氣窗口。 論文以此為研究背景，從離散顆粒的光學(xué)消光特性研究入手，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，分析獲得球形離散顆粒抑制熱噴流（含熱空腔）紅外輻射傳

3、輸?shù)闹饕绊懸蛩?，最后通過(guò)系統(tǒng)的數(shù)值研究探討了這幾個(gè)因素對(duì)紅外抑制率的影響規(guī)律。研究波段以中紅外為主，研究角度為噴流后向0o～90 o。 研究結(jié)果表明，影響離散顆粒紅外抑制規(guī)律的因素可分為兩個(gè)方面：一方面與顆粒本身的光學(xué)特性有關(guān)，其中涉及的基本因素是顆粒粒徑和顆粒的復(fù)折射率，通過(guò)這兩個(gè)因素確定輻射傳輸計(jì)算中所需的消光效率因子、非對(duì)稱因子以及顆粒的前向散射因子，進(jìn)而影響輻射傳遞規(guī)律；另一方面與顆粒在噴流射流中的擴(kuò)散分布，即與每個(gè)計(jì)

4、算單元體中的顆粒數(shù)濃度密切相關(guān)，其中涉及的主要因素有粒徑、噴射濃度、噴射速度、顆粒導(dǎo)熱系數(shù)等。 以上因素中粒徑對(duì)抑制率的影響規(guī)律最為復(fù)雜，不僅直接影響顆粒消光特性參數(shù)，還影響到顆粒在噴流中的擴(kuò)散規(guī)律及單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)濃度，研究范圍內(nèi)顯示粒徑在1.0μm左右最佳；復(fù)折射率的實(shí)部對(duì)抑制率的影響不大，虛部的影響顯著，最佳值在3.0左右；噴射濃度的提高可顯著提高紅外抑制率，但抑制率并不是隨噴射濃度的增加成線性增大；噴射速度對(duì)抑制率有一