隱身飛機(jī)尾焰紅外探測仿真技術(shù)研究.pdf

1、由于越來越多的隱身飛機(jī)采用多種隱身技術(shù)并可以實(shí)現(xiàn)超音速巡航，當(dāng)前大多數(shù)雷達(dá)對其防衛(wèi)措施十分有限。若能用紅外探測系統(tǒng)對隱身飛機(jī)進(jìn)行探測和預(yù)警，那么為對隱身飛機(jī)采取反制手段提供重要依據(jù)。高溫尾焰不僅是隱身飛機(jī)的主要紅外輻射源，而且它的光譜分布比較獨(dú)特，是紅外隱身首先考慮的對象，因此對其研究具有重要意義。
　　本文以F-22尾噴管為模型進(jìn)行建模和仿真，對隱身飛機(jī)尾焰紅外探測相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，為臨近空間平臺對隱身飛機(jī)尾焰進(jìn)行紅外探測與跟

2、蹤提供了理論與技術(shù)基礎(chǔ)。具體研究工作內(nèi)容如下：
　?。?）對隱身飛機(jī)尾焰的紅外輻射強(qiáng)度分析。利用GAMBIT對尾噴管建立幾何模型，并通過網(wǎng)格劃分對尾焰流場計(jì)算域進(jìn)行離散化處理，然后利用FLUENT仿真得到尾焰流場的溫度、壓強(qiáng)等數(shù)據(jù)。鑒于尾焰流場溫度、壓強(qiáng)等分布不均勻特點(diǎn)且其紅外輻射的光譜選擇性，采用C-G譜線近似法，根據(jù)仿真數(shù)據(jù)，對尾焰流場結(jié)合視線方向和射流方向進(jìn)行分層。用均勻氣體紅外輻射強(qiáng)度的計(jì)算方法計(jì)算每一層氣柱的紅外光譜透過

3、率，然后分析不同隱身措施的影響，計(jì)算出隱身飛機(jī)尾焰在不同探測視角下的紅外輻射強(qiáng)度。
　?。?）分析紅外輻射特性、大氣傳輸衰減和探測系統(tǒng)性能參數(shù)對紅外探測系統(tǒng)作用距離的影響。其中對于最為復(fù)雜的大氣傳輸?shù)挠绊?，是?jì)算探測距離的難點(diǎn)，雖然MODTRAN計(jì)算大氣透過率模擬結(jié)果比較精確，但難以調(diào)用。本文通過編程將MODTRAN軟件計(jì)算大氣透過率與紅外系統(tǒng)作用距離改進(jìn)計(jì)算模型結(jié)合起來，采用逐步逼近法，計(jì)算了地基、空基和臨近空間基不同探測平臺對

4、隱身飛機(jī)尾焰的紅外探測作用距離，分析出了臨近空間對隱身飛機(jī)尾焰的探測優(yōu)勢。
　?。?）鑒于臨近空間的探測優(yōu)勢，利用臨近空間基雙探測器對隱身飛機(jī)尾焰進(jìn)行探測。通過自適應(yīng)濾波預(yù)測方法實(shí)現(xiàn)方位數(shù)據(jù)對齊，用探測器與目標(biāo)方位形成的兩條射線的異面公垂線與射線的交點(diǎn)作為目標(biāo)的估計(jì)值，達(dá)到方位定位目標(biāo)。通過定位距離以及尾焰輻射強(qiáng)度的函數(shù)擬合，得出隱身飛機(jī)理論識別模型。
　?。?）最后，為了對隱身飛機(jī)尾焰進(jìn)行紅外探測仿真分析更加便捷，利用上述