开题报告
- 研究背景及意义
随着红外制导武器以及红外探测系统的迅猛发展，军用飞机甚至民航飞机的安全都受到了严重的威胁[1]。民航飞机在飞行时受到剧烈的气动加热，同时后机身发动机舱蒙皮受到来自内部高温发动机壁面的加热，导致整机蒙皮成为 8-14mu;m 的主要红外辐射源；同时发动机排气喷管以及发动机腔体的高温可视部件是3-5mu;m波段的主要红外辐射源，这些红外辐射特征正是各种红外制导武器探测和跟踪的主要信号源。近年来随着以 8-14mu;m 波段红外辐射为目标的红外成像探测技术的发展，红外制导武器已经从单一的短波 3-5mu;m 波段制导向长波 8-14mu;m 波段发展，由点源探测能力逐步实现多波段的成像探测能力，使得红外制导武器对作战飞机的威胁更加严重[2]。故探究民航飞机的辐射特性规律，并分析原因具有现实意义。
- 国内外研究现状
飞机的红外辐射主要有四方面的来源：飞机蒙皮受到气动加热、发动机舱的辐射、尾焰的辐射以及反射太阳和大气的辐射。国内外对此进行了详尽的研究。
2.1飞机蒙皮气动加热
曲兆俊、张二磊、周方[3]建模研究了 F35 隐身战斗机的红外辐射特性。根据隐身飞机的结构、材料等数据，建立了隐身飞机和发动机的三维模型。通过流场仿真计算得到飞机机体的温度场，尾焰的温度场、压力场以及气体组分浓度场。利用高温气体数据库 HITEMP，建立尾焰的窄谱带辐射模型，计算了尾焰气体沿视线的光谱透过率，获得了尾焰的光谱亮度数据及亮度分布图像。建立了尾喷口和蒙皮的辐射模型，获得了飞机各方位角光谱辐射特性及辐射强度数据。
孙卫，王彪[4] 针对红外对抗与空战仿真的研究需要，对空中飞机红外图像的生成方法进行研究。在目标飞行高度3km飞行速度0.6 Ma，发动机工作在最大状态，探测器与目标 距离为 1000 m，探测器像素数为480times;480太阳位于机体正上方上。根据以上条件分别生成不同方位的3～5mu;m、8～12mu;m的飞机红外图像如下:
3～5mu;m 8～12mu;m
王杏涛[2]建立了综合考虑飞行器气动加热、发动机舱蒙皮传热及排气喷管加热下的整机蒙皮温度场模型，系统地研究了飞行马赫数、太阳辐射、蒙皮表面温度和表面发射率对飞行器蒙皮红外辐射特征的影响规律，以及因气动加热和发动机舱传热导致的局部高温区红外辐射占整机辐射的比例，获得了局部高温区域降温和降发射率对整机蒙皮红外辐射的抑制规律。
黄 伟，吉洪湖[5]采用典型背景下的飞行器红外辐射特征计算模型，研究了蒙皮反射太阳、大气和地面等背景 辐射对亚声速飞机总的红外特征的影响。计算分析了背景辐射对降低发射率的红外抑制效果的影响。结果表明：太阳辐射对飞机前向探测区域3~5mu;m波段的红外辐射强度影响最大，大气和地面辐射对飞机前向和侧向探测区域8~14mu;m波段的红外辐射影响更明显；探测方位、季节不同,影响程度也不同；蒙皮反射的背景红外辐射使得降低发射率措施的红外抑制效果降低甚至失效。
