留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

中段飞行弹道导弹表面温度与辐射特性计算

李享 李劲东 王玉莹 孙晓峰 杨冬

李享, 李劲东, 王玉莹, 孙晓峰, 杨冬. 中段飞行弹道导弹表面温度与辐射特性计算[J]. 红外技术, 2022, 44(2): 134-139.
引用本文: 李享, 李劲东, 王玉莹, 孙晓峰, 杨冬. 中段飞行弹道导弹表面温度与辐射特性计算[J]. 红外技术, 2022, 44(2): 134-139.
LI Xiang, LI Jindong, WANG Yuying, SUN Xiaofeng, YANG Dong. Calculation of Temperature and Radiation Characteristics of Midcourse Ballistic Missiles[J]. Infrared Technology , 2022, 44(2): 134-139.
Citation: LI Xiang, LI Jindong, WANG Yuying, SUN Xiaofeng, YANG Dong. Calculation of Temperature and Radiation Characteristics of Midcourse Ballistic Missiles[J]. Infrared Technology , 2022, 44(2): 134-139.

中段飞行弹道导弹表面温度与辐射特性计算

详细信息
    作者简介:

    李享(1991-),男,湖北襄阳人,博士研究生,主要研究方向为目标特性分析。E-mail:cast_lixiang@outlook.com

    通讯作者:

    李劲东(1963-),男,研究员,博士生导师,主要从事光学遥感方面的研究。E-mail:ljdcast@163.com

  • 中图分类号: TJ761.3

Calculation of Temperature and Radiation Characteristics of Midcourse Ballistic Missiles

  • 摘要: 中段飞行弹道导弹目标辐射特性对于探测手段选择、传感器设计等具有重要意义。以采用红外隐身技术的弹道导弹为研究对象,考虑表面隐身涂层特性和进出地影的影响,采用有限体积法计算了弹道导弹在整个中段飞行过程中的温度变化;结合导弹自身辐射与太阳、地球辐射光谱,给出了导弹0~15 μm范围内的辐射特性;研究了导弹表面温度和辐射特性的关系,不同表面涂层在光照与地影状态下的探测差异。结果表明,相比于表面温度,涂层光学参数对导弹辐射特性的影响更大,同一涂层的可见光和红外突防效能存在矛盾,可以采用两种探测方法协作,提高探测能力。
  • 图  1  导弹中段与外界环境的能量交换

    Figure  1.  The energy exchange of midcourse target

    图  2  光照状态表面温度变化

    Figure  2.  Surface temperature variety in illumination

    图  3  光照状态,导弹0~15 μm波长范围内的光谱辐射强度分布

    Figure  3.  Spectral radiation intensity distribution of missile within 0-15 μm in illumination

    图  4  导弹迎头方向8~14 μm辐射强度

    Figure  4.  Infrared radiation of missile in the forward direction within 8-14μm

    图  5  阴影状态表面温度变化

    Figure  5.  Surface temperature variety in shadow

    图  6  阴影状态,导弹0~15 μm波长范围内的光谱辐射强度分布

    Figure  6.  Spectral radiation intensity distribution of missile within 0-15 μm in shadow

    图  7  导弹本体坐标系极坐标划分

    Figure  7.  Polar coordinate division of missile

    图  8  XOY平面内,辐射强度随观察角度变化

    Figure  8.  Radiation intensity varies with observation angle in XOY plane

    图  9  YOZ平面内,辐射强度随观察角度的变化

    Figure  9.  Radiation intensity varies with observation angle in YOZ plane

    表  1  几种涂层材料可见光吸收率及红发射率[17]

    Table  1.   Solar absorptance and IR emissivity of several coating materials

    Numbers Paints αS εIR αS/εIR
    No.1 White paint 0.19 0.94 0.2
    No.2 Polyester resin 0.17 0.5 0.34
    No.3 Aluminum silicon paint 0.25 0.28 0.89
    No.4 Grey paint 0.87 0.87 1
    No.5 Aluminum paint 0.54 0.45 1.2
    No.6 Graphite paint 0.782 0.49 1.6
    No.7 Aluminum foil 0.192 0.036 5.33
    下载: 导出CSV
  • [1] 李士刚, 张力争. 弹道导弹突防措施分析[J]. 指挥控制与仿真, 2014, 36(6): 73-76. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QBZH201406017.htm

    LI Shigang, ZHANG Lizheng. Analysis on penetration strategies for ballistic missile[J]. Command Control & Simulation, 2014, 36(6): 73-76. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QBZH201406017.htm
    [2] Ender T, Leurck R F, Weaver B, et al. Systems-of-systems analysis of ballistic missile defense architecture effectiveness through surrogate modeling and simulation[J]. IEEE Systems Journal, 2010, 4(2): 156-166. doi:  10.1109/JSYST.2010.2045541
    [3] 丰松江, 聂万胜. 中段弹道导弹和背景红外辐射研究概况[J]. 红外, 2006, 27(11): 19-22. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWAI200611007.htm

    FENG Songjiang, NIE Wansheng. Study on infrared radiation of ballistic missile targets and their background in midcourse[J]. Infrared, 2006, 27(11): 19-22. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWAI200611007.htm
    [4] 申文涛, 朱定强, 蔡国飙. 中段弹道目标的温度场与红外辐射特性计算[J]. 宇航学报, 2010, 31(9): 2210-2217. doi:  10.3873/j.issn.1000-1328.2010.09.023

    SHEN Wentao, ZHU Dingqiang, CAI Guobiao. Calculation of temperature field and infrared radiation characteristics of midcourse ballistic target[J]. Journal of Astronautics, 2010, 31(9): 2210-2217. doi:  10.3873/j.issn.1000-1328.2010.09.023
    [5] 罗晨星, 盛文. 弹头壁面温度场建模及红外辐射特性研究[J]. 空军预警学院学报, 2014, 28(4): 254-257. doi:  10.3969/j.issn.2095-5839.2014.04.006

    LUO Chenxing, SHENG Wen. Modeling of missile wall temperature field and its infrared radiation characteristics[J]. Journal of Air Force Early Warning Academy, 2014, 28(4): 254-257. doi:  10.3969/j.issn.2095-5839.2014.04.006
    [6] 杨星, 吴晓迪, 陈杰. 包络球与空间气球间温度分布及红外辐射特性的差异[J]. 红外技术, 2018(4): 395-399. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS201804015.htm

    YANG Xing, WU Xiaodi, CHEN Jie. Differences of temperature distribution and infrared radiation feature between envelope balloon and spatial balloon[J]. Infrared Technology, 2018(4): 395-399. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWJS201804015.htm
    [7] 孙成明, 袁艳, 赵飞. 空间目标天基成像探测信噪比分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1654-1659. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201505047.htm

    SUN Chengming, YUAN Yan, ZHAO Fei. Analysis of SNR for space-based imaging detection of space object[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1654-1659. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201505047.htm
    [8] 王盈, 黄建明, 魏祥泉. 空间目标在轨红外成像仿真[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2593-2597. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201509010.htm

    WANG Ying, HUANG Jianming, WEI Xiangquan. Infrared imaging simulation of space target in orbit[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(9): 2593-2597. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201509010.htm
    [9] 黄浩, 陶华敏, 陈尚锋. 基于混合融合策略的双波段红外小目标检测方法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2827-2831. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201409008.htm

    HUANG Hao, TAO Huamin, CHEN Shangfeng. Dual-band infrared dim target detection based on hybrid fusion algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 2827-2831. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ201409008.htm
    [10] Adomeit U, Ebert R. Improved target detection by IR dual-band image fusion[C]//Proc. Of SPIE, 2009, 7481: 74810B.
    [11] 杨桄, 童涛, 陆松岩, 等. 基于多特征的红外与可见光图像融合[J]. 光学精密工程, 2014, 22(2): 489-496. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXJM201402034.htm

    YANG Guang, TONG Tao, LU Songyan, et al. Fusion of infrared and visible images based on multi-features[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(2): 489-496. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXJM201402034.htm
    [12] 王宇庆, 王索建. 红外与可见光融合图像的质量评价[J]. 中国光学, 2014, 7(3): 396-401. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGA201403007.htm

    WANG Yuqing, WANG Suojian. Quality assessment method of IR and visible fusion image[J]. Chinese Journal of Optics, 2014, 7(3): 396-401. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGA201403007.htm
    [13] 王霄, 高思莉, 李范鸣. 深空双波段红外动态场景仿真与目标分析[J]. 激光与红外, 2017, 47(9): 1123-1127. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JGHW201709013.htm

    WANG Xiao, GAO Sili, LI Fanming. Simulation and target analysis of dual-band infrared dynamic scene in deep space[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 47(9): 1123-1127. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JGHW201709013.htm
    [14] 李波. 红外隐身技术的应用及发展趋势[J]. 中国光学, 2013, 6(6): 818-823. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGA201306004.htm

    LI Bo. Application and development trend of infrared stealth technology[J]. Chinese Journal of Optics, 2013, 6(6): 818-823. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGA201306004.htm
    [15] 周啟航, 张刘, 霍明英, 等. 弹道导弹中段突防弹道设计与验证[J]. 光学精密工程, 2015, 23(9): 2645-2655. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXJM201509028.htm

    ZHOU Qihang, ZHANG Liu, HUO Mingying, et al. Design and validation of ballistic missile midcourse penetration trajectory[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(9): 2645-2655. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXJM201509028.htm
    [16] 张骏, 杨华, 凌永顺, 等. 弹道导弹中段弹头表面温度场分布理论分析[J]. 红外与激光工程, 2005, 34(5): 582-586. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ200505017.htm

    ZHANG Jun, YANG Hua, LING Yongshun, et al. Theoretical analysis of temperature field on the surface of ballistic missile warhead in midcourse[J]. Infrared and Laser Engineering, 2005, 34(5): 582-586. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HWYJ200505017.htm
    [17] 刘石泉. 弹道导弹突防技术导论[M]. 北京: 中国宇航出版社, 2003: 179-184.
  • 加载中
图(9) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  195
  • HTML全文浏览量:  338
  • PDF下载量:  110
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-08-11
  • 修回日期:  2020-08-01
  • 刊出日期:  2022-02-20

目录

    /

    返回文章
    返回