1.3 红外隐身技术的现状
1.3.1 国外动态
1.3.2 国内状况
1.4 装甲车辆的红外隐身技术
装甲车辆被红外探测器发现并被红外制导武器摧毁的根源就是红外辐射, 所以, 降低红外辐射量对于提高装甲车辆的生存能力具有至关重要的作用。可采用下述几种主要措施减少红外辐射。
1.4.1 改变目标红外辐射特性技术
a 改变红外线辐射波段
大多数红外线探测仪器的工作波段都集中在大气窗口波段内,在大气窗口之外, 大气对红外线辐射几乎是不透明的。所以通过改变目标的红外线辐射波段到敌方的红外探测仪器波段之外, 使敌方的红外探测仪器无法探测到己方的红外线辐射。对于装甲车辆,可以在燃油中加入能够提高燃烧效率的添加剂,来改变排出气体的红外光谱分布,使排气的红外频谱处于大气窗口波段之外。
b 模拟背景的红外线辐射背景特征
该技术适用于常温坦克装甲车辆,对高温目标首先应使其变成常温目标, 通过改变坦克装甲车辆的红外辐射分布状态,使目标与背景的红外线辐射相协调, 使坦克装甲车辆的红外线图像成为背景红外线辐射图像的一部分,有效降低敌方探测系统发现目标的概率。
c 红外线辐射变形技术
通过改变目标各部分红外线辐射的相对值和相对位置来改变目标易被红外线成像系统所识别的特定红外线图像特征,从而使敌方难以识别,目前主要采用的是涂料。坦克车辆等车体的面积大,但车体的温度并不高,可在车体表面涂覆特殊红外隐身涂料, 以降低红外辐射,达到隐身目的[13]。
1.4.2 抑制目标的红外线辐射强度
降低目标红外线辐射强度来.自/751论|文-网www.751com.cn/ 也就是降低目标与背景的热对比度,使敌方红外线探测器接收不到足够的能量,减少目标被发现识别和跟踪的概率。
a 降低热源的温度
热成像系统是利用目标与背景的温度差别来识别目标。由斯蒂芬-玻尔兹曼定律可以知道,目标辐射能量密度与其表面温度的四次方成正比,有效地降低目标的表面温度,会收到较好的隐身效果。抑制发动机和其他高温金属部件的红外辐射,可采用绝热复合柴油机,隔热程度可达到45%~65%;或使用热效率高的燃气轮机,可有效地降低坦克、装甲车等车辆上的金属零件的温度[10]。
b 降低发射率
通过采用可对抗红外探测的隐身材料,来降低坦克装甲车辆的红外辐射,减小装甲车辆与外界背景的红外对比度。
1.4.3 调节红外线辐射的传输过程
通过在结构上改变红外线的辐射方向来调节红外线辐射传输的过程是指通过特定的结构部件,在传输过程中改变红外线辐射的辐射方向和辐射特征。抑制发动机排气口温度, 可采用将坦克、装甲车等车辆的发动机废气导入发动机冷却空气排放口, 或改变排气口的位置和形状, 在排气管表面涂覆金属氧化物和非金属涂料, 在排气管上附加挡板等方法来实现[2]。
1.5 主要研究内容
由于目标外形过于复杂,以及受如太阳辐射、天空背景辐射等外部因素和如目标各部分之间的热传导和辐射换热等内部因素的影响较大,拟针对平板部件,综合考虑自然气象条件,运用传热学原理, 使用FLUENT软件建立平板温度场计算模型,并得到平板的温度分布和红外特征。具体主要包括以下内容:
(1)分析平板与外界环境之间的传热过程。
(2)建立平板的数学仿真模型,包括前处理划分网格、确定材料参数、设置边界条件和初始条件、太阳辐射边界条件等,对平板及背景环境进行计算。