發(fā)布時(shí)間：2022-02-22 19:04

　　隨著紅外探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展,探測(cè)器性能不斷提高,再加上全天候工作能力,使得地面武器裝備的生存受到極大的威脅,尤其是坦克、裝甲車等具有大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的熱源目標(biāo)。為對(duì)抗紅外探測(cè),本文提出了基于隔熱冷屏的溫度控制技術(shù)和基于電介質(zhì)/金屬/電介質(zhì)多層膜的發(fā)射率調(diào)控技術(shù),用以降低熱源目標(biāo)的紅外熱特征,實(shí)現(xiàn)紅外隱身。為獲得熱源目標(biāo)的紅外輻射特性,以裝甲車為典型熱源目標(biāo),采集了不同狀態(tài)、不同距離下的紅外熱像圖,分析其紅外輻射特性。通過分析發(fā)現(xiàn),目標(biāo)主要熱源部位為排煙管,在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)其表面8～14μm波段紅外輻射溫度最高可達(dá)67.9℃,比地表紅外輻射溫度高41.2℃。針對(duì)熱源目標(biāo)的紅外熱特性,提出了采用冷屏屏蔽熱源目標(biāo)紅外特征的隱身方案。首先通過實(shí)驗(yàn)手段研究了冷屏結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)高溫?zé)嵩茨繕?biāo)熱屏蔽性能的影響。之后,構(gòu)建冷屏仿真模型,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性和可靠性。然后,基于仿真模型對(duì)影響冷屏溫控效果的因素進(jìn)行了參數(shù)分析,包括冷屏流道布局、流道高度、進(jìn)口體積流率和隔熱材料厚度等。研究結(jié)果表明,增大流程數(shù)會(huì)降低冷屏冷面最大溫差,冷面均溫性更好,但會(huì)增大流阻;流道高度對(duì)冷屏熱屏蔽效果影響較小;增大體積... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１大氣紅外透射光譜圖１２１??在軍事探測(cè)中，紅外探測(cè)器的響應(yīng)波段通常在紅外大氣窗口內(nèi)（０．７６？２．５／ｍｉ、??３？５／／ｍ和８？１４／／ｍ）

?第１章緒論???在紅外探測(cè)系統(tǒng)中，探測(cè)器的探測(cè)波段需處于紅外大氣窗口內(nèi)。目前，軍事上常??用的紅外大氣窗口主要是３？５／ａｎ和８？１４／／ｍ。??對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)上的機(jī)動(dòng)目標(biāo)，由于自身熱慣量以及表面材料輻射性質(zhì)與背景存在??差異，使得目標(biāo)和背景對(duì)于外界環(huán)境變化（太陽(yáng)輻照和空氣溫度變化）的熱響應(yīng)??不同，因而造成目標(biāo)與背景的紅外輻射特性存在顯著差別。更重要的是，目標(biāo)在??機(jī)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)停止后的相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都屬有熱源狀態(tài)，熱源部位溫度會(huì)達(dá)到上??百攝氏度，成為明顯的暴露征候，如圖１．２所示。因此，降低熱源目標(biāo)的紅外熱??特征信號(hào)成為武器裝備生存的先決條件。另外，隨著熱紅外偵察與探測(cè)技術(shù)的發(fā)??展，探測(cè)器性能不斷提高，各種熱紅外制導(dǎo)武器競(jìng)相應(yīng)用于現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)，進(jìn)一步對(duì)??軍事目標(biāo)的生存構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，為對(duì)抗紅外探測(cè)，紅外隱身技術(shù)便成了各??國(guó)學(xué)者爭(zhēng)相研究的方向。??－??Ｌ?＇?？．…?＾??圖１．２坦克的暴露征候??１．２熱源目標(biāo)紅外隱身研究現(xiàn)狀??１．２．１紅外隱身研究現(xiàn)狀??紅外隱身技術(shù)就是通過一定的手段削弱目標(biāo)的紅外熱特征信號(hào)，使其與環(huán)境??背景相當(dāng)，從而降低敵方探測(cè)器的發(fā)現(xiàn)概率，進(jìn)而減小紅外制導(dǎo)等武器對(duì)目標(biāo)的??威脅，提高目標(biāo)的生存概率�，F(xiàn)階段，一般的紅外探測(cè)器主要工作在３？５／／ｍ和??８？１４／ｍｉ兩個(gè)紅外大氣窗口波段。因此，熱源目標(biāo)的紅外隱身主要是降低目標(biāo)在??這兩個(gè)紅外大氣窗口波段的輻射特征，使其接近于環(huán)境背景的輻射特征Ｗ。根據(jù)??斯蒂芬－玻爾茲曼定律（五＝？Ｊ：Ｔ４）可知，目標(biāo)的紅外輻射特性主要由自身的溫??．度Ｔ和發(fā)射率＾決定。因而，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)紅外隱身的技術(shù)途徑主要有兩種：降低目??

?第１章緒論???１．２．１．１溫度控制技術(shù)??對(duì)于熱源表面溫度的控制，通常采用的方法是在需要隱身的目標(biāo)表面上加多??層隔熱材料，構(gòu)成熱紅外隱身偽裝遮障，從而阻隔大量的熱傳至目標(biāo)表面，全面??降低目標(biāo)紅外特征信號(hào)。此外，還可對(duì)通風(fēng)和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，利用空氣對(duì)流??的方式，將熱量從目標(biāo)表面不易探測(cè)的方向傳遞給周圍空氣，進(jìn)而降低目標(biāo)熱源??溫度。例如，瑞典ＳＴＲＶ－１２２坦克，通過在車頂加裝“小涼殺以及身披偽裝材料??的方式實(shí)現(xiàn)偽裝遮障，如圖１．３所示。Ｔ－８４坦克通過在發(fā)動(dòng)機(jī)艙的頂部貼附隔熱??材料，用外界冷空氣給發(fā)動(dòng)機(jī)艙通風(fēng)等方式來(lái)降低艙體表面的溫度，改進(jìn)后的表??面熱信號(hào)特征是原來(lái)的１／７？１／５。法國(guó)ＧＩＡＴ集團(tuán)生產(chǎn)的“勒克萊爾”主戰(zhàn)坦克，??其車身采用雙層結(jié)構(gòu)，冷空氣在雙層結(jié)構(gòu)之間循環(huán)流動(dòng)，該結(jié)構(gòu)顯著降低了坦克??發(fā)動(dòng)機(jī)艙和車身表面的紅外輻射特征。??ｗｍ??圖１．３瑞典ＳＴＲＶ－１２２坦克偽裝系統(tǒng)??相變材料也常用于目標(biāo)的紅外隱身。相變材料在發(fā)生相變過程中，可吸收環(huán)??境的熱（冷）量，并在需要時(shí)放出熱（冷）量。并且發(fā)生相變時(shí)，自身溫度變化??很校利用這一特性，可將相變材料用于目標(biāo)的溫度調(diào)控，通過相變材料的吸放??熱來(lái)控制目標(biāo)溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)紅外隱身［６］。ＭＣｋｍｎｅｙ［７］將微膠囊相變材料與紡織??材料相結(jié)合，并將其覆蓋在加熱板和小船的發(fā)動(dòng)機(jī)上。通過紅外探測(cè)器觀察發(fā)現(xiàn)，??這種含有相變材料的紡織品可以屏蔽目標(biāo)的紅外熱特征。Ｆｕ等人％為降低軍事目??標(biāo)與背景的紅外輻射強(qiáng)度差異，提出將微膠囊相變材料應(yīng)用于目標(biāo)，并給出了多??種應(yīng)用形式，比如將微膠囊相變材料當(dāng)做控溫涂層，或?qū)⑵涮砑拥蕉嗫着菽牧希??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3640049