宽波段红外诱饵药剂及辐射规律研究(2)
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
1.1 研究背景及意义
当今世界高科技迅猛发展，作为高科技前沿的武器装备更是不断改进，日趋完善的红外制导导弹日益显示出其对飞机、舰船及车辆等重要目标的极大威胁，这就迫使人们不断开发出先进的红外对抗手段，其中红外诱饵是现代战争中对抗红外导弹比较有效的方法[1,2]，而红外诱饵剂是一种红外区产生强烈辐射的烟火剂，用于装填各类红外诱饵弹及红外干扰器材。它能模拟飞机、舰艇、装甲车辆等目标的红外辐射特性，对各种红外侦查、观瞄器材和红外寻的导弹起引诱、迷惑和扰乱作用。自从二十世纪吹冰十年代开始使用以来，已经成为对抗红外制导导弹的重要手段[4]。红外辐射烟火剂研究的关键是在特定光谱波段内应具有最大的红外辐射强度。所谓特定波段是指红外大气窗口1-3μm, 3-5μm, 8-14μm 等波段。欲在特定波段内获取最大的辐射强度, 研究红外诱饵药剂的组分组成及其变化对各波段红外辐射特征的影响规律至关重要[5]。现代导弹的红外导引头主工作波段一般在3-5μm和8-14μm波段。因此红外诱饵要起到有效的干扰作用，在3-5μm和8-14μm波段内必须要有足够强度的红外辐射能量，按干扰原理和试验表明, 红外诱饵与载机辐射强度之比大于2，即可起到干扰作用。实际应用中，一般要求这个比值为7-10，这就要求红外诱饵在3-5μm波段具有较高的红外辐射强度[6]。这就要求寻找其它途径提高红外诱饵的选择辐射、即3-5μm，8-14μm波段的红外辐射[7]。例如早期的红外诱饵剂由镁和聚四氟乙烯组成,由于其有很高的能量,被广泛应用于红外诱饵弹。作为红外诱饵剂,镁/聚四氟乙烯在燃烧过程中燃烧温度很高,而且放热量也很大，产生的辐射强度很强，在近、中和远红外三个波段内能产生较强的红外辐射,但其辐射光谱为近中远红外依次降低。能有效地对点源红外制导、探测和观瞄系统进行干扰或诱骗[8,9]。理想的红外诱饵弹,为满足战斗使用的要求，通过模拟飞机、舰船等要保护的目标热源，其红外光谱辐射特性应与被保护的目标有相似光谱辐射分布（特别是在更先进的红外制导导引头的工作波段内），且辐射强度足够大。而像飞机等重要的军事目标的红外辐射特征不仅在近、中红外，远红外也具有较强的红外辐射。战斗使用时,当它与真目标同落在导引头跟踪视场内,就可使红外导引头在边跟踪边搜索状态时,难以稳定跟踪真目标,转而跟踪真假目标能量中心。因此，基于现有的红外诱饵药剂远红外辐射能量不高的现状，改进红外诱饵药剂的光谱辐射特征，使之与真目标的光谱响应曲线相近[3]。
因此本课题将在研究药剂红外辐射发光原理基础上，确定药剂配方各组分选择原则，选择具有红外辐射的烟火药剂各组分，研究组分变化对各波段红外辐射特征的影响规律，优化出近、中、远红外辐射能量较高的药剂配方，最后借助光谱辐射计测试研究药剂的红外辐射特性。
1.2 国内外研究现状1.2.1 国内外研究相关现状1.2.2 发展趋势
2 红外诱饵药剂研究的基础理论
2.1 辐射理论
研究红外辐射, 必然接触黑体，灰体和选择性辐射体这些概念, 黑体是一个理想化辐射体模型, 实际存在的物体都是灰体或选择性辐射体, 由图1可以看出, 黑体辐射的光谱分布曲线是各种实际物体在同温度下辐射曲线的包络线, 即在同样温度下, 无论是总量,还是在某光谱区间内的辐射量, 均以黑体辐射为最大。灰体虽与黑体有形状类似的辐射曲线，但因灰体发射率是小于1的常数，所以在黑体曲线下。选择性辐射体的光谱辐射曲线，在不同波长处可有几个最大或最小值。其最大值可接近、甚至于达到黑体辐射定律所达到的极限。红外诱饵通过燃烧产生高温和火焰，这是一个复杂的物理、化学过程。总的来说，红外诱饵的火焰是由气相和凝聚相组成的，其中，气相是蒸汽物质，凝聚相是液体和固体微粒，正是这些火焰中的灼热的液体、固体微粒产生了红外辐射。根据试验得到的干扰静态红外辐射典型光谱分布曲线可以看出，红外诱饵燃烧呈近似灰体光谱特征[6]。
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