对于空中目标的探测,尤其是对火箭发动机喷焰来说,红外辐射探测是一种有效的手段,可以做到对高速目标进行跟踪与识别,世界各国在军事领域对目标的红外辐射研究都十分重视。然而,在红外辐射数值计算与建模方面,往往是确定性的计算,即认为在特定高度、特定时间高速目标飞行参数、发动机参数都为定值。但是,高速目标飞行参数往往无时不刻都在变化,比如推力突然增大、发动机燃烧室温度突然升高,在红外辐射中,任何参数的微小变化都可能造成红外辐射发生很大改变。因此,红外辐射特性不确定度研究与灵敏度分析就十分必要,可以提高目标红外辐射的可信程度,为后续目标红外特性模型精细化建模提供参考。本文主要以Atlas-II火箭发动机尾喷焰为研究对象,旨在建立一套喷焰红外辐射特性红外辐射现象不确定度分析工具,通过对不确定性输入参数的分析与研究,采用不确定度分析工具以获得不同参数单独或联合作用下对喷焰红外辐射信号的影响。本文主要工作如下:在发动机尾喷焰红外辐射传输计算方面,基于辐射和流场解耦思想,利用统计窄谱带(SNB)模型计算火箭发动机尾喷焰物性参数数据库,采用单线组(SLG)谱带模型和视在光线法(LOS)求解喷焰辐射传输方程,实现了火箭发动机尾喷焰红外辐射特性的计算。建立了基于多项式混沌的方法对数值模拟不确定度分析方法,采用了稀疏网格技术解决了高维度的“维度灾难”问题,实现了快速、高精度、多参数的数值模拟不确定度计算与分析。采用多项式混沌展开方法对典型高度(5km、25km、50km)下发动机尾喷焰流场、辐射亮度像、总光谱辐射强度进行了不确定度分析,并对主要波段(2.7μm、4.3μm与3~5μm)辐射强度进行了不确定度与灵敏度的计算分析,明确了在不同高度下影响因素对喷焰红外辐射信号影响程度。采用统计平均公差法对典型高度(5km、25km、50km)下发动机尾喷焰主要波段(2.7μm、4.3μm与3~5μm)辐射强度进行了不确定度计算分析,发现采用该方法与多项式混沌展开方法计算得到的结论大体一致。