临近空间高超声速飞行器具有速度快,航程远,突防能力强等独特优势,在军事上具有重大的战略意义和极大的潜力,受到越来越多国家的关注与重视。针对临近空间高超声速飞行器来说,其红外辐射主要有本体热辐射和激波层气体辐射两部分组成。红外特性的研究对于目标的识别、跟踪、拦截等有重大的意义。本文使用有限体积法数值程序计算壁面热流密度。其中,数值离散格式、化学反应模型、催化条件模型等固定,重点研究了壁面法向第一层网格高度对气动热数值计算的影响。选取ELECTRE钝锥模型作为计算对象,以壁面参数雷诺数为网格准则,对比分析得到了模型不同部位的网格雷诺数适用范围。计算飞行器周围高温气体的辐射和输运时,气体的光谱系数是必要的条件。激波层内气体成分除N,O等元素外,还有微量成分H2O,CO2,NO等主要红外辐射源。本文基于HITRAN/HITEMP光谱数据库,编写了H2O,CO2,NO等气体分子光谱吸收系数和光谱发射系数的逐线法计算程序,并与实验数据进行对比,验证了程序的可靠性。基于上述研究内容,本文以导弹头部为几何模型,计算得到了其绕流场参数及激波层内气体的光谱系数,并建立了探测镜面网格及相应节点的辐射场网格。发展了一套适用本文网格模型的高效率的网格搜索方法,通过插值方法将流场网格节点上的数据传递到辐射场网格节点上。最后通过求解离散化的辐射输运方程,得到探测镜面上的辐射照度值。在数值计算复杂外形飞行器的气动热时,本文关于壁面法向网格尺寸对热流计算影响的研究能够为其提供网格划分依据,得到较为准确的热流值。导引头的探测镜面会受到激波层高温气体和壁面的辐射影响,利用本文发展的计算模型,能够为导引头系统的材料、波段选择提供数据支撑;另外,气体辐射特性的计算方法可以扩展到尾焰辐射特性的模拟、高温燃气温度浓度的检测和飞行器目标远距离探测等方面,具有较大的工程应用潜力。