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预警机(AWACS)是一种集指挥和预警于一体的飞机,是现代空战的空中指挥中心,预警机的重要性日益彰显,对其进行有效的探测和打击对空战的胜利至关重要。近年来,随着隐身材料的广泛应用,雷达探测技术的发展遇到了瓶颈,与此形成对比的是,这类目标运动速度高、红外辐射强烈,有利于通过红外技术达到识别和探测的目的。预警机蒙皮红外辐射特征明显,有利于进行红外探测和成像,进而实现对预警机的探测和打击,具有重要的研究意义。本文分析了空间大气环境的特点,提出了大气透过率计算模型,分析了斜程探测下的短、中、长波红外的大气平均透过率。重点对预警机进行实体建模,并根据真实飞行环境进行了CFD仿真,利用仿真数据和相关算法对蒙皮进行红外辐射特征计算分析。在对蒙皮进行红外特性分析的基础上,利用空间坐标变换和投影映射的方法,仿真得到机身蒙皮的红外图像。最后,对运动中的探测器整流罩进行气动热仿真分析,研究了整流罩气动热对红外成像和探测的影响,提出整流罩温度控制指标。本文主要分为四个部分进行介绍:1.以红外辐射基本理论为基础,先介绍了空间大气的分子密度、温度和压强等参数,并由此提出红外波段大气平均透过率的计算步骤,根据预警机的飞行特点,计算了不同探测行程下的大气平均透过率,为对预警机进行红外辐射特性分析和红外图像仿真提供了重要参数。2.针对预警机的红外特性,对预警机蒙皮的红外辐射特征进行分析,利用SolidWorks软件对预警机建立实体模型,然后用ICEM-CFD软件建立仿真模型并完成网格划分,用Fluent软件对预警机进行CFD仿真,考虑太阳辐射原因得到蒙皮温度分布情况,结合遮挡和消隐相关算法,计算出不同探测方位和探测角度下预警机蒙皮的红外辐射特征,并将分析结果与相关数据进行对比。3.根据对预警机蒙皮红外特征仿真分析的数据,建立红外成像仿真系统模型,利用空间坐标变换和投影映射的方法,并考虑到目标背景和噪声的影响,对预警机蒙皮的红外成像技术进行仿真分析。4.最后,将探测器整流罩气动热看作是环境背景热噪声,对不同运动速度下的整流罩进行建模仿真和气动热分析,研究整流罩气动发热对红外成像结果的影响,并根据红外探测系统的信噪比,提出探测器整流罩温度控制相关指标。